公路桥梁嵌岩桩基础设计探讨公路桥梁嵌岩桩基础设计探讨摘要:分析了桥梁嵌岩桩的作用机理,讨论了现行规范中公路桥梁嵌岩桩基础设计――承载力计算公式,结合公路桥梁桩基设计的实际情况,对嵌岩桩基提出了作者的一些观点，供参考借鉴。关键词:嵌岩桩作用机理承载力Abstract:Thispaperanalyzesthebridgerocksocketedpilemechanism,discussesthehighwayandbridgerock-socketedpilefoundationdesign--calculationformulasforbearingcapacityinthecurrentspecification,combinedwiththeactualsituationofrocksocketedpilefoundation,putsforwardsomeviews,foryourreference.Keywords:rocksocketedpile;mechanism;bearingforce中图分类号:U412.36文献标识码:A文章编号：2095-2104（2012）1、前言随着对嵌岩桩承载性状的深入研究，人们逐渐认识到，嵌岩桩的侧阻力不可忽视，有时甚至成为平衡外荷载的主要反力，即嵌岩桩也可能成为摩擦桩或端承摩擦桩。大量的实测资料表明，嵌岩桩即使是在无覆盖层条件下或长径比L/d<5的短桩，也并非一律是端承桩。忽视上覆土层侧摩阻力和嵌岩段岩层侧摩阻力，把桩端嵌入微风化程度以上的基岩，套用规范盲目加深嵌岩深度或扩大桩端尺寸，无助于调动基岩的承载能力，却造成浪费并增加施工的难度。2、嵌岩桩的定义对于嵌岩桩的定义，国外学者多认为：只要桩端嵌入岩体中，不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何，都称为嵌岩桩。在国内，《建筑桩基设计规范》规定桩端嵌入中等风化程度以上的岩层的桩称之为嵌岩桩。《公路桥涵地基与基础设计规范》虽没有对嵌岩桩昨明确规定，但其隐含的定义式：桩端嵌入微风化岩或新鲜的岩层的桩就可称其为嵌岩桩。综上认为：桩端支撑于中等风化程度以上的岩层的桩就可称其为嵌岩桩，不包括嵌入全风化、强风化岩情况。嵌岩桩身底端有一定长度嵌入基岩体中，其目的是使桩身与基岩结为一体,以提高桩的稳固性与承载能力。嵌岩桩一般要求穿过土层和风化层嵌入到微风化或完整基岩中。嵌岩桩的施工可采取人工挖孔和机械成孔两种方式，由于成桩工艺的不同，其承载性状存在一定的差异。考虑岩石为颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的岩体，按其风化程度一般分为未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化5个等级，桩底嵌入不同特性的岩体中的嵌岩桩其特性也不同，其差异是由岩体特性的差异所引起的。3、嵌岩桩承载力计算方法要素基于嵌岩桩已有的研究成果，设计应当针对桩端岩石情况，适当考虑上覆土层的摩阻力，通过大量的工程实践，结合公路桥涵地基与基础设计规范，提出嵌岩桩承载力计算方法[Ra]―单桩轴向受压承载力容许值（kN）。桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑；c1―清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数，按表5.3.4采用；c2―根据清孔情况，岩石破碎程度等因素而定的岩层的侧摩阻力发挥系数，按表5.3.4采用；Ap―桩端截面面积（m2），对于扩底桩，取扩底截面面积frk―岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），黏土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当frk小于2MPa时按摩擦桩计算；u―各土层或各岩层部分的桩身周长（m）；hi―桩嵌入各岩层部分的厚度（m），不包括强风化层和全风化层；m―岩层的层数，不包括强风化层和全风化层；ζs―覆盖层土的侧阻力发挥系数，根据桩端确定：当2MPa≤frk30MPa时，ζs=0.2；qik―桩侧第i层土的侧阻力标准值（kPa），宜采用单桩摩阻力试验值，当无试验条件时，对于钻（挖）孔桩按公路桥涵地基与基础设计范表5.3.3-1选用，对于沉桩按地基规范表5.3.3-4选用；n―土层的层数，强风化和全风化岩层按土层考虑。3.1、上覆土层侧阻力发挥系数研究上覆土层侧阻力发挥系数ζs可采用下式计算：ζs=（式1）由以上公式可知嵌岩桩上覆土层侧阻力由土层极限侧阻力标准值和发挥系数决定。土层极限侧阻力通常有勘察报告提供，而土层侧阻发挥系数受桩长、桩径、成桩工影响。1．挖孔嵌岩桩依据相关统计资料求得具有95%保证率的土层侧阻系数ζs--1.645S=0.97（式2）总的来说，随长径比的增大，土层的侧阻力的发挥程度越大。3.2钻孔嵌岩桩钻孔软质嵌岩桩，...