为什么桥梁桩基通常“凡嵌岩桩必为端承桩”?

360影视 欧美动漫 2025-05-16 16:20 2

摘要:端阻力优势:完整岩体的单轴抗压强度通常在数兆帕至数百兆帕之间,其端阻值可达数千千帕(如硬质岩端阻标准值≥3000kPa),而桩侧土或软弱岩层的侧阻力通常仅数百千帕。侧阻力局限性:嵌岩段桩侧阻力受岩体完整性、裂隙发育程度影响显著。若岩层破碎或存在软弱夹层,侧阻力

桥梁桩基设计中“凡嵌岩桩必为端承桩”的原则,主要基于以下四方面原因,结合工程实践与理论依据形成:

嵌岩桩的桩端嵌入岩层(如中风化岩或微风化岩),而岩层的端阻力远大于侧阻力

端阻力优势:完整岩体的单轴抗压强度通常在数兆帕至数百兆帕之间,其端阻值可达数千千帕(如硬质岩端阻标准值≥3000kPa),而桩侧土或软弱岩层的侧阻力通常仅数百千帕。侧阻力局限性:嵌岩段桩侧阻力受岩体完整性、裂隙发育程度影响显著。若岩层破碎或存在软弱夹层,侧阻力可能失效,而端阻力因直接作用于完整基岩,可靠性更高。中国《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)规定:“嵌岩桩的单桩竖向极限承载力,应由桩端阻力承受。桩侧阻力可忽略不计,或根据岩体侧阻力适当折减后计算。”美国AASHTO规范亦指出:“嵌岩桩的承载力应主要基于桩端阻力,除非岩体质量极佳且桩侧无软弱夹层。”

规范要求源于大量现场试验:嵌岩桩荷载-沉降曲线呈陡降型,破坏模式多为桩端刺入破坏,而非摩擦桩的缓变形。

嵌岩桩施工需严格保证桩端嵌入岩层深度(通常≥0.5m,硬岩≥1倍桩径),以确保:

端承力发挥:桩底沉渣清理彻底,岩面与桩底充分接触,避免端阻力折减。侧阻力不确定性:钻孔过程中可能扰动岩壁,降低侧阻力;若岩层裂隙水发育,还会产生负摩擦力。端承设计可规避这些风险。成本优化:端承桩可缩短桩长(无需依赖侧阻),减少混凝土用量。例如,某跨江大桥嵌岩桩设计,若按端承桩优化,桩长可减少30%,节省造价约15%。风险控制:端承桩对地质条件变化的敏感性低于摩擦桩。在岩层埋深变异时,仅需调整桩端标高,无需重新计算侧阻分布。岩层完整(RQD>80%)、裂隙不发育;桩侧无软弱夹层或溶洞;桩径较小(≤1.5m)且嵌岩深度适中(≤3倍桩径)。
但此类情况仍需通过现场载荷试验验证,设计时仍以端承为主。

综上,嵌岩桩的端承设计是岩体力学特性、规范要求、施工可控性及经济性综合作用的结果,体现了桥梁工程“安全优先、兼顾经济”的核心原则。

来源:交通科技

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