《規(guī)范講課嵌巖樁》ppt課件

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1、橋梁嵌巖樁承載力研究SoutheastUniversity龔維明教授Saturday,October23,2021土木工程學院10/23/20211.前言傳統(tǒng)觀念一直把嵌巖樁作為端承樁來設計，完全不考慮其樁側阻力。大量的實測資料表明，嵌巖樁即使是在無覆蓋層條件下或長徑比L/d<5的短樁，也并非一律是端承樁。忽視上覆土層側摩阻力和嵌巖段巖層側摩阻力，把樁端嵌入微風化程度以上的基巖，套用規(guī)范盲目加深嵌巖深度或擴大樁端尺寸，無助于調動基巖的承載能力，卻造成浪費并增加施工的難度。10/23/20211.前言隨著對嵌巖樁承載性狀的深入研究，人

2、們逐漸認識到，嵌巖樁的側阻力不可忽視，有時甚至成為平衡外荷載的主要反力，即嵌巖樁也可能成為摩擦樁或端承摩擦樁。由于嵌巖樁受力機制復雜，現(xiàn)階段尚未認識清楚，導致了設計人員設計過于保守。10/23/20212.嵌巖樁的定義巖石為顆粒間連接牢固、呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。巖石的風化程度分為未風化、微風化、中等風化、強風化、全風化5個等級。國外學者多認為：只要樁端嵌入巖體中，不論巖體的風化程度如何、堅硬性如何，都稱為嵌巖樁。國內：《建筑樁基技術規(guī)范》規(guī)定樁端嵌入中等風化程度以上巖層的樁稱之為嵌巖樁?！豆窐蚝鼗c基礎設計規(guī)范》隱含的定義

3、是：樁端嵌入微風化巖或新鮮基巖中的樁稱之為嵌巖樁。本研究認為：樁端支承于中等風化程度以上巖層的樁就可稱其為嵌巖樁,不包括嵌入全風化、強風化巖情況。10/23/20213.嵌巖樁承載力的現(xiàn)行計算方法《建筑地基基礎設計規(guī)范》規(guī)定當樁端嵌入“完整及較完整的硬質巖”中時，按下式估算承載力：1)只計樁端阻力規(guī)定“樁周邊嵌巖最小深度為0.5m”以確保樁端與巖體面接觸。對于嵌入破碎巖和軟質巖石中的樁，單樁豎向承載力按摩擦樁計算。10/23/2021《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》對單樁容許承載力按下式計算：2）只計嵌巖部分的側阻力和端阻力hr—樁嵌

4、入基巖深度，不包括風化層；Ra—巖石天然濕度的單軸抗壓強度;c1、c2—根據清孔情況、巖石破碎程度定的系數10/23/2021《鐵路橋涵設計規(guī)范》規(guī)定，嵌入新鮮巖石層內的樁軸向容許承載力：R—巖石試塊單軸極限強度；h—自新鮮巖面（平均高程）算起的嵌入深度；c1、c2—據巖石層破碎程度和清孔情況規(guī)定。10/23/2021《建筑樁基技術規(guī)范》（征求意見稿）按下式計算：3）考慮土層的側阻力、嵌巖段側阻力和端阻力10/23/20214.嵌巖樁承載力計算方法通過151根試樁，提出嵌巖樁承載力計算方法—單樁軸向受壓承載力容許值（kN）。樁身自重

5、與置換土重（當自重計入浮力時，置換土重也計入浮力）的差值作為荷載考慮；—根據清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的端阻發(fā)揮系數，按表5.3.4采用；—樁端截面面積（m2），對于擴底樁，取擴底截面面積:10/23/2021—樁端巖石飽和單軸抗壓強度標準值（kPa），黏土質巖取天然濕度單軸抗壓強度標準值，當小于2MPa時按摩擦樁計算；—根據清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的第i層巖層的側阻發(fā)揮系數，按表5.3.4采用；—各土層或各巖層部分的樁身周長（m）；—樁嵌入各巖層部分的厚度（m），不包括強風化層和全風化層；m—巖層的層數，不包括強風化

6、層和全風化層；—覆蓋層土的側阻力發(fā)揮系數，根據樁端確定：當2MPa≤<15MPa時，；當15MPa≤<30MPa時，；當>30MPa時，；10/23/2021—各土層的厚度（m）；—樁側第i層土的側阻力標準值（kPa），宜采用單樁摩阻力試驗值，當無試驗條件時，對于鉆（挖）孔樁按本規(guī)范表5.3.3-1選用，對于沉樁按本規(guī)范表5.3.3-4選用；n—土層的層數，強風化和全風化巖層按土層考慮。10/23/2021嵌巖樁上覆土層側阻力值Qs采用下式表示：1）土層側阻系數分析qsk—土層極限側阻力標準值的加權平均值；qsik—第i層土的極限側

7、阻力標準值；hs—土層厚度；U—嵌巖樁穿越土層部分的截面周長。10/23/2021上覆土層發(fā)揮系數ζs采用下式計算：嵌巖樁上覆土層側阻力由土層極限側阻力和發(fā)揮系數決定。土層極限側阻力通常有勘察報告提供。土層側阻發(fā)揮系數受樁長、樁徑、成樁工藝響。10/23/2021（1）挖孔嵌巖樁依據29根試樁,可求得具有95%保證率的土層側阻系數10/23/2021（2）鉆孔嵌巖樁依據軟巖嵌巖樁26根試樁，可求得具有95%保證率的土層側阻系數依據硬巖嵌巖樁7根試樁，可求得具有95%保證率的土層側阻系數10/23/2021由上述計算結果，可以保守估計

8、覆蓋土層的側阻力發(fā)揮系數；當Ra≤15MPa時，ζs=0.8；當Ra＝15～30時，ζs=0.5；當Ra>30MPa時，ζs=0.2。10/23/2021參照《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》采用相同的系數c1和c22）嵌巖段側阻和端阻系