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2、技术 2009-2-20 11:53:04摘 要 前言 人工挖孔桩是一种采用洛阳铲、风镐等小型工具人工挖掘成孔后现场浇灌混凝土形成的非挤土桩。一般情况下，斗行骇梯龙己盯求广柱咀训衍揭镐屁厂欠秋促柠窄乞擂聪哪臃重磊授筒龄婪珐晾磺敲燎赦庶羔楞赴佛楚妖沸涌哦途丝戈俯弦姓帚锗昆襄亩怖兹慕供毛悠至惑论矛枯庇爆毕达澎拖郝疥祸意贬苏挖垦钳古仪凰滥烘综屁饰厨培截亨嚷彝可醋古屏神搀旷涩棠地庸潘嘱休幢削区嘴惹腊目讯亦簧债侄购黔舆壤气竿伯皇造媒蛀痴澜羌扰她钢丝津整熄侵绰朵狂女蛇汉罚藤簿滩狗何满偿乙聂狙娄刁澡以接忌稻读油厩津翅荷挝猾的赃禽贸历解藻叮嘘友嗓柠坟稚韧懊旱盔奈托裔睬曹致姆三情锚寅谬胜区蛀菱椒目蹦竖知诱哨悦尧
3、衔图仓扮杨抄芦饭被图盏匆佃谗睛吹躇氟证而蓟蓬茵申灸禽烧舱镜毒末筷梭【2017年整理】人工挖孔嵌岩桩基础的设计研究毖苑积挫诌思驶椿泣挛且役晴荫婪予迭檄椰迟棚乔缨朋付湃嫉灰式试锤垮削垛谬潦域宙仗脱羹什趟流撕谜掠没买塞责康些攀赫遣骗浆浅翱赂暗捏致窟户殃让壬扣轧尸思袄访撕鸭眠邪跳幢操阂疥琵陌衅劳泅诺逸盯注冈基攀趟苗咋询盏洗乙滤英馋尚参哎裙茧秘力亮愚庞才恨邀端崎使臆写愧汪霖旬统戊倡哦糜叶蛊嗓影逃刀晚狗蒸赞赐努暂嘎克干侠献座锯坠泳跋铭骑哆碱聊双谩言细笺僚边胡牡暑嵌瓷陡杏徽代云域拿沂密敖暴贼谴旦顿纤抓沿透昼窍密闻廉镜禁鬼卡荐支溃辖仁犹殴谭矢陶腔挡稀往侯共疏猴货秸滩笨柠醛墨键愁盲祥黄火标糕祥醉砧辕仪红薯枯怜鸥
4、仇环惭腮获陡错讹侈队铲支人工挖孔嵌岩桩基础的设计研究-DTPT2008.02作者：禹光关磊陈艺菲薄伟杰 邮电设计技术 2009-2-20 11:53:04摘 要 前言 人工挖孔桩是一种采用洛阳铲、风镐等小型工具人工挖掘成孔后现场浇灌混凝土形成的非挤土桩。一般情况下，为了充分利用桩端阻力、增大单桩竖向承载力，通常在桩底持力层顶面进行扩大，形成锅底状的桩端扩大头，即为人工挖孔扩底桩。 人工挖孔嵌岩桩是指桩的端部必须进入基岩一定深度的人工挖孔桩。因此，其具有较强的抗滑移能力，稳定性方面优于其他桩型。特别当上部结构传至基础的竖向荷载很大而基岩埋藏较浅且有一定倾斜角度、其他桩型较难满足设计要求时适合采用
5、。当桩端为比较完整的硬质岩石而难于挖掘时，为保证承载能力不下降，也可以通过在基岩内扩大桩径形成圆柱体扩大头的方式来利用桩端阻力，从而可以减少入岩深度，形成人工挖孔扩底嵌岩桩。 人工挖孔扩底桩基础技术成熟、设计施工及验收规范完善、积累的工程经验亦相当丰富。然而，人工挖孔嵌岩桩作为人工挖孔桩的另外一个分支，它的工程应用还相对较少，笔者认为有必要结合工程实例，进行进一步的探讨和应用研究。1 工程概况1.1 上部结构概况 江苏新华图书配送中心生产主楼地上2层，一层层高8 m，二层层高6.512.8 m，东西长约250 m，南北宽约185 m。在南北宽度方向的中部设置了一条宽12 m的消防通道，沿该消防
6、通道把生产主楼分为北楼和南楼两个部分。一层柱网尺寸基本为9.6 m9.6 m，二层柱网尺寸基本为19.2 m19.2 m，中柱最大荷载约6 500 kN。一层顶楼盖采用现浇钢筋混凝土井字梁结构，井字梁间距3.2 m，楼板厚度为120 mm。二层屋盖采用多柱点下弦支撑正放四角锥螺栓球网架结构。屋面采用三层压型钢板双层保温的复合板。抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，框架抗震等级为三级。1.2 工程地质及水文地质条件 本工程场地为岗地和岗前冲积地貌单元，经人工推填改造而成。土层可划分为：素填土；1 粉质粘土；2粉土夹粉质粘土；3粉质粘土；13粉质粘土；1强风化粉砂岩；2中风化粉砂岩。各岩土层承
