嵌巖短樁承載性能的影響因素分析

摘要:在分析嵌巖灌注短樁荷載傳遞特性、荷載分配以及承載性能的影響因素的基礎(chǔ)上，重點研究了長徑比、嵌巖深度、基巖強(qiáng)度對嵌巖短樁承載性能的影響。

關(guān)鍵詞:嵌巖灌注短樁 承載性能

1 概述

影響嵌巖灌注短樁的承載力的因素有很多，總的來說，影響因素有以下方面:①設(shè)計參數(shù)的影響包括長徑比、嵌巖深度、設(shè)計荷載等;②地質(zhì)條件影響包括樁周土強(qiáng)度，基巖強(qiáng)度，以及軟弱夾層分布情況等;③施工因素的影響主要體現(xiàn)在樁體的質(zhì)量上、沉渣也會有一定的影響。

在上面的影響因素中，設(shè)計荷載是由工程建筑物的功能所確定的，顯然在其它條件相同的情況下，荷載越大，造成的樁體沉降越大，因此，這一影響因素本文將不予以考慮。

2 嵌巖短樁承載性能影響因素

2.1 長徑比的影響 在滿足工程實際應(yīng)用如規(guī)范規(guī)定的長徑比、滿足鋼筋防腐蝕的最小保護(hù)層厚度等的條件下，樁體采用何種的長徑比可使在樁體混凝土體積一定的情況下，所獲得的承載力最高或者說在相同的荷載下樁體的沉降最小，具有非常重要的意義，可以直接對工程的造價造成很大的影響。在一定的地質(zhì)條件中，長度的變化對嵌巖樁來說是反映在嵌巖深度的變化上的，所以，這里通過只改變樁體直徑來研究長徑比的影響。

假設(shè)樁長6m固定不變，樁徑分別為D=0.8m、0.9m、1.0m、1.2m，即L/D=7.5、6.7、6.0、5.0。其他固定的計算參數(shù)為強(qiáng)風(fēng)化巖彈性模量EP=390MPa、中風(fēng)化巖彈性模量EP=5000MPa、樁體彈性模量EP=2.5x104MPa，樁側(cè)土體彈性模量EP=5.0MPa，嵌巖深度1m，荷載P=500-4500kN。

2.2 嵌巖深度的影響 嵌巖深度的確定受多種因素的影響，如樁體的強(qiáng)度、覆蓋層厚度、巖體的強(qiáng)度以及樁徑。對于嵌巖灌注樁，并非嵌巖深度越大越好，只有當(dāng)土側(cè)阻力、巖側(cè)嵌固力和樁端阻力總體上得到最優(yōu)的發(fā)揮時，才能在經(jīng)濟(jì)上獲得最好的實際工程意義。在上一章的工程實例中，嵌巖深度只有一倍樁徑，仍能滿足設(shè)計承載力要求，若一味的增加嵌巖深度，不僅會造成工期的延長，而且會導(dǎo)致造價增加。

2.3 基巖強(qiáng)度的影晌 基巖強(qiáng)度是影響嵌巖灌注樁的承載力和所需的嵌巖深度的一個極為重要的因素。其它條件相同的情況下，基巖強(qiáng)度越高，樁承載力越大，在一定荷載下，樁的沉降越小，這是不容置疑的。然而，隨著基巖強(qiáng)度的變化，樁的承載力提高的趨勢如何變化，以及基巖強(qiáng)度在什么范圍內(nèi)變化時，承載力變化最大仍是有待于研究的課題。特別是如何根據(jù)已有的別的樁嵌于某一強(qiáng)度基巖時的承載力來估計待設(shè)計的樁嵌于強(qiáng)度不同的基巖上時的承載力。所以，研究隨著基巖強(qiáng)度的變化樁側(cè)和樁端阻力如何分配以及樁頂沉降的變化規(guī)律仍有著重要的意義。

3 小結(jié)

本文對影響嵌巖灌注短樁荷載傳遞特性、荷載分配以及承載性能的影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)而詳細(xì)地研究，重點研究了長徑比、嵌巖深度、基巖強(qiáng)度的影響，得出了以下一些基本結(jié)論:

3.1 長徑比的影響:在一定的地質(zhì)條件、樁長不變而樁徑變化導(dǎo)致樁的長徑比變化的情況下，荷載分配的比例并不是單調(diào)變化的，需要結(jié)合荷載來考慮，同時也進(jìn)一步說明短樁的這種尺寸效應(yīng)是存在的。樁頂沉降是隨著長徑比的增大而增大的，在荷載較大時，長徑比變化對樁頂沉降的影響也更大。

3.2 嵌巖深度的影響:其它條件一定的情況下，隨著嵌巖深度增大，嵌巖段樁側(cè)阻力所占比例非線性增加，而樁端阻力所占比例非線性減小，嵌巖深度效應(yīng)顯然是存在的。在嵌巖深度1.5D(L/D=4.26)時，樁端阻力所占荷載比例最大，最大達(dá)99%，此時，再增加嵌巖深度就會造成樁端承載力得不到有效發(fā)揮和利用，在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。

3.3 基巖強(qiáng)度的影響:其他條件一定的情況下，基巖強(qiáng)度越高，樁端阻力所占的比例越高，而樁側(cè)阻力所占比例減小。經(jīng)分析在基巖強(qiáng)度低時，通過改善基巖狀況對減小沉降的效果是明顯的。