人工挖孔樁樁基疑難ppt課件

1、目錄1、概述、概述（1）.人工挖孔嵌巖樁適用及不適用范圍人工挖孔嵌巖樁適用及不適用范圍 每種樁型都有其適用條件，沒有一種萬能的樁型可以供工程師使用。每種樁型都有其適用條件，沒有一種萬能的樁型可以供工程師使用。判斷人工挖孔嵌巖樁是否合適，可以參考以下幾個(gè)方面：判斷人工挖孔嵌巖樁是否合適，可以參考以下幾個(gè)方面：1地質(zhì)土層分布：上覆土層較淺；有完整性較好及強(qiáng)度較高的基巖；地質(zhì)土層分布：上覆土層較淺；有完整性較好及強(qiáng)度較高的基巖； 回填土最好應(yīng)壓實(shí)以避免施工中護(hù)壁脫落；巖溶發(fā)育地區(qū)應(yīng)謹(jǐn)慎嵌巖；回填土最好應(yīng)壓實(shí)以避免施工中護(hù)壁脫落；巖溶發(fā)育地區(qū)應(yīng)謹(jǐn)慎嵌巖；2水文地質(zhì)條件：如果是粉、砂類土，地下水埋藏應(yīng)較

2、深以保證施工安全；水文地質(zhì)條件：如果是粉、砂類土，地下水埋藏應(yīng)較深以保證施工安全；3上部結(jié)構(gòu)荷載：?jiǎn)螛冻休d力高，適合于荷載大的高層，以達(dá)到較高的上部結(jié)構(gòu)荷載：?jiǎn)螛冻休d力高，適合于荷載大的高層，以達(dá)到較高的 經(jīng)濟(jì)性；如果荷載較小，那么會(huì)造成浪費(fèi)；經(jīng)濟(jì)性；如果荷載較小，那么會(huì)造成浪費(fèi)；4施工設(shè)備條件：沒有水源的山區(qū)，制備泥漿困難；施工設(shè)備條件：沒有水源的山區(qū)，制備泥漿困難； 落后地區(qū)或國(guó)家非洲），沒有先進(jìn)設(shè)備落后地區(qū)或國(guó)家非洲），沒有先進(jìn)設(shè)備5在地下水位較高，有承壓水的砂土層、滯水層、厚度較大的流塑狀淤泥、在地下水位較高，有承壓水的砂土層、滯水層、厚度較大的流塑狀淤泥、淤泥質(zhì)土層中，不得選用。淤泥

3、質(zhì)土層中，不得選用。一、人工挖孔嵌巖樁一、人工挖孔嵌巖樁 如何理解執(zhí)行“傾斜度大于30%的中風(fēng)化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完整性適當(dāng)加大嵌巖深度”？ 地面附近基巖由于風(fēng)化情況復(fù)雜，常常在一棟建筑物范圍內(nèi)形成坡度急劇變化的巖面，如圖，當(dāng)樁基礎(chǔ)必須嵌巖時(shí)，應(yīng)合理設(shè)置嵌巖深度，并注意以下要點(diǎn)：（1嵌巖深度應(yīng)從巖面下端起算。（2嵌入平整、完整的堅(jiān)硬巖和較硬巖的深度不宜小于0.2d，且不應(yīng)小于0.2m。（3對(duì)于嵌入傾斜度不大于30%的完整和較完整巖的全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m。h1s1h2h4s3h3基巖2、豎向受壓承載力性狀、豎向受壓承載力性狀（1豎向受壓的極限破壞模式； 上覆土層段的破壞

