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1、第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2002年大直径灌注桩设计及其承载力提高的措施王文达’朱彦鹏’史艳莉’陈志亮z(I廿肃工业大学建筑工程学院.兰州730050)(2甘0i省第七建筑集团公司，兰州730020)提要结合大直径灌注桩基础研究和应用现状，给出了分别在竖向荷载、水平荷载及二者共同作用时大直径灌注桩承载力设计的几种方法，分别比较了各种方法的实用性及应用范围。基于这些设计计算方法，提出了提高大直径灌注桩竖向及水平承载力的措施，可供设计人员参考。关键词大直径灌注桩，强度设计，竖向承载力，水平承载
2、力1前言大直径灌注桩单桩承载力高，桩身刚度大，除能承受较大的竖向荷载外，还能承受较大的水平荷载，并可有效地充当坡地抗滑桩、堤岸支护桩以及地铁或建筑物基坑开挖的支护桩，还可在基坑开挖后继续作为地下室的永久性承重构件使用。另外，大直径灌注桩不需要搬运吊装，不承受打击荷载，因而可采用较低的配筋率，也可因建筑物的重要性和荷载条件仅在桩身上段配筋或沿深度变截面配筋，经济效益明显。无论采用人工挖孔法还是机械钻孔法施工，对桩所穿越土层的性质均可从桩孔排出的土进行鉴别验证，若采用人「挖孔，则更可下孔直接检查桩端土的
3、性质，并可做必要的原位试验等。因此在房屋建筑工程基础、桥梁基础等方面都得到了广泛的应用。大直径灌注桩也存在一些缺点:由于是在地下或水下开孔灌注成桩，故桩身质量不可能同预制桩那样稳定而可靠:混凝土的强度也较难保证;桩侧阻力和桩端阻力的发挥常随I艺而有变化，且在一定程度上受施工操作影响。另一方面，由于其承载力高，进行常规的静载试验常难以测定其极限荷载，因此对在各种工艺条件下形成的桩的受力、变形和破坏机理至今也未完全弄清楚，系统的试验研究还不够多，设计计算理论与方法有待于进一步完善。本文就大直径灌注桩设计
4、中有关问题和承载力提高措施等方面进行探讨。Z大直径灌注桩承载力计算及设计2.1大直径灌注桩竖向承载力计算桩的竖向承载力取决于桩身材料强度或桩尖土对桩的支承能力。一般而言，桩的竖向承载力由后者控制，桩身混凝土强度往往不能充分发挥，只有支承在中风化或微风化岩层上的端承桩因岩体的允许承载力很高，破坏时基岩的承载力得不到充分利用，由桩身材料强度控制桩的承载力。王文达，男1975丽一H至丁万t5AT.t>布#-省m然科学基金(ZR-94-041)及“甘MTV大学学术梯队及特色研究方向重Bg96计划’·项0一7
5、03-第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2002年一耳藤八建玩桩基技术规范》(JGJ94-94)，桩的竖向承载力应按静载试验测定，但由于经济原因以及结果离散性等因素，如果没有静载试验数据也可由公式计算。按桩身材料强度计算桩承载力时公式如下;Q=k<_0.48fDZ(1)式中Quk—单桩竖向极限承载力标准值(kN);关—桩身混凝土轴心抗压设计强度(MPa);D—桩身直径(M).按桩尖土支承能力计算桩承载力时:Q.k=Q,k+Q,k=y/,i;rD艺li4,rk+W,4,k武/4(2)式中Quk—单桩
6、竖向极限承载力标准值(kN);Q,k.Q,k—分别为单桩总极限侧阻力和总极限端阻力标准值(kN);D—桩身直径(m);l—桩侧第i层土的厚度(m);9,;k—桩侧第i层土的极限侧阻力标准值(kPa);Do—桩端扩大头直径(m);9,k—桩(桩径为800mm)的极限端阻力标准值(kPa);W,;,W,—大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数。当桩端支承在中风化岩或微风化岩上时，由于孔底浮土能够保证清理干净，而且在荷载作用下桩的沉降很小，覆盖土层与基岩的压缩模量相差很大，穿过土层的桩周壁摩阻力不能完全发挥，因此
7、设计时可以不考虑桩身与土层之间的摩阻力按嵌岩端承桩设计，单桩竖向承载力标准值应按下式计算:Q=k=Q，十Q,k=S,.f,,;rD'l4+S,IirD(3)式中Q,k,Q,k—分别为桩端士总极限端阻力和嵌岩段总极限侧阻力标准值(kN);人—岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa);‘，，易—端阻力和嵌岩段侧阻力修正系数。当桩端支承在砂、卵石层或硬塑状粘土层或强风化岩层上时，桩竖向承载力包括桩身摩阻力和桩端承载力，应按(2)式计算，此时桩周土摩阻力所占的比例较大。但如果是湿陷性黄土，则应考虑由于湿陷而引起
8、的负摩阻力，这时一般按端承桩设计，并需进行负摩擦力验算。2.2大直径泊注桩水平承载力计算灌注桩在桩端水平力、弯矩作用下，当考虑地基土的共同作用时，桩身内力的计算方法有许多种，但由于桩土体系共同作用性状的复杂性，有许多方法还难以直接应用于上程设计当中。由于其相关参数准确确定的困难使得目前的设计方法还是一种经验的方法，参数取值的不确定存在着不经济或不安全的因素。综合各种分析方法ox2i《建筑桩基技术规一704一第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2002年蔽石而而示而公丽
