【同木讲堂】入岩人工挖孔桩的设计要点

此种桩的适用条件

1、桩端持力层应坐落在中风化或弱风化或微风化的软质岩或硬质岩石内。

2、桩端持力层基岩埋置深度不宜超过15米，最大不应超过20米。

3、建筑场地狭小，交通环境不允许进行机械化施工的情况。

4、建筑场地及周边环境不允许有振动、挤压、噪音、泥浆污染等其余传统桩型施工时带来的干扰的情况。

桩的取型

1、桩径的取值

根据实际的设计经验与施工操作空间要求，桩径一般取d=1.0~3.5m。

桩径尺寸也是提供足够桩身强度的保证之一，因为往往岩层自身的抗压强度均较大，可以提供较大的端承载力，避免设计中出现由于桩径选择较小而不能提供足够的桩身强度，从而发生桩身破坏先于地基破坏的设计安全事故。

2、桩长的取值

桩长的取值主要考虑3个因素

（1） 保证桩底坐落在可靠的持力层，一般为中风化、弱风化以上强度的基岩。

（2） 保证人工开挖时的安全性。一般桩长大于6m且不宜超过15m，因为桩长小于6m时桩基稳定性较差，属于墩基础，受力模式也不同于嵌岩桩，而且实际工程中超过20m的挖桩任务基本找不到承接单位。

（3） 保证桩基有足够的稳定性。桩基规范中对于嵌岩桩的嵌岩深度有相应的要求，具体描述为：对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整的全断面，深度不宜小于0.4d且不小于0.5m；倾斜度大于30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当较大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩，深度不宜小于0.2d，且不应小于0.2m。

实际工程中嵌岩深度应不小于0.5m，当桩长小于10m时嵌岩深度应该适当提高，以保证桩基的稳定性。

3、桩身砼强度等级的取值

桩身砼强度等级的取值应根据桩顶荷载和桩自重的组合，选择合理的桩径和砼强度等级。

在满足所需桩身承载力计算的要求下，桩身砼强度等级一般取值C25~C35。

单桩竖向抗压承载力计算

以下摘自《建筑桩基技术规范》（JGJ_94-2008）

由于人工挖孔嵌岩桩的桩长往往都不长，提供桩端部承载力的风化岩层的极限端阻力也比较大，就桩侧摩阻力和桩端端承力各自在整个单桩竖向抗压承载力的占比而言，端承载力起主导作用，所以一般都认为此类嵌岩桩为端承桩。

因此，如何提高桩端部承载力就成了人工挖孔嵌岩桩经济性设计的核心问题。

从上述承载力公式可以得知，其影响因素为桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数及桩端截面面积。综合系数的影响是嵌岩深径比的一种线性增加，面积的影响是桩端部直径的指数增加，所以在桩间距满足要求的情况下，尽可能加大扩底直径，其效益优于加大嵌岩深度即增加桩长。一般控制嵌岩深径比为2时综合经济效益较好。

扩底灌注桩扩底端尺寸应符合下列规定：

（1）扩底端直径与桩身直径之比 D/ d 不应大于 3

（2）扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及土体自立条件确定， a/ h c 可取1/ 4～1/ 2

（3）抗压桩扩底端底面宜呈锅底形，矢高 h b 可取（ 0.15～0.20）D

扩底桩构造