4、可能在兩個(gè)界面上，1樁芯與護(hù)壁界面；2護(hù)壁與土體界面。實(shí)際總是在第2界面破壞。芯壁界面壁土界面P施工要求連續(xù)設(shè)計(jì)假定斷開（破壞界面）H土對(duì)樁的作用(D)樁身強(qiáng)度(d)實(shí)測(cè)樁側(cè)阻力分布模式1）如圖，為美國(guó)L.C.Reese等在1969年發(fā)表的一根埋設(shè)測(cè)量元件的嵌巖樁的樁頂荷載隨深度傳遞的實(shí)測(cè)曲線。上覆堅(jiān)硬黏土層5.5m，嵌入黏土頁巖3.2m，d=0.76m，l/d=11.7，l/h=4.2。端阻比例系數(shù)15%25%。嵌巖段阻力系數(shù)約80%。實(shí)測(cè)樁側(cè)阻力分布模式2）不管樁端是強(qiáng)風(fēng)化還是微風(fēng)化，樁端阻力都很小。嵌巖段提供了主要的側(cè)阻力和總阻力，上覆土層提供的阻力約20%。嵌巖長(zhǎng)樁和非嵌巖長(zhǎng)樁的實(shí)測(cè)比

5、較：上覆土層為黏性土和砂土二者豎向荷載下的樁身應(yīng)力一致，說明長(zhǎng)樁承載力性狀與樁端持力層關(guān)系不大。上覆土層提供了主要的側(cè)摩阻力。A3嵌入中風(fēng)化泥巖2.2m60mA1未嵌巖55m端阻比例系數(shù)5%20%。8.5.5-3，當(dāng)樁端嵌入完整及較完整的硬質(zhì)巖中，可按下式估算單樁豎向承載力特征值：apapRq Apaq為樁端巖石承載力特征值。parrkqfr折減系數(shù)此公式基于天然地基破壞模式，未考慮樁阻力傳遞機(jī)理，故僅適用于埋藏極淺，置于巖體表面的qpa試驗(yàn)即是置于巖體表面情況。多數(shù)工程中采用的淺層擴(kuò)底基礎(chǔ)屬于這類情況。一般的，有一定埋深、嵌入巖體一定深度的樁基礎(chǔ)，均不宜用此公式。否則計(jì)算承載力極低，將導(dǎo)致樁

6、端直徑增大或者樁數(shù)增多。釋疑：（1人工挖孔嵌巖樁端承型樁 從上述表格中的數(shù)據(jù)來看，當(dāng)樁稍長(zhǎng)一些，則嵌巖樁也是摩擦型樁。因此不應(yīng)當(dāng)作端承樁僅計(jì)算端阻力。但配筋時(shí)宜全長(zhǎng)配筋。（2基樁有沒有最短長(zhǎng)度或最小長(zhǎng)徑比的要求？有人認(rèn)為基樁長(zhǎng)徑比很小的情況下，樁側(cè)阻力就可以不用考慮。下圖是美國(guó)費(fèi)城自由廣場(chǎng)一號(hào)塔樓下的一根嵌巖樁的長(zhǎng)期觀測(cè)資料。樁長(zhǎng)8.8m，樁身上段直徑3.0m，嵌巖段直徑2.6m。觀測(cè)數(shù)據(jù)表明始終有60%以上的荷載由樁側(cè)承當(dāng)?？梢娪米钚￠L(zhǎng)徑比的概念來控制樁長(zhǎng)并無意義。 柱2m1m承臺(tái)基樁基巖右圖為某工程中長(zhǎng)度為3m的樁，嵌巖段長(zhǎng)2m，此樁按嵌巖樁設(shè)計(jì)而非端承樁，計(jì)入嵌巖段側(cè)阻力是必要的。 rp

7、rsrkQQQ24dfdhfrkprrks244rsprkhfdd4rsprhd24dfQrkrrkr令那么ukskrkQQQisiksklquQ有限尺度半無限空間1.354.05bclcclAfffA 吳其芳等通過孔底載荷板d=0.3m試驗(yàn)得到增大系數(shù)1.384.50，相應(yīng)的巖石frk=1.25.2MPa，載荷板在巖石中埋深0.54m。 ukskrsrpQQQQsksiski siQuq lrsrrkrQuf hrpprkQf ApukskrsrpQQQQskski siQuq lrsrrkrQuf hrpprkQf Apsispspsprspr4rrsphdspspspp式中 d樁身直徑；

