浅谈公路桥梁桩基设计应注意的问题
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一
钻（ 冲） 孔 嵌岩桩 ， 无论是嵌入 风化岩还是完 整基岩 中 ， 桩侧 阻力均 先于端 阻力 发挥 ， 表现 出明显 的摩擦型 。对 于 Ｉ ／ ｄ ￣４ ＞ ０ ， 且覆 盖土层 不属 于软 弱土 ， 嵌 岩桩 端的承载作 用较小 ， 此时桩基受力 状态为摩 擦桩 ， 桩 端嵌入 强风 化或 中风化 岩 层 中即可 。在某 些地 区 ， 泥 质软 岩嵌岩灌 注桩 Ｖｄ＞ ４ ５时 ， 嵌 岩段 总阻力 占总 荷载 比例 小于 ２ ０ ％； Ｉ ／ ｄ＞ ６ ０时 ， 嵌 岩段端阻力 占总荷载 比例小 于 ５ ％ 。究其原 因， 一方 面由于嵌岩桩桩身 的弹性压缩 ， 导致桩顶沉 降 ， 这 个弹性压缩量 引发 了 桩周 土体的剪应 力 ， 也 即是 土对桩 的摩 阻力 。另一方 面 ， 钻孔 桩 的孔底 残留 的 沉 渣， 形成 一个 可压缩 的软 垫 ， 至使 桩底也会产生 沉降 ， 这 一沉降和上述 桩本身 的压 缩导致桩身 与土体 、 嵌 岩段 桩 身与 岩体 产生 相对 位移 ， 从 而 产生 侧 阻力。 而这 种桩身弹性 压缩 和桩底沉 降是随着长径 比 １ ／ ｄ的增大 而增大 的 ， 因而导致 摩 擦力和侧 阻力 的增大 。 同时 ， 传递到桩端 的应力也 随嵌 岩深径 比 ｈ ｒ ／ ｄ 的增大而 减小 。当 ｈ ｒ ／ ｄ＞ ５ 时传递到桩端 的应力 接近 于零 ； 但对 泥质 软岩嵌岩桩 ， ｈ ｒ ／ ｄ ： ５— ７时 ， 桩端阻 力
潺 固
桥 梁 桩 基 设 计 直 接 关 系 到 桥 梁 施 工 质 量 和 工 程 造 价 。 就 公 路 桥 梁 桩 基 设 计 中 的 一 些 问 题 进 行 初 步 探 讨 。 桥 梁 桩 基 ； 设 计 ； 桩 基 承 载 力
文献标 识码 ： Ｂ 文章编 号： １ ６ ７ ３— ８ ５ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ６ —０ １ 岩（ 如花 岗岩） ， 其 极限强度 往往 大于极 软岩 新鲜 岩 的强度 。说 明一 般硬 质岩 的微弱风化层 、 甚 至强风化层 的强度 都相当高 ， 不考虑这些层次 的嵌岩深 度 ， 一 律要求嵌入新 鲜基岩是不妥 的。按照这个 原则 ， 在风 化层 很厚 的情 况下 ， 桩基 嵌岩很深 。在设 计上 ， 必然导致计算 承载力 ［ Ｐ ］ 远 小于实际极 限承载能力 Ｐ ； 在 施工上 ， 则会导致 工程量 的增大 ， 工期 的延 长。 工 程试 验证 明， 当岩面较平 整 ， 桩 的嵌 岩深度 ｈ ＞ ２ ｄ时 ， 桩侧嵌 固力约 占总 荷载 ５ ０ ％ 以上 。随着嵌 同深度 增加 ， 承载 力也 随之 增大 。但 嵌 固深 度 ｈ＞ ３ ｄ 时 承载力 增长不大 。公式 中没有对 ｈ 规定 限值 ， 也 没有 随 ｈ 值 增大 而设定 相 关 的折减系数 。因此 ， 在桩基设 计实践 中， 当桩 基承 载力需 要通 过较 大 的嵌 岩 深度 来提高时 ， 不妨考虑加大 桩径 。 ３ 准确 确定嵌岩深 度及 桩端持力层厚 度 桥梁工程桩基 设计中 ， 经常会遇到两 软弱岩层之间穿越 强度很高 的一定厚 度的岩层 （ 夹层） ， 或者有些 地 区溶洞 比较发 育。如 果这种 夹层 厚度 不够 承载 厚 度要求 ， 钻孔桩就需要 穿越 夹层 ， 以达到持力层 ， 这对施工 机械和施工 进度都 是极大的考验 。 对桩底基 岩厚度的确定 ， 主要有 三个条 件 ： （ １ ） 不考虑 桩身 周 围覆 盖土层 侧阻力 ， 嵌岩灌注桩周 边嵌入完整 和较完整的未风化 、 微风化 、 中风化 硬质岩体 的最小深 度 ， 按构造 要求 ０ ． ５ ｍ； （ ２ ） 要求桩底 以下 ３倍桩径范 围内无软弱夹层 、 断裂带 、 洞隙分布 ； （ ３ ） 在桩端应 力扩散 范围 内无 岩体 临空面 。对 于～般 夹层 ， 只要满足前 两个条件 即可作 为持力层 。对 岩溶 地区桩基 ， 由于岩体形 状奇特 多 变， 岩溶洞 隙的分 布毫无规律 ， 现有勘探 手段难 以事 先查 明它 的准确 位置及 大 小， 导致工期延 长 、 工程 费用增加 。基 于计算所需 的边界条件 十分复杂 ， 而岩溶 地基 比一般岩石地基 影响因素更多 ， 以前通 常要求 桩端 下有 ４ ｍ、 ５ ｍ 或 ５倍 桩 径 持力层 厚度 ， 对于不 同桩径 、 不 同的单桩承载力 ， 如果同样要求 基桩端 面以下 有５ ｍ完整基岩 ， 两者的可 靠度是 不尽 相 同的。为使 桩基 设计 经济 合理 ， 应 根 据 经验值和试算数值 相结合 的方法来 确定嵌岩深度及 桩端持力层厚度 。
２ ０ １ ３ 年３ 月第３ 期（ 下） ２ ０ １ ３ ． Ｍ ａ ｒ ｃ ｈ， Ｎ ｏ ． ３ （ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ 设 计 与 开 发
祖 国
５ ５ １ ７ ０ ０
浅谈 公路 桥 梁桩 基 设 计应 注百度文库意 的问题
路 雪 贵 州 省 毕 节 市 交 通 规 划 勘 察 设 计 研 究 院
４ 采取合理的桩基配 筋布置
【 中图分类号 】 Ｕ ４ ４ ８ ． １ ４
桥梁上 部结构荷载通 常较大 ， 后期质量 稳定 、 承 载能力 高 的钻孔 灌注 桩往 往成为绝 大多数桥梁工程 首选 的基础形 式 。桥梁桩 基的设计是否得 当 ， 对 工程 造价 、 质量 、 工期及使用影 响很大 。笔者 结合工作实践 ， 就桩基设计 中的一 些问 题进行初 步探讨 。 １ 正确 区分 端承桩和摩擦 桩等桩基类 型 通 常认为 ， 凡嵌岩桩 必为端承桩 ， 凡端承桩均 不考虑土层侧 阻力。实 际上 ， 大量 现场结果表 明 ： 桩侧 阻力 、 端 阻力的发挥性状 与上覆土层 的性质和厚 度 、 桩 长 径比 、 嵌 入基岩性质 和嵌岩深径 比、 桩底沉渣厚 度等 因素有关 。 般情况 下 ， 上覆 土层 的侧 阻力 是可 以发挥 的 ， 而 且随 着长径 比 １ ／ ｄ的增 大， 侧 阻力也相应增大 ； 只有 短粗的人工挖孔嵌 岩桩 ， 端阻力先于土层 侧阻力 发 挥， 端 阻力对桩 的承 载力起 主要作 用 ， 属端 承桩 。对 １ ／ ｄ＞１ ５— ２ Ｏ的泥 浆护 壁
