探討嵌巖樁和摩擦樁在強風化硬質巖中的優化性

王石 WANG Shi

（山東省地質測繪院，濟南 250002）

（Shandong Geological Surveying and Mapping Institute，Ji'nan 250002，China）

0 引言

樁基礎是一種歷史悠久、應用廣泛的深基礎形式，隨著工業技術和工程建設的發展，樁的類型和成樁工藝、樁的設計理論和設計方法、樁的承載力和樁體結構的檢測技術等方面均有迅速的發展，以使樁與樁基礎的應用更為廣泛，具有更強的生命力。

改革開放以來，隨著我國經濟的持續增長，城市建設向高空發展，市內交通向多層次立體化發展，鐵路、公路新線不斷延伸，港口、碼頭、機場不斷擴建，從東海之濱到西部邊疆，從黑龍江到三亞灣，全國城鄉到處都出現了打樁工地。由于我國地域遼闊，地質復雜，加之各類工程本身的性質、結構、荷載和沉降變形要求各不相同，施工環境和施工條件常有差異，因此，全國各地各類工程所采用的樁型名目繁多。

1 估算單樁極限承載力的方法及規定

1.1 摩擦樁

根據土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時，

宜按下式估算：

Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp《建筑樁基技術規范》（JGJ-2008）公式（5.3.5）

式中qsik——樁側第i層土極限側阻力標準值，如無當地經驗值時，可按《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）表5.3.5-1取值；

qpk——極限端阻力標準值，如無當地經驗時，可按《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）表5.3.5-2取值；

Ap——樁端面積。

1.2 嵌巖樁

根據巖石單軸抗壓強度確定單樁豎向極限承載力標準值時，可按下列公式計算：

Quk=Qsk+Qpk《建筑樁基技術規范》（JGJ-2008）公式（5.3.9-1）

Qsk=u∑qsikli《建筑樁基技術規范》（JGJ-2008）公式（5.3.9-2）

Qpk=ζrfrkAp《建筑樁基技術規范》（JGJ-2008） 公式（5.3.9-3）

式中frk——巖石飽和單軸抗壓強度標準值，粘土巖取天然濕度單軸抗壓強度標準值；

ζr——樁嵌巖段側阻和端阻綜合系數，與嵌巖段深徑比hr/d、巖石軟硬程度和成樁工藝有關，可按《建筑樁基技術規范》（JGJ-2008）表 5.3.9。

2 工程實例

2.1 例1

以濰坊某工程為例，該場地所處地貌類型為昌濰沖積平原地貌單元。區內揭露地層為第四系粉質粘土、粉土、地表為耕土及人工填土，下伏基巖為中新世玄武巖。

確定各土層平均側阻力和極限端阻力推薦值。

表1 探頭極限側阻力和極限端阻力推薦值統計表

鉆孔選擇和計算：在鉆孔選擇上，需選用在整個場區具有代表性的鉆孔，以便計算結果更具有可靠性，本次計算選用為29#鉆孔。該孔的具體信息如表2、表3。

表2 29#鉆孔地層信息表

表3 單樁極限承載力估算表

規范規定嵌巖樁端置于完整、較完整基巖中，未明確規定在強風化基巖中是否適用，而在野外實際作業過程中，當樁端持力層進入強風化基巖時候，一般均按摩擦樁計算，但實際上，在強風化硬質基巖中樁端承載力遠大于按摩擦樁計算時的樁端阻力。

所以，本次探索方向是將樁端持力層設置在強風化硬質巖中，從兩種計算角度來分析采用何種方法更加優化。

結論：很明顯，同一種樁計算角度不同，結果差別很大，在強風化基巖中按嵌巖樁計算所得結果比按摩擦樁計算結果大11%～56%，平均33%。

2.2 例2

以淄川某工地為例，該場地所處地貌類型為河谷沖積平原，為洪積、沖積作用所形成。區內揭露地層為本區上覆地層主要為第四系雜填土、素填土、角礫巖、下伏基巖為二疊紀泥巖和砂巖。

確定各土層平均側阻力和極限端阻力推薦值。

表4 探頭極限側阻力和極限端阻力推薦值統計表

鉆孔選擇和計算：在鉆孔選擇上，需選用在整個場區具有代表性的鉆孔，以便計算結果更具有可靠性，本次驗證計算選用為20#鉆孔。該孔的具體信息如下表5、表6。

表5 20#鉆孔地層信息表

表6 單樁極限承載力估算表

結論：很明顯，同一種樁計算角度不同，結果差別很大，在強風化基巖中按嵌巖樁計算所得結果比按摩擦樁計算結果大19%～80%，平均49%。

3 結論

當樁端持力層坐落于強風化硬質基巖上時，同一種樁型，但按照不同的計算方法，其計算結果不同，根據上述計算，在強風化基巖中按嵌巖樁計算所得結果比按摩擦樁計算結果大很多。

對強風化硬質巖，采用摩擦樁計算，其結果偏于保守，不能最大程度的發揮地基持力層的作用；而采用嵌巖樁計算，相對于摩擦樁而言，能夠大幅度的發揮地基持力層的作用，節省工程造價。

4 結語

目前對單樁豎向極限承載力計算受土強度參數、成樁工藝、計算模式不確定性影響的可靠度分析仍處于探索性階段的情況下，單樁豎向極限承載力仍以原位原型試驗為最可靠的確定辦法，其次是利用地質條件相同的試樁資料和原位測試及端阻力、側阻力與土的物理指標的經驗關系參數確定。

[1]GB50021-2001，巖土工程勘察規范（2009版）[S].

[2]JGJ94-2008，建筑樁基技術規范[S].

[3]JGJ72-2004.J366-2004，高層建筑巖土工程勘察規程[S].

[4]工程地質手冊委員會.工程地質手冊（第四版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.