淺談端承樁嵌巖深度確定的原則與運(yùn)用

傅鐘華

（綿陽市川交公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)有限公司 621000）

1 端承樁施工需要有明確的深度原則

樁基承受的載荷量與嵌巖進(jìn)入深度有著很大聯(lián)系，橋梁發(fā)生的載荷狀況總體可以分成水平載荷與豎向載荷，其中豎向載荷的主要效果是提升橋梁構(gòu)造與載荷效益，通過這種情況可以說使用公式開展計(jì)算。在基柱的持力層負(fù)荷強(qiáng)度過大的狀態(tài)下，樁基進(jìn)入土中的深度不會(huì)產(chǎn)生明顯的效果，水平載荷會(huì)對(duì)進(jìn)入土中深度造成印象。

1.1 端承樁持力層的合理選取

依據(jù)承樁的性質(zhì)，承載力主要是利用樁端阻力產(chǎn)生的。所以，樁端要具備符合強(qiáng)度的持續(xù)力。很多設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，應(yīng)該在承樁內(nèi)融入全新的基巖，但是這樣會(huì)出現(xiàn)巖石強(qiáng)度忽略的情況。若是把巖石根據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行分類，那么可以分成軟質(zhì)巖與硬質(zhì)巖等類型。由于巖石的性質(zhì)不同，所以具有的硬度也存在很大差異。對(duì)于部分的硬質(zhì)巖來說，就算在風(fēng)化部分硬度也能保持在2OMPa到60MPa的范圍內(nèi)，因此硬化巖完全可以符合樁基要求。如果風(fēng)化層超過了5m，在這種情況下在風(fēng)化層注入巖石是不正確的，不光會(huì)提升施工難度，還會(huì)增加不必要的浪費(fèi)。所以，在端承樁的研發(fā)設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該重視巖石的硬度，不光要考慮巖石的性質(zhì)，更要檢查完成程度，在細(xì)節(jié)方面出發(fā)，才能滿足基樁實(shí)際需求。

1.2 柔性樁的嵌巖深度

在巖層與土體普遍過厚的情況下，樁基很大部分都處于土層中，所以覆蓋土分擔(dān)了大量的符合與剪力，這樣基底產(chǎn)生的包裹作用就會(huì)減少許多，在受力的背景下屬于柔性樁如圖1所示。

圖1 剛性樁以及彈性樁的彎矩構(gòu)造圖

依據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范指出，樁基內(nèi)部應(yīng)力計(jì)算主要使用了“m”計(jì)算方式，并且利用彈性樁和剛性樁不同的識(shí)別方式，在符合進(jìn)入土中的狀態(tài)下，對(duì)基樁的剛性進(jìn)行計(jì)算，彈性計(jì)算也使用同樣方法。

其中：α指的是進(jìn)入土中發(fā)生變形的系數(shù)，

b1指的是對(duì)樁基計(jì)算后得出的寬度，針對(duì)單樁而言b1=0.9，D指的是樁徑；

EI指的是比較普通物體剛度，在這種情況下對(duì)基樁彈性值進(jìn)行合理計(jì)算，得出EI=0.67ECIC，在算式中，EC指的是樁基彈性數(shù)值。

m指的是地基土中的實(shí)際比例數(shù)值，數(shù)值產(chǎn)生過程與基土性質(zhì)有著很大聯(lián)系，還和地面產(chǎn)生的沖刷線位移有著很大關(guān)系；隨意，在覆蓋土層是狀態(tài)下，相關(guān)的承載力符合設(shè)計(jì)規(guī)則，在理論角度來講，基巖表面符合上樁端要求即可；文中想到基巖有很大幾率會(huì)發(fā)生傾斜狀況，所以應(yīng)該設(shè)定不同類型的安全模式，在現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)過程中，嵌巖深度在一般情況下會(huì)控制在1.0D到3.0D的范圍內(nèi)。