钻（ 冲） 孔 嵌岩桩 ， 无论是嵌入 风化岩还是完 整基岩 中 ， 桩侧 阻力均 先于端 阻力 发挥 ， 表现 出明显 的摩擦型 。对 于 Ｉ ／ ｄ ￣４ ＞ ０ ， 且覆 盖土层 不属 于软 弱土 ， 嵌 岩桩 端的承载作 用较小 ， 此时桩基受力 状态为摩 擦桩 ， 桩 端嵌入 强风 化或 中风化 岩 层 中即可 。在某 些地 区 ， 泥 质软 岩嵌岩灌 注桩 Ｖｄ＞ ４ ５时 ， 嵌 岩段 总阻力 占总 荷载 比例 小于 ２ ０ ％； Ｉ ／ ｄ＞ ６ ０时 ， 嵌 岩段端阻力 占总荷载 比例小 于 ５ ％ 。究其原 因， 一方 面由于嵌岩桩桩身 的弹性压缩 ， 导致桩顶沉 降 ， 这 个弹性压缩量 引发 了 桩周 土体的剪应 力 ， 也 即是 土对桩 的摩 阻力 。另一方 面 ， 钻孔 桩 的孔底 残留 的 沉 渣， 形成 一个 可压缩 的软 垫 ， 至使 桩底也会产生 沉降 ， 这 一沉降和上述 桩本身 的压 缩导致桩身 与土体 、 嵌 岩段 桩 身与 岩体 产生 相对 位移 ， 从 而 产生 侧 阻力。 而这 种桩身弹性 压缩 和桩底沉 降是随着长径 比 １ ／ ｄ的增大 而增大 的 ， 因而导致 摩 擦力和侧 阻力 的增大 。 同时 ， 传递到桩端 的应力也 随嵌 岩深径 比 ｈ ｒ ／ ｄ 的增大而 减小 。当 ｈ ｒ ／ ｄ＞ ５ 时传递到桩端 的应力 接近 于零 ； 但对 泥质 软岩嵌岩桩 ， ｈ ｒ ／ ｄ ： ５— ７时 ， 桩端阻 力
潺 固
桥 梁 桩 基 设 计 直 接 关 系 到 桥 梁 施 工 质 量 和 工 程 造 价 。 就 公 路 桥 梁 桩 基 设 计 中 的 一 些 问 题 进 行 初 步 探 讨 。 桥 梁 桩 基 ； 设 计 ； 桩 基 承 载 力
文献标 识码 ： Ｂ 文章编 号： １ ６ ７ ３— ８ ５ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ２ ６ —０ １ 岩（ 如花 岗岩） ， 其 极限强度 往往 大于极 软岩 新鲜 岩 的强度 。说 明一 般硬 质岩 的微弱风化层 、 甚 至强风化层 的强度 都相当高 ， 不考虑这些层次 的嵌岩深 度 ， 一 律要求嵌入新 鲜基岩是不妥 的。按照这个 原则 ， 在风 化层 很厚 的情 况下 ， 桩基 嵌岩很深 。在设 计上 ， 必然导致计算 承载力 ［ Ｐ ］ 远 小于实际极 限承载能力 Ｐ ； 在 施工上 ， 则会导致 工程量 的增大 ， 工期 的延 长。 工 程试 验证 明， 当岩面较平 整 ， 桩 的嵌 岩深度 ｈ ＞ ２ ｄ时 ， 桩侧嵌 固力约 占总 荷载 ５ ０ ％ 以上 。随着嵌 同深度 增加 ， 承载 力也 随之 增大 。但 嵌 固深 度 ｈ＞ ３ ｄ 时 承载力 增长不大 。公式 中没有对 ｈ 规定 限值 ， 也 没有 随 ｈ 值 增大 而设定 相 关 的折减系数 。因此 ， 在桩基设 计实践 中， 当桩 基承 载力需 要通 过较 大 的嵌 岩 深度 来提高时 ， 不妨考虑加大 桩径 。 ３ 准确 确定嵌岩深 度及 桩端持力层厚 度 桥梁工程桩基 设计中 ， 经常会遇到两 软弱岩层之间穿越 强度很高 的一定厚 度的岩层 （ 夹层） ， 或者有些 地 区溶洞 比较发 育。如 果这种 夹层 厚度 不够 承载 厚 度要求 ， 钻孔桩就需要 穿越 夹层 ， 以达到持力层 ， 这对施工 机械和施工 进度都 是极大的考验 。 对桩底基 岩厚度的确定 ， 主要有 三个条 件 ： （ １ ） 不考虑 桩身 周 围覆 盖土层 侧阻力 ， 嵌岩灌注桩周 边嵌入完整 和较完整的未风化 、 微风化 、 中风化 硬质岩体 的最小深 度 ， 按构造 要求 ０ ． ５ ｍ； （ ２ ） 要求桩底 以下 ３倍桩径范 围内无软弱夹层 、 断裂带 、 洞隙分布 ； （ ３ ） 在桩端应 力扩散 范围 内无 岩体 临空面 。对 于～般 夹层 ， 只要满足前 两个条件 即可作 为持力层 。对 岩溶 地区桩基 ， 由于岩体形 状奇特 多 变， 岩溶洞 隙的分 布毫无规律 ， 现有勘探 手段难 以事 先查 明它 的准确 位置及 大 小， 导致工期延 长 、 工程 费用增加 。基 于计算所需 的边界条件 十分复杂 ， 而岩溶 地基 比一般岩石地基 影响因素更多 ， 以前通 常要求 桩端 下有 ４ ｍ、 ５ ｍ 或 ５倍 桩 径 持力层 厚度 ， 对于不 同桩径 、 不 同的单桩承载力 ， 如果同样要求 基桩端 面以下 有５ ｍ完整基岩 ， 两者的可 靠度是 不尽 相 同的。为使 桩基 设计 经济 合理 ， 应 根 据 经验值和试算数值 相结合 的方法来 确定嵌岩深度及 桩端持力层厚度 。
２ ０ １ ３ 年３ 月第３ 期（ 下） ２ ０ １ ３ ． Ｍ ａ ｒ ｃ ｈ， Ｎ ｏ ． ３ （ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ 设 计 与 开 发
祖 国
５ ５ １ ７ ０ ０
浅谈 公路 桥 梁桩 基 设 计应 注百度文库意 的问题
路 雪 贵 州 省 毕 节 市 交 通 规 划 勘 察 设 计 研 究 院
４ 采取合理的桩基配 筋布置
【 中图分类号 】 Ｕ ４ ４ ８ ． １ ４
桥梁上 部结构荷载通 常较大 ， 后期质量 稳定 、 承 载能力 高 的钻孔 灌注 桩往 往成为绝 大多数桥梁工程 首选 的基础形 式 。桥梁桩 基的设计是否得 当 ， 对 工程 造价 、 质量 、 工期及使用影 响很大 。笔者 结合工作实践 ， 就桩基设计 中的一 些问 题进行初 步探讨 。 １ 正确 区分 端承桩和摩擦 桩等桩基类 型 通 常认为 ， 凡嵌岩桩 必为端承桩 ， 凡端承桩均 不考虑土层侧 阻力。实 际上 ， 大量 现场结果表 明 ： 桩侧 阻力 、 端 阻力的发挥性状 与上覆土层 的性质和厚 度 、 桩 长 径比 、 嵌 入基岩性质 和嵌岩深径 比、 桩底沉渣厚 度等 因素有关 。 般情况 下 ， 上覆 土层 的侧 阻力 是可 以发挥 的 ， 而 且随 着长径 比 １ ／ ｄ的增 大， 侧 阻力也相应增大 ； 只有 短粗的人工挖孔嵌 岩桩 ， 端阻力先于土层 侧阻力 发 挥， 端 阻力对桩 的承 载力起 主要作 用 ， 属端 承桩 。对 １ ／ ｄ＞１ ５— ２ Ｏ的泥 浆护 壁