维普资讯 http://www.cqvip.com Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．４５９ 矿业快报 Ｊｕ１．２ＯＯｒ７ Ｄ【ＰＩｔＥＳＳ ＩＮＦ０ＲＭＡ，Ｉ１０Ｎ ＯＦ ＭＩ ［ＮＧ ＩＮＤＵｓ１ Ｙ 总第４５９期 ２（１０７年７月第７期 嵌岩桩承载力问题的探讨 李少和 莫 生 林群仙 （１浙江义鸟勘测设计研究院；２广东湛江市规划勘测设计院；３浙江工业职业技术学院建工系） 摘要：针对嵌岩桩的特性，在系统分析嵌岩桩承载力影响因素的基础上，对目前确定嵌岩桩 承载力的三种方法进行评述，最后对其承载力的确定提出一些建议。 关键词：嵌岩桩；影响因素；承载力 中图分类号￣ＴＵ４７３．１ １ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９．５６８３｛２００７）０７．００８３。０２ 大的影响，它不仅控制着岩体的强度和变形特征，而 且控制和影响着岩基的破坏模式。岩石节理对嵌岩 嵌岩桩具有承载力高、沉降小、桩体安全的特 点，被广泛采用。 １嵌岩桩承载力的影响因素 桩孔壁粗糙度有很大影响，节理发育，岩石的结构强度 降低，桩侧阻力也随之降低，但可以提高孔壁粗糙度， 研究表明：岩石节理对整个侧阻力的提高是有利的。 １．４桩侧岩石的粗糙度 １．１嵌岩深度因素 在嵌岩桩中，虽然不同规范对嵌岩深度要求不 同，但总的来说，嵌岩深度对桩体承载力产生很重要 的影响。大量资料表明：随着嵌岩深度的增加，桩体 侧阻力在逐渐增加，而桩端承载力在逐渐减小，当达 到一定嵌岩深度后，上部荷载就由桩体侧阻力来承 Ｐｅｌｌｓ在很早时提出一套划分孔壁岩石粗糙度 的分类标准，后来人们通过试验研究不同孔壁粗糙 程度对嵌岩桩承载力的影响，得出在其他条件一定 时，随着孔壁粗糙度增加，桩体承载力得到提高，桩 体侧阻力也在增加。 １．５桩底沉渣的厚度 担，而桩端承载力已减小到零，这在《建筑桩基规范》 中已明确规定，超过这个嵌岩深度后，桩端已不再有 承载力，同时也就存在最佳桩长的问题。 １．２桩的直径 从桩基承载力计算可知，增加嵌岩桩的桩径对 提高嵌岩桩的承载力是有利的，随着桩径的增加，桩 体承载力在逐渐增大，但达到一定值后，桩侧承载力 反而会降低。 １．３桩端岩石的状况 在施工工程中不可避免在桩底存在沉渣，当桩 底有沉渣存在时，在桩顶荷载的作用下，桩身向下发 生位移，这样桩体侧阻力就会发挥出来，这说明桩底 沉渣对侧阻力是有利的。但是，当桩底沉渣厚度过 大，在桩顶荷载作用下，桩身将发生大的位移变化， 结果是桩侧阻力反而降低，对端阻力而言，沉渣的存 在就相当于在桩端形成一个软垫层，桩端承载力就 难以发挥出来。因此，在沉渣厚度较小时对桩的承 载力是有利的，但沉渣应控制在一定范围内，特别是 对于粗短的嵌岩桩来说更要严格控制。 １．６影响嵌岩桩性状的其它因素 参考文献： 岩石模量的大小是影响嵌岩桩承载力的重要指 标。在岩石地基中，有软弱夹层的存在，降低了岩石 的强度导致桩体承载力降低。岩石的结构也对嵌岩 桩承载力有很大的影响，如岩体结构面的种类、规 模、方位、间距、节理、闭合程度等对岩体的强度有很 经常沟通，定期进行两矿采掘工程平面图对照，确保 安全生产。虽然最大弯曲带对上层不造成破坏性的 影响，若下层煤开采厚度很大时，下沉值也很大，同 样也要对上覆煤岩层产生一定的影响，为了安全生 产，错距应大一些为好。 ［１］何国清等．矿山开采沉陷学［Ｍ］，北京：中国矿业大学出版社， １９９１、４，３０～１４４ ［２］ 国家煤炭工业局制定．建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设 与压煤开采规程［ｓ］．北京：煤炭工业出版社，２ＯＯＯ，１７～２９０６ ［３］陈栋振等．煤矿岩层与地表移动［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社， １９９２．９ （收稿日期２ｏＯ７．ｏ４．０５） 李少和（１９７２一），男，３２２０００浙江省义乌市。 ８３ 维普资讯 http://www.cqvip.com 总第４５９期 矿业快报 ２００７年７月第７期 （１）泥皮影响。在嵌岩桩成孔过程中，为了防止 粉土、粉砂塌孔，往往采用泥浆护壁，但灌注桩在灌 注时，由于 昆凝土自重产生水平向应力，会使孔壁扩 大，孔壁的水平应力得到部分恢复，随着时间的增 长， 昆凝土凝固收缩，吸附在其表面的泥浆也收缩与 混凝土联成一体，形成所谓“泥皮”。