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软质岩石工程特性分析及桩基础设计

郑云松  
【摘要】:大直径人工挖孔灌注桩由于其具有承载力高、施工简单、无噪音、无震动、质量易保证、施工速度快、造价低、对施工机械要求低等优点,越来越广泛地用于高层建筑及大跨度结构的基础。 四川山区高层建筑基础持力层一般建在岩石层上,如砂岩、泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩等,这些岩石很大部分按照其坚固度指标——饱和单轴极限抗压强度划分,都属于软质岩石。在这种岩石层上设计大直径人工挖孔灌注桩,通常均将桩端设在中风化或微风化岩石层上,做成嵌岩桩,以取得较高的单桩承载力。然而在实际工程设计中经常遇到建筑物基础范围内岩性不一,出现砂岩与泥岩互存,或者中风化岩、强风化岩、微风化岩相互交层,导致常规勘察所提供的各种试验数据和指标离散性较大,给设计人员进行基础设计带来困难,如何比较准确地确定岩石的实际承载力,还有待于探讨。 在国家现行建筑设计规范中提供了多种计算大直径人工挖孔灌注桩单桩承载力的办法,且各种方法对同一地质条件下单桩承载力计算差异较大,如何选用现有试验数据来进行桩基础的设计,使桩基础既安全又经济,也是设计中值得探讨的问题。 本文以中物院廖家沟住宅小区实际工程设计为例,对整个小区内400亩地的岩土勘察报告所提供的软质岩石上千个数据进行分析比较和研究,重点对岩石地基上桩基计算中常用的两个强度指标室内饱和单轴抗压强度标准值f_(rc)和岩石极限端阻力标准值q_(pk)进行了分析,并按国家规范和有关资料,对同等地质条件下相同直径的桩分别计算其单桩承载力,通过深井岩基载荷试验确定极限端阻力标准值 蜘,最终在施工图设计中采用扩底端承并考虑摩擦力进行设计,并按规范要求进 行了沉降观测,观测结果证明变形指标均在规范允许范围内。 本文对上述两种方法设计的桩基础进行了经济比较,平均每根桩可节约工程 费约0.14万元,整个小区约节约341万元,工期提前约巧天。 鉴于软质岩石的单轴抗压强度值frc偏低,且受多种因素影响不能真实反映岩 基的承载力,故采用规范中嵌岩桩的计算公式来计算单桩竖向承载力是不适宜的, 也是不经济的,为此,笔者推荐通过深井岩基载荷试验来直接确定qPk值,并采用 扩底端承桩和考虑摩阻力的方法进行桩基础的设计,这样能够较真实地反映软质 岩石中嵌岩桩的承载力,通过工程验证,证明是经济、合理的。 关键词:软质岩石人工大直径挖孔桩基础设计深井岩基载荷试验


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