尚星江

（貴州有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局地質(zhì)勘測(cè)設(shè)計(jì)院， 貴州 貴陽(yáng) 550000）

在軟土地基施工中，嵌巖樁施工方式便捷，承載能力強(qiáng)，并且沉降量小，因此應(yīng)用范圍廣泛。但是，在嵌巖樁設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對(duì)于嵌巖樁的受力特性研究不夠深入，比如，對(duì)于嵌巖深度的選擇以及嵌巖深度對(duì)嵌巖樁承載力性狀的影響，只有選擇最佳嵌巖樁嵌巖深度，才能夠有效提升施工質(zhì)量。因此，加強(qiáng)軟土地基中嵌巖樁嵌巖深度研究迫在眉睫。

1 嵌巖樁的定義

對(duì)于嵌巖樁，一般將其作為端承樁同類(lèi)樁進(jìn)行樁基處理，受力情況相同。對(duì)于巖層中樁基的豎向承載力，可根據(jù)以下公式計(jì)算：

在上述公式中，frk應(yīng)該大于2MPa 以上，對(duì)于強(qiáng)風(fēng)化層和全風(fēng)化層，均可作為土層，與端承樁的定義相同。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，嵌巖樁指的是嵌入微風(fēng)化巖中的樁體，對(duì)于嵌巖樁，可作為端承樁同類(lèi)樁基。根據(jù)上文所屬，在嵌巖樁設(shè)計(jì)中，如果將嵌巖樁與端承樁的概念相混合，則可能會(huì)影響設(shè)計(jì)方案的合理性，同時(shí)還會(huì)造成浪費(fèi)問(wèn)題，對(duì)此，需重視強(qiáng)風(fēng)化層段樁基的受力情況。對(duì)于嵌巖樁與端承樁，二者的主要區(qū)別是嵌入巖層特性，對(duì)于二者，應(yīng)做好合理區(qū)分。

2 嵌巖樁的工作機(jī)理

在嵌巖樁中，嵌入基巖部分有剪應(yīng)力，而對(duì)于剪應(yīng)力的分布模式研究不夠深入。在樁基設(shè)計(jì)規(guī)范中，認(rèn)為嵌巖段的剪應(yīng)力的分布形式為上大小下，可據(jù)此對(duì)嵌巖段的豎向極限承載力進(jìn)行計(jì)算。但是，在實(shí)際施工中，嵌巖段的巖層強(qiáng)度分布并不均勻，一般情況下，上層強(qiáng)度較弱，而下層強(qiáng)度比較大，因此，嵌巖段的剪應(yīng)力為上小下大分布狀態(tài)。

3 軟土地基中嵌巖樁嵌巖深度的研究

3.1 端阻比隨嵌巖深度的變化關(guān)系

選擇34 根不同樁徑（φ800mm 和φ1000mm） 嵌巖樁試樁進(jìn)行研究，所有樁體均進(jìn)入中風(fēng)化巖中，對(duì)極限承載力和極限側(cè)摩阻力進(jìn)行分析，結(jié)合圖1 進(jìn)行分析，入中風(fēng)化巖φ800mm 的樁的平均極限承載力以及平均極限側(cè)摩阻力分別為7923kN 和4626kN，另外，Ae 平均為41.6%；入中風(fēng)化巖φ1000mm 樁的平均極限承載力以及平均極限側(cè)摩阻力分別為10134kN 和6047kN，Ae 平均為40.3%。當(dāng)嵌巖樁的嵌巖深度在0.3m～10m 之間時(shí)，隨著嵌巖深度的增加，端阻比會(huì)隨之降低，當(dāng)嵌巖深度達(dá)到10m 時(shí)，依然會(huì)受到端阻力作用，因此，不存在最大嵌巖深度。另外，綜合考慮端阻力對(duì)于施工便捷性以及經(jīng)濟(jì)性的影響，存在最佳嵌巖深度h，h 在1.0m～2.4m 之間。

圖1 端阻比Ae 與嵌巖深度的關(guān)系曲線(xiàn)