泥皮的存在导 致嵌岩桩与桩周岩体的粘结力明显降低，严重影响 了桩侧摩阻力的发挥。特别是当泥皮厚度较大时， 石承载力标准值，可按地区经验确定；Ａ 桩身的截 面积。 式（２）中忽略了桩体侧阻力的作用，同时与目 前研究的嵌岩桩性状不相符合，公式中ｇ口在规范中 规定应根据岩石强度和施工条件确定，当桩底与岩 石间无虚土存在时，可按式： ｆ＝ ， （３） 式中，厂为桩端岩石承载力设计值； 为折减系数， 桩土剪切破坏面将发生在泥皮与土体的接触面或泥 皮中。因泥皮抗剪强度低，造成侧阻力损失严重。 （２）成孔时间。灌注桩是非挤土桩，成孔时引起 地基中应力释放，孔壁向孔内变形，因此成孔时间越 长，应力释放越多，孔壁和孔底岩石泡水软化或空气 中风化现象越严重。特别是对于软岩和极软岩来说 更是如此，这些均会引起侧摩阻力和桩端岩石承载 力的下降。 ２建筑桩基技术规范的讨论 （１）《建筑桩基技术规范》（ＪＧＪ９４—９４）对嵌岩桩 的单桩承载力标准值的计算： Ｑ ＝Ｑ ＋Ｑ ＋Ｑ ＝址； ｉｑｓ／／ｔｆ。＋ ｌ ＋ｌ，且 ｈ ＋ ，， （１） 式中，Ｑ 为嵌岩桩竖向承载力；Ｑ Ｑ 、 分别是 土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力、总极限端 阻力标准值； 为覆盖层第ｉ层土的侧阻力系数； ‰为桩周第ｉ层土的极限侧阻力标准值；． 为岩石 饱和单轴抗压强度标准值；ｈ 为桩身嵌岩（中等风 化、微风化、新鲜基岩）深度； 、 为嵌岩段侧阻力 和端阻力修正系数。 表１ 嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数 堂堂堡堡 ： ： 侧阻修正系数Ｏ．ｏｏｏ Ｏ．０２５ Ｏ．０５５ Ｏ．０７０ Ｏ．０６５ Ｏ．０６２ Ｏ．０５０ 端阻修正系数ｏ．５ｏｏ ｏ．５００ ｏ．４ｏｏ ｏ．３ｏｏ ｏ．２ｏｏ ｏ．１ＯＯ ｏ．ｏｏｏ 规范中提出嵌岩深度是３倍桩径，最大嵌岩深 度是５倍桩径的理论，由此得到一个结论：不论岩石 风化程度、节理发育程度、强度高低，凡是嵌岩桩都 应该按照最佳嵌岩深度３ｄ，最大嵌岩深度５ｄ的理 论进行设计，笔者认为这种规定是不合乎实际情况 的，关于端阻力修正系数的给予也是不合理的，从表 ｌ中反映出嵌岩段达到５ｄ后桩端阻力已不存在了。 （２）《建筑地基基础设计规范｝ＧＢＪ７—８９规定嵌 岩灌注桩承载力按端承桩设计，利用以下公式计算： Ｒｋ＝ｑｐＡ。， （２） 式中， 为单桩的竖向承载力标准值；ｑ 为桩端岩 ８４ 根据岩石情况取值。 （３）《公路桥涵地基与基础设计规范》（ＪｒＩＪＩ０２４— ８５）关于嵌岩桩单桩轴向容许承载力的计算式为： ［Ｐ］＝（ｃ１ Ａ＋ｃ２ Ｕｈ） ， 式中，［Ｐ］为单桩轴向受压容许承载力；Ｒ 为天然 湿度的岩石单轴极限抗压强度；ｈ为桩嵌入基岩深 度，不包含风化层；Ｕ为桩嵌入基岩部分的横断面周 长； 为桩底横截面面积；Ｃ 、Ｃ 为与清孔情况有关 的系数。 三个规范中确定桩端阻力时，都首先要得到岩 石的抗压强度，然而桩端岩石处于三相受力状态下， 通过岩石单轴抗压强度换算出来的值与实测值相差 很大，用此值设计是不合理的。同时，各个规范中对 于影响嵌岩桩承载力的因素没有充分考虑，得出的 设计值也是难以与实际相符的。 ３结论与建议 （１）嵌岩桩嵌岩深度不能笼统的规定某个具体 值，而是要根据岩石的情况而定，不同地区应该有不 同的取值，这个取值是靠试验得出的。 （２）规范中关于桩端承载力的确定不应该只考 虑用单轴抗压强度，而是要考虑围压的影响，这就要 对岩石进行合理的折减，要通过原位测试来确定其 折减系数的大小，而不是统一折减到某一具体数。 （３）在进行承载力的确定上还要综合考虑其承 载力影响因素。用理论和实践加以验证，使规范趋 于完善。 参考文献： ［１］张世杰，唐益群等，嵌岩灌注桩承栽力设计浅析［Ｊ］．上海地质， 总第７４期． ［２］郑必勇等，嵌岩桩承栽力的岩土因素分析与探讨［Ｊ］．江苏建 筑。２００１，１． ［３］宋进国，刘利民，嵌岩桩桩侧阻力特征的研究［Ｊ］．四川建筑科 学研究，２ＯＯ４。６ ［４］ 陈竹昌，盛俊，￣６ｘ－因素对嵌岩桩承栽力的影响［Ｊ］．建筑技术， ２００３，３ （收稿日期２Ｏ０ｒ７—０４—０２）