8、 m 經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，對(duì)于粘性土、粉土，m=1/5；對(duì)于砂土、碎石土，m=1/3。對(duì)于嵌巖段側(cè)阻，不需要考慮折減。（2端阻在基巖上，也不需考慮端阻的尺寸效應(yīng)系數(shù)。msd)8 . 0(中值02864150100150357D(m)q (kPa)sk人工挖孔嵌巖樁擴(kuò)大頭人工挖孔嵌巖樁擴(kuò)大頭ppkpisiksipkskukAqlquQQQ 擴(kuò)底樁變截面以上2d長(zhǎng)度范圍內(nèi)不計(jì)側(cè)阻力。原因有二：（1施工中土壁應(yīng)力松弛；（2受荷后擴(kuò)大頭下沉導(dǎo)致與斜壁托空，使得斜壁附近土體應(yīng)力松弛。 實(shí)測(cè)結(jié)果表明，按94規(guī)范計(jì)算的擴(kuò)底樁承載力偏高。 人工挖孔嵌巖擴(kuò)底樁承載力，幾乎不會(huì)在樁端土發(fā)生整體剪切破壞?？偸且宰冃慰刂啤?人

9、工挖孔樁的樁身強(qiáng)度：人工挖孔樁的樁身強(qiáng)度：1因假定護(hù)壁不連續(xù)，故不考慮護(hù)壁強(qiáng)度，僅計(jì)算樁芯面積。因假定護(hù)壁不連續(xù)，故不考慮護(hù)壁強(qiáng)度，僅計(jì)算樁芯面積。2因護(hù)壁施工可見，樁基質(zhì)量能有效控制，故成樁工藝系數(shù)較因護(hù)壁施工可見，樁基質(zhì)量能有效控制，故成樁工藝系數(shù)較其他樁型高，取其他樁型高，取0.9。3人工挖孔嵌巖樁通常全長(zhǎng)配筋，當(dāng)樁較短且粗時(shí)，箍筋加密人工挖孔嵌巖樁通常全長(zhǎng)配筋，當(dāng)樁較短且粗時(shí)，箍筋加密區(qū)未設(shè)置區(qū)未設(shè)置5d，故就不利用縱筋強(qiáng)度；，故就不利用縱筋強(qiáng)度；0.90.9cpsysNf Af A釋疑：（1JGJ94-2019第6.6.6條 護(hù)壁配筋直徑不應(yīng)小于8，是否可據(jù)土質(zhì)情況好壞酌減？可以。比

10、如北京地區(qū)一般土質(zhì)較好，最小直徑取6mm。北京地標(biāo) 0.9cpsNf A箍筋加密區(qū)5d時(shí)：（2護(hù)壁砼標(biāo)號(hào)與樁填心同一標(biāo)號(hào)，護(hù)壁施工每段進(jìn)行振搗密度變困難，且形成大量施工縫，按施工縫處理達(dá)不到要求，不能整體起共同作用，是否不考慮護(hù)壁參加計(jì)算，即可降低護(hù)壁砼標(biāo)號(hào)? 樁身承載力計(jì)算取內(nèi)徑而不包括護(hù)壁厚度，那么設(shè)計(jì)可要求護(hù)壁混凝土按C30C40配料，施工后護(hù)壁混凝土取芯強(qiáng)度達(dá)到C15也是允許的。（供參考） （3為何豎向承載力計(jì)算時(shí)有時(shí)用樁身直徑，有時(shí)用護(hù)壁外直徑？ 計(jì)算樁身強(qiáng)度用樁芯直徑；計(jì)算土對(duì)樁的支撐力用護(hù)壁外直徑。（4）地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中樁身強(qiáng)度計(jì)算，工作條件系數(shù)灌注樁取0.60.7，是強(qiáng)規(guī)；樁