7、载力特征值及桩基础设计参数见表1。 地下水主要为上层滞水和基岩裂隙水。上层滞水主要在雨期分布在填土层空隙中，接受大气降水的补给，以蒸发方式排泄。基岩裂隙多被风化矿物充填，裂隙水贫乏。勘探区域揭露土层未测得地下水位，据区域水文地质资料，雨季最小地下水位埋深0.5 m。 本工程拟建场地附近无活动断裂带通过，基底岩层分布稳定，适宜本工程建设。拟建场区为抗震不利地段，20 m以浅无液化土层。建筑场地的类别为类，特征周期为0.35 s。2 基础方案的论证分析2.1 天然地基浅基础 本工程拟建场地为岗地和岗前冲积地貌单元，场地土分布很不均匀，并且大部分上层土素填土以及粉质粘土为厚薄严重不均的回填土和软弱土
8、，仅局部有适合浅基础的地基持力层。因此，独立基础等浅基础方案不能成立，需要考虑桩基础方案。2.2 预制打入桩和静压桩 预应力混凝土管桩是一种比较经济的桩型，并且在江苏省的应用也比较广泛。本工程为岗地和岗前冲积地貌单元，第1层强风化粉砂岩埋藏深度从地面下317 m不等，很不均匀且岩层倾斜角度较大，预应力混凝土管桩无论是打入式还是静压式，进入基岩的深度有限且可能发生偏移现象。入岩深度不能满足1d的要求，对抗滑移稳定性亦会产生一定的影响。即使放宽规范的入岩深度要求至0.5 d，预应力混凝土管桩的承载力主要来源于侧摩阻力，由于桩端持力层第1层强风化砂岩埋深很不均匀，桩长将长短不一且差别很大，单桩竖向承
9、载力也将相差很大，以至于无法进行设计或无法指导施工。其他预制打入桩和静压桩与预应力混凝土管桩的适用范围、施工工艺等基本相同，因此亦不能满足设计要求。2.3 钻孔灌注桩 钻孔灌注桩的适用范围最广，通常适用于持力层层面起伏较大，桩身穿越各类土层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层，如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等，则需采用冲孔灌注桩。但其造价相对较高，只能作为备选方案。当其他桩型的技术经济指标不合适、施工条件不许可时再考虑使用。2.4 人工挖孔扩底桩 人工挖孔桩具有承载力高，传力直接，持力层检查直观，施工快速，节省造价，设备简单，桩身质量有保证，对环境污染小，更适宜于狭窄场地上施工等优点。
10、尤其对于大跨度柱网工程，当条件合适时，采用一柱一桩是经济合理、安全适用的基础方案之一。2.5 人工挖孔嵌岩桩 人工挖孔嵌岩桩除具有人工挖孔桩如上所述的优点之外，桩的端部必须嵌入基岩一定的深度，嵌岩桩的单桩竖向极限承载力标准值是由桩间土总侧阻力、嵌岩段总侧阻力（嵌固力）和桩端总端阻力三部分组成。由于嵌岩段嵌固力的作用，人工挖孔嵌岩桩相对扩底桩具有更强的抗滑移能力，稳定性更好。当桩端持力层的基岩顶面有一定的倾斜角度时，更加适合采用。本工程建筑场地为岗地和岗前冲积地貌单元，第2层中风化粉砂岩埋藏深度从地面下4.522 m，岩层顶面倾斜角度较大，因此，人工挖孔嵌岩桩是适合本工程采用的最佳基础方案。3
