嵌巖樁的最小樁長問題

嵌巖樁的最小樁長問題-—答《嵌巖樁豎向承載力規(guī)范計算方法的討論》讀者問

博主按：近日接到拙文讀者的電郵，就嵌巖樁的最小樁長問題進(jìn)行探討，特將該讀者的電郵和本人的答復(fù)帖上，以期拋磚引玉，使這個問題越辯越明。

mr6847的電郵（2011/11/17）：有幸拜讀了您二位發(fā)表在《建筑結(jié)構(gòu)·技術(shù)通訊》上的“嵌巖樁豎向承載力規(guī)范計算方法的討論”，感覺所涉范圍全面，分析深刻有獨立見解，使我受益良多.現(xiàn)有一事在我們這里還存在異議，即嵌巖樁的樁長，一方認(rèn)為只要樁嵌入完整巖層內(nèi)1d以上既是樁，而不必考慮總樁長是否夠6d或6m(依據(jù)為規(guī)范承載力計算公式及一些嵌巖樁實驗背景資料);令一方則認(rèn)為總樁長必須夠6d或6m,否則就不是樁，承載力就要折減（依據(jù)來自于傳統(tǒng)上對樁的認(rèn)識）。請不吝賜教,謝謝。此致敬禮

Kingckong的答復(fù)（2011/11/22）：1、首先感謝您對拙文的關(guān)注，也很好奇想了解您是來自什么地區(qū)的。因為有些地區(qū)是不可能采用嵌巖樁的(如上海規(guī)范《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》DGJ08—11-2010里面就沒有嵌巖樁承載力計算的內(nèi)容）。

2、您提的問題,本質(zhì)上就是嵌巖樁究竟要符合哪些基本條件才能體現(xiàn)出樁的工作特征，可以按嵌巖樁的規(guī)范公式估算承載力,而不滿足的話就只能按淺基礎(chǔ)的模型計算地基承載力。

3、由于樁與淺基礎(chǔ)的承載和破壞機(jī)理不同，因而承載力的計算模式也不一樣,計算結(jié)果自然就有很大的差別了.您提的問題，迄今為止前人沒有進(jìn)行過系統(tǒng)研究，因此應(yīng)該說是沒有唯一的答案，因為它涉及的影響因素很多,包括所采用的嵌巖樁承載力規(guī)范公式的類型、基巖的性質(zhì)（軟巖還是硬巖、完整程度如何等）、上覆土層的情況、樁身強(qiáng)度（受樁身材料強(qiáng)度和施工質(zhì)量控制）等.不信的話，不妨在baidu或google輸入“最小樁長”、“嵌巖樁最小樁長"等關(guān)鍵字進(jìn)行搜索，您就會發(fā)現(xiàn)對此問題是眾說紛紜。這也沒什么好奇怪的，因為人對客觀事物的認(rèn)知能力是有限的，對影響因素眾多的復(fù)雜事物更是如此。

4、樁與淺基礎(chǔ)的承載和破壞機(jī)理的不同，在《巖土工程勘察與設(shè)計》(高大釗，2010年，人民交通出版社）P364~367有詳細(xì)的解釋，先摘錄如下，便于大家對此的理解:

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（注：該書上面的表12—2中Ψ=40時“Dfmin/B=3.8”有誤，核對有關(guān)參考資料應(yīng)為“Dfmin/B=23.8”）

5、2003版《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施(結(jié)構(gòu)）》第3。11.1條第5款和2009版《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（地基與基礎(chǔ)）》附錄H第H。0.1條第5款對這個問題人為的設(shè)定了界限：“人工挖孔樁.。。。.。。，樁長小于6米及L/D≤3時按墩基礎(chǔ)設(shè)計"。這樣簡單的規(guī)定，導(dǎo)致在樁長6米左右基礎(chǔ)承載力出現(xiàn)了跳躍突變，不符合基礎(chǔ)承載力連續(xù)漸變的客觀規(guī)律，可能導(dǎo)致思想認(rèn)識上的混亂。

6、從樁端阻力和樁側(cè)阻力深度效應(yīng)的試驗研究結(jié)果來分析樁的最小長徑比l/d的要求,可以參考《建筑樁基技術(shù)規(guī)范應(yīng)用手冊》（劉金礪,2010，中國建筑工業(yè)出版社)P375：

“。。..。，。。.。對于均勻土層中樁的長徑比不應(yīng)小于7，對于軟土和松散土層，長徑比不應(yīng)小于10，且樁端進(jìn)入相對硬土層不應(yīng)小于ld~2d，樁直徑d不應(yīng)小于250mm。當(dāng)不符合上述條件，其承載力不能按《規(guī)范》極限端阻力和極限側(cè)阻力取值計算,而應(yīng)按淺基礎(chǔ)承載力理論計算,簡化方法就是對基底承載力特征值fak進(jìn)行深度修正?！?/p>

7、在上面討論的基礎(chǔ)上，按您問題的基本條件，假設(shè)基巖是軟質(zhì)巖，中風(fēng)化，單軸抗壓強(qiáng)度為frk，基巖完整程度為完整,樁徑為d，樁長1d（其中土層厚度和嵌巖深度各0。5d，且大于0。5米），施工方法是泥漿護(hù)壁的鉆孔樁，無沉渣（1）按上面第6點,按樁模型計算時不考慮上覆土層的摩擦力；因無具體地區(qū)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，也不計算高層勘察規(guī)程法的結(jié)果.（2）按淺基礎(chǔ)模型計算，地基承載力特征值fa=ψr。frk=0。5。frk（3)因是軟巖，不適合用地基規(guī)范法計算嵌巖樁Ra（如是硬質(zhì)基巖，用地基規(guī)范法計算嵌巖樁Ra=ψr.frkAp=0。5frkAp,換算成地基承載力特征值fa=Ra/Ap=0.5frk）（4)用公路規(guī)范法計算嵌巖樁Ra=0。8X0.75（c1frkAp+c2frkushr）=0。42frkAp，換算成地基承載力特征值fa=Ra/Ap=0.42frk(5)用樁基規(guī)范法計算嵌巖樁Qu=ζpfrkAp=0.8.frkAp，換算成地基承載力特征值fa=Ra/Ap=Qu/2/Ap=0。4frk

8、小結(jié)：(1）上面第7點(2）~（5)通過不同的途徑、采用不同的方法來確定地基承載力，在相同的條件下得到多個解。產(chǎn)生這種情況的原因是人們對客觀世界的認(rèn)識總存在局限性，采用的手段和方法也會不同,由于對實際情況把握的差異，產(chǎn)生判斷的差異和決策的差異，因此而形成不同的結(jié)果。（2）在基巖淺埋的情況下，用樁模型與淺基礎(chǔ)模型估算基礎(chǔ)承載力可能差異不大。（3）在基巖淺埋的情況下,個人認(rèn)為按淺基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計、減少基礎(chǔ)進(jìn)入基巖深度,可能更經(jīng)濟(jì)合理。納3—5m一般可以看做深基礎(chǔ)(實際設(shè)計中多稱做墩基），超過5m可以按樁考慮

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