1.3 剛性樁作業(yè)使用的鑲嵌深度

在覆蓋層較薄的基礎(chǔ)上，進(jìn)行基巖深埋作業(yè)會(huì)受到水流沖刷的影響，在這種環(huán)境下所有的嵌巖深度也會(huì)隨之變化，受力屬于剛性，實(shí)際效果如圖2(b)所示。

通過有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范顯示，此種類型的樁基在確定的深度的情況得出公式為：

其中：MH指的是基石上部出現(xiàn)樁身的距離（KN·m）；

frk指的是在巖石單軸部分具有的最大抗壓值（KPa）；

D指的是基樁設(shè)計(jì)直徑（m）；

β指的是依據(jù)巖石結(jié)構(gòu)，在節(jié)理部分產(chǎn)生的系數(shù)；

依據(jù)常規(guī)的施工經(jīng)驗(yàn)而言，文中樁基深度大概在3.0D到5.0D的范圍內(nèi)，本文給出的建議是使用小樁并且取最大值，但是在施工中需要注意產(chǎn)生較大的影響，在不同的作業(yè)情況下也應(yīng)該進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。

2 嵌巖深度的工作原理與現(xiàn)實(shí)的項(xiàng)目應(yīng)用

表1 數(shù)值計(jì)算表

利用表4的有效數(shù)據(jù)分析得出，大量的樁徑有效分布都在5到7倍左右。需要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行地質(zhì)勘探，得出地基土的值大概在在5000到10000的范圍內(nèi)。要先更好的實(shí)現(xiàn)在施工作業(yè)中的應(yīng)用，那么就要保障施工的安全性，在研究出有效的承載力情況下，跨境要保持在50以內(nèi)，根據(jù)以上元素本文建議實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用要嚴(yán)格遵守以下原則：

樁徑不大于1.5m的樁，其2.5/α的值按6D(D為樁徑)控制。當(dāng)覆蓋層厚度h≤4D時(shí)，按剛性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取4.0D～5.0D（小樁徑取大值，大樁徑取小值）；當(dāng)覆蓋層厚度4D＜h≤6D時(shí)，按剛性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取3.0D～4.0D（小樁徑取大值，大樁徑取小值）；當(dāng)覆蓋層厚度6D＜h≤8D時(shí)，按柔性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取2.0D～3.0D；當(dāng)覆蓋層厚度h＞8D時(shí)，按柔性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取1.0D～2.0D。

樁徑大于1.5m的樁，其2.5/α的值按5.5D(D為樁徑)控制。當(dāng)覆蓋層厚度h≤3.5D時(shí)，按剛性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取4.0D～5.0D（小樁徑取大值，大樁徑取小值）；當(dāng)覆蓋層厚度3.5＜h≤5.5D時(shí)，按剛性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取3.0D～4.0D（小樁徑取大值，大樁徑取小值）；當(dāng)覆蓋層厚度5.5D＜h≤7.5D時(shí)，按柔性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取2.0D～3.0D；當(dāng)覆蓋層厚度h＞7.5D時(shí)，按柔性樁設(shè)計(jì)，嵌巖深度取1.0D～2.0D。

根據(jù)上文規(guī)則在對(duì)嵌巖深度進(jìn)行有效控制，依據(jù)具有單軸極限性的抗壓性frk＝22.5Mpa的現(xiàn)實(shí)狀況統(tǒng)計(jì)了相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)持力層巖石的單軸極限抗壓強(qiáng)度不等于22.5Mpa時(shí)，應(yīng)相應(yīng)調(diào)整嵌巖深度。具體調(diào)整方式為：將按上述原則算出的嵌巖深度值，乘以一個(gè)調(diào)整系數(shù)g，g的值可根據(jù)持力層巖石的單軸極限抗壓強(qiáng)度的不同，由表2中的值內(nèi)插得出。

表2 剛性樁嵌巖深度調(diào)整系數(shù)g 值

根據(jù)上文規(guī)則在確定嵌巖深度的情況下，一定要注重樁長的需求，并且還要符合凌空面的現(xiàn)實(shí)安全距離。