11、基中5.8.2條，灌注樁取0.9，應(yīng)按哪條取值？ 按取值。人工挖孔嵌巖樁的檢測(cè) （1工程樁應(yīng)進(jìn)行承載力和樁身質(zhì)量檢驗(yàn)。 當(dāng)豎向承載力過大時(shí)，并不適合做靜載荷試驗(yàn)堆載平衡或錨樁平衡）。（2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值、極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按下列規(guī)定確定： 1對(duì)于大直徑端承型樁樁端為非基巖時(shí)，如卵石層），也可通過深層平板平板直徑應(yīng)與孔徑一致載荷試驗(yàn)確定極限端阻力； 某些情況下，平板直徑可能不與孔徑一致，其實(shí)測(cè)值較實(shí)際值偏低，等于說偏于安全。2對(duì)于嵌巖樁，當(dāng)樁端置于基巖頂面時(shí)，可通過直徑為0.3m巖基平板載荷試驗(yàn)確定極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk）；當(dāng)樁端進(jìn)入巖層一定深度時(shí)，宜通過直徑為0.3m

12、嵌巖短墩載荷試驗(yàn)確定嵌巖段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值和極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值； （見附錄H），對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方法應(yīng)為：3用其他方法如自平衡法測(cè)得樁側(cè)摩阻力。uk,s sik i sr sik i rrkpQuqluqlq A1、工程概況貴州某住宅樓，26981m2，為1+301+32層，采用框支剪力墻結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)間距7.6x8.5m，主樓單柱最大軸力為30000KN/柱設(shè)計(jì)值），裙樓單柱最大軸力為4500KN/柱設(shè)計(jì)值）。注：如果該設(shè)計(jì)值取自SETWE“底層柱墻內(nèi)力” ，則應(yīng)/1.25，作為與樁基承載力特征值Ra對(duì)應(yīng)的荷載參數(shù)。2、場(chǎng)地特性該項(xiàng)目場(chǎng)地由于受附近斷層活動(dòng)影響，巖體差異變化較大，所在地塊同時(shí)存在中風(fēng)化泥

13、巖fak=1200Kpa）、強(qiáng)風(fēng)化泥巖(fak=500Kpa)和中風(fēng)化灰?guī)r(fak=5000Kpa)幾種承載力差異較大的巖體。通過自平衡法在泥質(zhì)單元進(jìn)行基樁靜荷載試驗(yàn)，得出各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)：強(qiáng)風(fēng)化泥巖端阻力特征值795Kpa,側(cè)阻力特征值335Kpa，變形模量43.2Mpa; 中風(fēng)化泥巖端阻力特征值1650Kpa,側(cè)阻力特征值225Kpa，變形模量79.7Mpa。8棟裙樓3、承載力計(jì)算分析）對(duì)樁芯直徑2m和1.5m的樁護(hù)壁150mm進(jìn)行計(jì)算。1asiapapRdlqqA2m單樁承載力特征值，按非嵌巖樁公式計(jì)算：320.9/1.350.9 16.7 3.142 10 /1.3534983accRf

14、AkN213.142 2 10 2253.142 11650141395184.319323aR 闡明1上述方法為按護(hù)壁外側(cè)計(jì)算樁側(cè)摩阻力，應(yīng)改為213.142 2.3 10 2253.142 11650162605184.321444aR計(jì)算承載力至少應(yīng)提高50%。225,1650siapaqq1650paq（2）是按干作業(yè)鉆孔工藝提供的參數(shù)有沉渣）實(shí)際宜按“預(yù)制樁提供參數(shù)或者通過載荷板試驗(yàn)確定。4000paq假設(shè)213.142 2.3 10 2253.142 1400016260 1256828828aR干作業(yè)挖孔樁清底干凈，干作業(yè)挖孔樁清底干凈，D=800mm） 極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值極限端阻

15、力標(biāo)準(zhǔn)值 缺軟質(zhì)巖參數(shù)，可參考表缺軟質(zhì)巖參數(shù)，可參考表5.3.5-2“混凝土預(yù)制樁參數(shù)?；炷令A(yù)制樁參數(shù)。1asiapapRdlqqA1.5m單樁承載力特征值，按非嵌巖樁公式計(jì)算：3220.9/1.350.9 16.73.142 100.7519676accRf AkN213.142 1.5 10 2253.142 0.75165010604291613520aRkN闡明1上述方法為按護(hù)壁外側(cè)計(jì)算樁側(cè)摩阻力，應(yīng)改為計(jì)算承載力至少應(yīng)提高15%。因不是按嵌巖樁公式計(jì)算，故不能乘以清底系數(shù)1.2。213.142 1.8 10 2253.142 0.75165012724291615640aRkN計(jì)算