3.2 樁承載力與嵌巖比的關(guān)系

樁承載力與嵌巖比之間的關(guān)聯(lián)如表1 所示，通過(guò)對(duì)表1進(jìn)行分析可見(jiàn)，如果Hr/D 在0.5～10 之間，則φ800 樁的Ae值在40%～23%之間，但是，如果Hr/D=10，A 依然不為零。在當(dāng)前的試驗(yàn)中，軟土地基大直徑嵌巖樁樁端力在極限荷載的34%～40%之間，由此可見(jiàn)，樁側(cè)摩阻力需承擔(dān)主要荷載，大多數(shù)樁體的端承力沒(méi)有充分發(fā)揮，據(jù)此可得出以下兩點(diǎn)：第一，在保證樁身抗壓強(qiáng)度合理的基礎(chǔ)上，可對(duì)大多數(shù)單樁承載力設(shè)計(jì)值進(jìn)行適當(dāng)提升，充分發(fā)揮樁端承載力。端承巖石一般不會(huì)受到破壞，因此，必須做好沉渣清理。通過(guò)提升單樁設(shè)計(jì)承載力，有利于減少施工成本。第二，如果不提高樁設(shè)計(jì)承載力，則對(duì)于多數(shù)樁體，不需可以打入至微風(fēng)化基巖的深部位置，一般只需進(jìn)入中風(fēng)化層以?xún)?nèi)2m 即可，據(jù)此也可降低施工成本。由此可見(jiàn)，在實(shí)際施工中，可結(jié)合實(shí)際情況選擇適宜的嵌巖深度。

表1 不同樁徑的樁承載力隨不同嵌巖比Hr/D 的變化

隨著嵌巖深度的不斷增加，其極限承載力水平有所提升，如果嵌巖深度達(dá)到2m 以上，則極限承載力的增長(zhǎng)速度會(huì)有所放緩，樁承載力可充分發(fā)揮，此時(shí)如果增加嵌巖深度，不會(huì)對(duì)樁的承載力產(chǎn)生較大影響。另外，在嵌巖深度的增加過(guò)程中，始終存在端阻力，當(dāng)嵌巖深度達(dá)到2m 以上時(shí)，隨著嵌巖深度的增加，端阻力會(huì)有所減小，最終趨于定值，對(duì)于樁承載力的提升不會(huì)產(chǎn)生較大作用。隨著荷載的增加，側(cè)摩阻力也會(huì)不斷增加，當(dāng)側(cè)摩阻力達(dá)到極限側(cè)摩阻力時(shí)，側(cè)摩阻力的增長(zhǎng)速度放緩，由此可見(jiàn)，測(cè)摩阻力已得到充分發(fā)揮。

表2 樁徑與嵌巖深度的關(guān)系

通過(guò)對(duì)上述進(jìn)行分析可見(jiàn)：1） 嵌巖樁具有最佳入巖深度，如表2 所示，但是，沒(méi)有最大入巖深度，端阻力與嵌巖界面粗糙度、樁頂荷載水平以及樁端位移均有一定的關(guān)聯(lián)；2） 在小荷載作用下，樁側(cè)阻力與樁頂荷載均持續(xù)增長(zhǎng)，樁側(cè)摩阻力可承擔(dān)樁頂荷載，此時(shí)，端阻力接近零。在樁端發(fā)生小位移時(shí)，樁側(cè)摩阻力與極限側(cè)摩阻力接近。樁側(cè)摩阻力的增長(zhǎng)速度放緩，隨著樁頂荷載水平的逐漸增加。對(duì)于長(zhǎng)樁，隨著荷載的逐漸增加，當(dāng)其接近極限荷載時(shí)，樁-土的相對(duì)位移比較大，如果發(fā)生滑移現(xiàn)象，則在弱化效應(yīng)的影響下，極限側(cè)摩阻力會(huì)逐漸降低。隨著端阻力逐漸提升，如果持力層的強(qiáng)度達(dá)到10MPa 以上，則對(duì)于同一樁長(zhǎng)，入巖深度2.5m 以及2.5m 以上的樁，其極限承載力水平相同。隨著入巖深度的逐漸增加，端阻會(huì)不斷降低，最終趨于定值，主要原因是隨著入巖深度的逐漸增加，嵌巖段的側(cè)摩阻力越來(lái)越強(qiáng)。

3.3 不同巖層對(duì)樁的承載力的影響

通過(guò)對(duì)不同巖層下嵌入不同深度的兩根試樁資料進(jìn)行分析可見(jiàn)，在同一工程中，地質(zhì)情況相同，試樁資料如表3 所示。

表3 不同巖層下嵌入不同深度的試樁資料

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要對(duì)軟土地基中的嵌巖樁嵌巖深度進(jìn)行了詳細(xì)探究。根據(jù)試驗(yàn)資料，對(duì)端阻比隨嵌巖深度的關(guān)系、樁承載力與嵌巖比的關(guān)系以及不同巖層對(duì)樁的承載力的影響進(jìn)行詳細(xì)探究。根據(jù)本文分析可見(jiàn)，在軟土地基中，不同樁徑的樁體均具有最佳嵌巖深度，但是沒(méi)有最大嵌巖深度。