资源描述：
《对嵌岩灌注桩嵌岩深度有关问题的探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
第11卷第4期西部探矿工程1999年7月(岩土钻掘矿业工程)57对嵌岩灌注桩嵌岩深度有关问题的探讨刘卫东核工业西南建设工程总公司广汉610000)摘要通过工程实例,对嵌岩灌注桩嵌岩深度与施工中所出现的问题,进行分析,并提出看法。关键词灌注桩嵌岩深度效益0前言0.2d或0.2m,无特殊需要时不宜超过2d;人工挖孔嵌随着我国经济建设的迅速发展,大建筑、水利、铁岩桩,当桩端基岩面大于10°的斜面时,桩端可做成台路、交通、电力、化工、核电等工程中,桩基在基础工程阶形。”中愈显重要。发展最快、适用范围最广的就是灌注桩。1.4《工业与民用建筑桩基础设计与施工规程》因为,它可适用任何岩层土质,可形成任意桩径,甚至(JGJ—4—80)第2.1.2条规定:“穿越软弱层支承于倾截面桩形,不仅能成圆形,也可成梅花形;既可成实心斜基岩上的端承桩,当强风化岩层厚度小于2倍桩径桩,也可成空心桩;既可成入岩桩,又可成扩孔桩,以满时,桩端应嵌入微风化或未风化基岩层”。足不同性能的要求。因此,它被越来越多的人所接受,由此看出,这些规范给出了嵌岩深度的最低限度。应用越来越广泛。1.5《铁路工程技术规范》和交通部《公路桥涵地基与灌注桩的施工,也往往由于地质、水文情况的千变基础设计规范》对嵌岩深度给出了计算公式。如《公路万化和技术要求高而使难度增加。因此,是工程施工中桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024—85)第4.3.4条难度最大、占工期最长、耗投资、耗材料、耗劳动力最多规定:“支承在基岩上或嵌入基岩内的钻(挖)孔桩、沉的工序之一。尤其对嵌岩施工,更是事倍功半,令施工桩和管柱的单桩轴向受压容许承力[P],可按下式计单位大伤脑筋。算:从发展趋势来看,灌注桩桩径朝两个方面发展:一[P]=(C1A+C2Uh)Ra方面向大直径方向发展,另一方面向小直径方向发展。式中:Ra——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度,kPa;成桩深度越来越深,嵌岩施工的难度也越来越大,成本h——桩嵌入基岩深度(m),不包括风化层;U——桩嵌也会增加。入基岩部分的横截面周长,m;A——桩底横断面面积,1嵌岩要求2;Cm1、C2——系数。高层建筑、重要工程的灌注桩,一般均支承在基岩可见该公式的“端承力”与嵌岩深度无关,阻力可上,设计时普通要求将桩端嵌入基岩一定深度。随深度无止境地增加,显然与实际情况不符。1.1《建筑地基基础设计规范》(GBJ7—89)第8.6.2第4.3.5条规定:“当河床岩层有冲刷时,桩基须条规定:“嵌岩灌注桩的周边嵌入微风化或中等风化岩嵌入基岩,按桩底嵌固设计”。其应嵌入基岩中的深度,体的最小深度不宜小于0.5m”。可参照下式计算:圆形桩:1.2《建筑桩基技术规范》(JBJ94—94)第3.4.4条对MHh=岩溶地区,为保证桩端平面溶洞顶板有一定厚度且不0.066RaD致于增加施工难度,规定“当岩面较为平整且上覆盖土式中:h——同前,但不得小于0.5m;Ra——同前;层较厚时,嵌岩深度宜采用0.2d或不小于0.2m”(d为MH——在基岩顶面处的弯矩,kN.m;——系数,=设计桩径m,下同)。0.5～1.0;D——钻(挖)孔桩或管桩的设计直径,m。1.3《灌注桩基础技术规程》(YSJ212—92、YBJ42—很显然,该公式不适用于陆地桥桩基嵌岩深度设92)第3.2.5条规定:“嵌岩端承桩桩端以下3d范围内,计。应无软弱夹层、断裂带、溶蚀洞隙分布,在桩端应力扩2嵌岩深度的设计与施工现状散范围内应无岩体临空面。