16、承載力至少應(yīng)提高46%。4000paq假設(shè)1650paq（2）是按干作業(yè)鉆孔工藝提供的參數(shù)有沉渣）實(shí)際宜按“預(yù)制樁提供參數(shù)或者通過載荷板試驗(yàn)確定。213.142 1.8 10 2253.142 0.75400012724706919793aRkN4、樁基布置（1見樁基平面布置圖（2見基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)平面圖優(yōu)化建議：鑒于嵌巖樁承載力潛力較高，變形極小，建議提高樁基承載力，使得樁基在柱下、墻下布置，那么承臺(tái)高度可以降低，或者承臺(tái)取消。理論上講，人工挖孔嵌巖樁，總是可以做到柱下、墻下布樁。這是因?yàn)椋荷喜拷Y(jié)構(gòu)柱截面由軸壓比控制，Ns傳遞到樁頂，作用到樁身，那么一般而言，只需1樁基承載力由樁身強(qiáng)度控制；（2人工

17、挖孔嵌巖樁的樁芯面積大于柱截面面積一般都很容易滿足，抗震等級(jí)高的構(gòu)件，樁芯面積要求大一些），那么一柱一樁就夠了。,(0.6 0.95)sc ccNfA,0.90sc ppNfA所以問題的關(guān)鍵在于：如何使得樁基承載力由樁身強(qiáng)度控制？這就要求：（1充分發(fā)揮上覆土層的側(cè)摩阻力，計(jì)算時(shí)應(yīng)取護(hù)壁外徑；（2充分發(fā)揮嵌巖端側(cè)摩阻力。嵌巖深徑比，較硬巖、堅(jiān)硬巖在1.0左右經(jīng)濟(jì)效益比較好；對(duì)于較軟巖則在13左右，極軟巖、軟巖則可能在4左右較為經(jīng)濟(jì)。當(dāng)承載力需要時(shí)，也可加深，但嵌巖段承載力提高有限。（3樁芯混凝土強(qiáng)度可用到C40。工程結(jié)構(gòu)柱常用C50混凝土，相應(yīng)的樁芯混凝土強(qiáng)度提高，可有效提高樁身承載力。（4計(jì)入

18、清底干凈的提高系數(shù)1.2，同時(shí)對(duì)施工單位提出相應(yīng)的要求。重點(diǎn)：按樁芯強(qiáng)度控制的設(shè)計(jì)過程重點(diǎn)：按樁芯強(qiáng)度控制的設(shè)計(jì)過程（1按最小施工樁芯直徑計(jì)算承載力，一般取按最小施工樁芯直徑計(jì)算承載力，一般取C40混凝土混凝土,0.90/1.356400ac ppRfAkN記憶80 806400kN如樁芯800,0.90/1.358100ac ppRfAkN90 908100kN如樁芯900,0.90/1.3510000ac ppRfAkN100 10010000kN如樁芯1000,0.90/1.3522500ac ppRfAkN150 15022500kN如樁芯1500（2根據(jù)樁身強(qiáng)度設(shè)計(jì)相應(yīng)的嵌巖深度，一般的，較硬、堅(jiān)硬巖hr/d=1可滿足；極軟、軟巖，hr/d大于3.5；較軟巖1hr/d30MPa。這說明a從某種程度上講，較硬、堅(jiān)硬巖嵌巖深徑比大于1幾乎是沒有效果的。（b那些在較硬、堅(jiān)硬巖中的擴(kuò)底樁，如果進(jìn)入巖層達(dá)到1d的，并無必要擴(kuò)底。,1.2/2 0.90/1.35rrkpc ppf AfA,1.11/1.37526.3(0.81)rkc prc prfffMPa26.3rkfMPa 假設(shè)無上覆土層的極軟巖、軟巖，僅用嵌巖段阻力，那么用C40混凝土， hr/d=4