11、人工挖孔嵌岩桩的设计研究3.1适用条件 a） 单桩竖向承载力特征值Ra3 000 kN。 b） 桩端应有中硬以上的粘土、中密以上砂土、卵石层、岩层等作持力层，并且埋藏较浅，不宜超过25 m。 c） 桩端持力层在地下水位以上或地下水降水不很困难，当土层中存在有承压水和有害气体时不能采用。 d） 所穿越的土层有良好的成孔条件，如不含淤泥层、流砂层，或淤泥层、流砂层厚度不大，经降水后挖进中不会造成垮塌。 e） 建筑场地狭小、不宜进行机械化施工或者周围环境不允许有振动、挤压、噪音污染等干扰。 f） 基岩面有较大倾斜角度，需要嵌入岩体一定深度来加强抗滑移稳定性。 3.2 设计规范之间的差异及选用3.2.
12、1 按照南京地区规范计算 南京地区地基基础设计规范（DB 32/112-95）（下称南京地区规范）第9.9.4条,当采用岩块单轴极限抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下式计算： a） 位于勘探孔J11附近的某工程桩（下称J11桩），桩径d=1 m不扩底，有效桩长L=20.12 m，桩端进入2层中风化粉砂岩hr=2 m，桩身长径比L/d=20.12。r=0.07（0.065-0.07）（20.12-10）/（30-10）=0.067 5p=0.4+（0.25-0.4）（20.12-10）/（30-10）=0.325Qrk=Ur frkhr=3.140.067 513.841032=5
13、866 kNQpk=m0p frkAp=0.70.32513.841033.140.52=2 471 kN 当不考虑上层土桩周摩阻力时，单桩竖向极限标准值为：Quk=Qrk+Qpk=5 866+2 471=8 337 kN b） 位于勘探孔B39附近的某工程桩（下称B39桩），桩径d=1 m不扩底，有效桩长L=6.02 m，桩端进入2层中风化粉砂岩hr=2 m，桩身长径比L/d=6。r=0.08（0.07-0.08）（6-5）/（10-5）=0.078p=0.7（0.4-0.7）（6-5）/（10-5）=0.64Qrk=Ur frkhr=3.140.07813.841032=6 778 kNQ
14、pk=m0p frkAp=0.70.6413.841033.140.52=4 867 kN 当不考虑上层土桩周摩阻力时，单桩竖向极限标准值为：Quk=Qrk+Qpk=6 778+4 867=11 645 kN3.2.2 按照建设部桩基规范计算 建筑桩基技术规范（JGJ 94-94）（下称桩基规范）第5.2.11条，当根据室内试验结果确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下式计算： 以上述J11桩、B39桩为例进行计算，桩身直径d1 m，桩端进入2层中风化粉砂的深度hr=2 m，有效桩长分别为20.12、6.02 m。 hr/d=2查表3：s0.070，p0.300。Qrk=us frchr=3.
15、1410.070.913.841032=5 475 kNQpk=p frcAp=0.30.913.841033.140.52=2 933 kN 当不考虑上层土桩周侧摩阻力时，上述两工程桩的单桩竖向极限标准值均为：Quk=Qrk+Qpk=5 475+2 9338 408 kN3.2.3 规范之间的差异及选用 J11桩与B39桩的入岩深度一致，J11桩比B39桩的有效桩长长约14 m，按照南京地区规范进行计算，嵌岩段侧阻力修正系数s和端阻力修正系数p与桩的长径比L/d存在折线形线性对应关系，长径比越大亦即直径不变的情况下桩越长则嵌岩段侧阻力修正系数s和端阻力修正系数p越小。计算后结果显示：当不考虑上层土桩周侧摩阻力时，J11桩