桩的嵌岩深度不宜小于我国现行的关于大直径嵌岩桩承载力的计算模式 Vol.11№4West-ChinaExplorationEngineering58July.1999大体有两种:一种是只计算桩端阻力,另一种是只计算沉积层,由粘土、亚粘土组成;砾石层,由粘土、乐石、嵌岩部分的侧阻力和端阻力,对嵌岩桩荷载传递规律漂石组成,漂石最大者500mm以上,砾石含量70%以的认识都不考虑覆盖土层阻力的作用。有的无论桩的上;基岩为侏罗系紫红石英砂岩,大约0.5m强风化长径比(L/d)大小,一律把嵌岩桩作为端承桩进行设层,下部为中风化,要求嵌岩深度≥3.5m。计,以致嵌岩深度过大,再则由于岩土工程勘察资料提施工采用人工挖孔,平均嵌岩深度6.15m。50%的供的基岩面标高不准确,造成嵌岩深度过大或过小。孔嵌岩深度在6.0m上,嵌岩最深的达8.97m,嵌深比2.1工程实例(见表1)(h/d)为5.98。正是为几个孔达到设计标高,致使工期2.1.1成乐高速公路E2合同段江渔堤桥拖延了一个多月。因为进入新鲜基岩后,由于岩石硬度设计桩径1.40m,桩数20根,深度14m～16m,大,施工效率很低,一天只能进尺10cm～20cm。桩的类型为端承桩,要求嵌入新鲜基岩不少于3m,长2.1.3318国道黄陂滠水大桥径比(L/d)为10～10.6;嵌深直径比(h/d)为2.14,基设计桩径1.2m～1.50m,桩数:68根,桩深岩岩性为粉砂质泥岩。15m～25m,基岩为绿帘石英千枚岩,全风化和强风化施工采用冲击钻进成孔,实际平均嵌岩5.70m,最层平均厚度2.38m,要求嵌入弱风化基岩2.0m。少嵌岩4.59m,最大嵌岩6.96m,有7根桩嵌岩深度超施工采用GPS—15型钻机,牙轮钻头钻进,平均嵌过6m。但从施工的情况来看,风化层较厚,进尺较快,入弱风化基岩4.0m,最大嵌入弱风化基岩深度为6m。每台班进尺0.5m～0.7m。2.1.4内宜高速公路象鼻山大桥2.1.2成绵高速公路Q合同段K1+952.8龙佛寺大设计1.50钻孔灌注桩44根,桩深23m～31m。要桥求桩基必须嵌入中风化基岩5.5m以上,嵌深比为设计钻孔灌注桩92根,桩径1.50m,深度17.0～3.67。25.50m,长径比(L/d)为11.3～16.7。地层:第四纪表1工程实例实际嵌岩深度h(m)h/d设计桩设计桩桩深设计嵌岩深成孔工程名称桩类型基岩径d(m)数(根)L(m)度hr(m)施工方法平均最小最大平均最大成乐路E2入新鲜粉砂质1.42.014～165.704.956.964.074.64端承桩冲击钻进江渔堤桥基岩≮3泥岩成绵路Q侏罗系1.59217～25.5≥3.56.155.308.974.105.98端承桩人工挖孔龙佛寺大桥紫砂岩318国道1.2～入弱风化回转钻进绿帘石英6816～254.106.03.424.0端承桩滠水河大桥1.5基岩>2.0牙轮钻头千枚岩内宜路入中风化1.54423～31端承桩象鼻山大桥基岩>5.5由表1可以看出:图纸上指出:工勘资料仅供参考,应根据具体实际地质2.1.4.1大部分嵌岩深度较大,一般在3d以上,且实情况而定。际施工嵌岩深度大于设计深度,大都超过规范要求。3.1.1在实际施工过程中,施工单位大都是按照设计2.1.4.2嵌岩效率低,工期长,成本高,难度大。深度终孔,即使是提前见到基岩,因现场监理不同意提2.1.4.3有些端承桩设计深度不够准确。前终止,施工单位也只能不惜代价地慢慢“啃”下去,如2.1.4.4岩土工程勘察资料不准确。成—绵路Q合同段,龙佛寺大桥0#、1#轴线的桩孔,3嵌岩施工中的问题孔深18m就到中风化基岩,为啃下中风化层(4m)耗时3.1嵌岩终止标准一个多月(如图1)。有的规程对桩入岩深度要求,嵌岩桩的终孔深度有的强行要求钻到基岩持力层后,必须取出岩心,应由施工单位会同设计、建设单位及质检(监)部门,根看过确认后才可决定终止,再进行扩孔。这无疑是一种据设计入岩要求,参照实际地质剖面上的估计深度和最直观、最“放心”的方法。殊不知这也是一种高代价、造孔时的钻进速度与难度以鉴别孔底岩屑样品来综合不省心、不值得的方法,这种方式无疑是钻探技术事业确定。有的地方规定:强风化层基岩不算作基岩,一般的倒退。 第11卷第4期西部探矿工程1999年7月(岩土钻掘矿业工程)59和合理的底端形状,并配焊高强耐磨材料。钻头质量一般(2500～3000)d千克为宜。底端形状0.8m～1.4m以下字形为好,1.4m以上为六瓣形为好。4.3回转钻进基岩采用组合式大直径牙轮钻头或潜孔锤钻进技术,尤其对中质岩层,可大大提高钻进效率,钻进时效可达0.3～0.6m/h,可单位成本也会比常规方法(如:刮刀钻头钻进、扩孔钻进、冲击钻进等)高得多。这也正是目前大口径潜孔锤技术没有得到普遍应用的原因之一。设计施工4.4基岩层图1成绵高速公路Q段龙佛寺从现有定额来看,对基岩层钻进的造价偏低,造成大桥0#线地质剖面图了许多施工单位经济效益低,甚至亏损。以1992年《公路工程预算定额》4—25回转钻机钻3.1.2另一种情况是施工者认为已钻到设计深度,而孔(无泥浆船),桩径150cm、孔深40m(42)为例。岩层较软,尚未穿透到中风化层。按照科学的态度应坚其中消耗材料定额基价每米只有二百多元,而一持钻下去,但施工单位也只有“依照图纸施工”的责任,只1.5m组合式牙轮钻头价格三万多元,其寿命一般况且甲方不愿增加费用,那也只好就此罢休了。然而由在40m～70m,每米钻头成本就高达四百元以上。定额施工单位承担了不应承担的工程风险:加深工作量而中对砂土、粘土、砂砾石与坚石层、次坚石层所考虑消费用不增加,则施工单位承担经济损失;若不加深工作耗的材料是一样的,用于刻取坚硬岩石的特殊材料定量,而桩的沉降量要超标,施工单位又要承担责任及经额中没有考虑,而实际中非用不可,这显然不合理。济损失。因此,在确定嵌岩深度时,应有较准确的工勘资3.2最佳嵌岩深度料,既要考虑到设计要求、试桩结构,也要考虑到实际3.2.1文献[1]资料表明:“嵌岩段桩侧阻力对桩身承施工条件和困难,还要考虑到工程工期、造价和工程的载力的影响最大,上覆土层的侧阻力对嵌岩桩承载力经济效益,不能超规范设计。建议修订基岩的定额基有着显著影响,对一般嵌岩桩,在设计时不能忽略它的影响。”价。3.2.2文献[4]资料表明:“嵌岩桩荷载传递以桩侧摩参考文献阻力为主的端承摩擦桩”。“硬质岩为持力层的嵌岩桩,1刘利民等.嵌岩桩承载性状的灰色关联分析.西部探矿工其承载力受桩身砼强度控制,为使岩层摩阻力和端阻程,1996.3力充分发挥作用,嵌岩深度一般选用0.5d～1.0d,最大2黄家愉.丘陵区岩质地基嵌岩桩有关问题探讨.西部探矿工不超过1.5m。”程,1995.1上述表明:当上部荷载一定时,存在一个最佳嵌岩3董金荣.嵌岩桩承载性状分析.工程勘察,19995.3深度。4王赫等.对加快泥浆护壁钻孔桩施工进度的若干建议.建筑确定适当合理的嵌岩深度,既可充分利用基岩的技术,1997.5承载力性能,从而提高单桩的承载力,又可减小施工难5刘金励.桩基础设计与计算.中国建筑工业出版社,1994度,降低施工成本。4嵌岩钻进方法及效益在灌注桩施工中,最难的是在嵌岩阶段。嵌岩钻进方法直接影响着施工速度和施工成本。一般情况下,嵌岩钻进所花费的时间是上部土层钻进所花费时间的2～5倍,有时还会更高;嵌岩钻进的成本也比上部土层钻进所用的成本高5～10倍之多。4.1人工挖孔凿岩进尺:必须采用凿岩设备和通风设备,以提高进尺速度,每台班进尺可达到0.5m～1.0m。4.2冲击钻进基岩层:必须保证钻头要有足够的质量
