南京地区软岩嵌岩桩单桩竖向承载力特征值的确定

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【内容提要】 本文通过工程实例对南京地区软岩特性的分析、比较，按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）确定南京地区软岩嵌岩桩单桩竖向承载力特征值更合理、更接近实际。

【关键词】软岩灌注桩 承载力特征值

一、 南京地区软岩特性

南京地区软岩主要以白垩统赤山组砖红色泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩为主。这一类软岩大部分强度很低。主要矿物成分矿物是粘土矿物，其次是石英、长石、云母等碎屑矿物，还有一些钙、铁质胶结物或游离氧化物；软岩结构主要是泥质结构、粉砂泥质结构、砂泥质结构和残余结构，具有一定的成岩结构强度，软岩中发育以层理为主的多节理、破裂的不连续面系统，分割岩体的结构面，影响软岩体变形和稳定性。

二、 工程实践中存在的问题

南京地区有相当一部分高层建筑物桩基础置于上白垩统赤山组砖红色中风化（或微风化）泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩之上，这一类软岩力学强度低，其饱和抗压强度或天然抗压强度多在1.0MP~5MP之间，属软岩极软岩。按《南京地区地基基础设计规范》（DGJ32/J 12-2005）提出的计算方法获得的嵌岩桩单桩竖向承载力特征值过大，不能满足设计要求。而按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）获得的单桩竖向承载力特征值设计，则建筑物桩基具有一定的安全储备，符合实际。因此，笔者通过实例分析，提出的南京地区软岩嵌岩桩单桩竖向承载力特征值如何确定的问题供大家商讨。

目前南京地区在确定上白垩统赤山组软岩嵌岩桩单桩竖向承载力特征值时主要有以下几种方法：

1、根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.9条 ，计算嵌岩桩单桩竖向极限承载标力准值：

Quk=Qsk+Qrk =uΣqsik li +ξr frkAp

按5.2.2条计算竖向单桩承载力特征值Ra=1/K*QukK=2

2、根据《南京地区地基基础设计规范》DGJ32/J 12-2005第9.2.3条计算计算嵌岩桩单桩竖向承载力特征值：

Ra=Qsa+Qra+Qpa=ξsupΣqsiali+upξrfrk hr+ m0ξp frk Ap

3、根据单桩静载荷试验确定单桩竖向承载力特征值。

4、工程地质类比法，参照类似工程地质条件结合本工程选定单桩竖向承载力特征值。

5、根据大应变测试，确定单桩竖向承载力特征值。

三、工程实例分析

以下工程实例为南京地区已建成高层建筑软岩桩基嵌岩桩单桩竖向承载力特征值的分析，所有数据均摘自相关工程地质勘察报告或单桩静载荷试验报告。

1、 江苏证券大厦实例分析、计算：

江苏证券大厦2#试桩（参见表1、图（一）和图1），桩长46.15m，桩径1000mm，嵌岩2.35m。按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.9.5条，

Quk=Qsk+Qrk=uΣqsik li +ξr frkAp =13240KN（ξr取1.24）

Ra=1/K*Quk=7620KN

按《南京地区地基基础设计规范》DGJ32/J 12-2005第9.2.3条，

ξs=1.4 , ξr =0.076 ,ξp =0.39 , m0取0.7

Ra=Qsa+Qra+Qpa

=ξsupΣqsiali+upξrfrk hr+ m0ξp frk Ap=9840KN

2、大厦实例分析计算

大厦2-2#试桩（参见表2、图（二）和图2），桩长41.5m，桩径1000mm，嵌岩3.4m。按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.9条计算：

Quk=Qsk+Qrk =uΣqsik li +ξr frkAp =13096.5KN（ξr取1.394）

Ra=1/K*Quk=6548KN

按《南京地区地基基础设计规范》DGJ32/J 12-2005第9.2.3.5条，

ξs=1.4 , ξr =0.078 ,ξp = 0.29, m0取0.7

Ra=Qsa+Qra+Qpa=ξsupΣqsiali+upξrfrk hr+ m0ξp frk Ap =9800KN

3、商贸广场实例分析、计算：

商贸广场5#试桩（参见表3、图（三）和图3），桩长46.76m，桩径1000mm，嵌岩5.26m。按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第5.3.9.5条，

Quk=Qsk+Qrk =uΣqsik li +ξr frkAp=13336.8KN（ξr取1.50）

Ra=1/K*Quk=7668KN

按《南京地区地基基础设计规范》DGJ32/J 12-2005第9.2.3.5条，

ξs=1.4 , ξr =0.075 ,ξp = 0.15, m0取0.7

Ra=Qsa+Qra+Qpa=ξsupΣqsiali+upξrfrk hr+ m0ξp frk Ap =11750KN

地基土层主要物理力学性质指标与桩基设计参数 表1

表2

表3

地质剖面及试桩示意图

4、工程实例单桩竖向静载荷试验试桩Q~s曲线

5、根据以上三例嵌岩桩实例分析单桩竖向承载力特征值见表4。

表4

四、结论

1、通过对以上工程那个实力对比分析，可以看到：根据《南京地区地基基础设计规范》（DGJ32/J 12-2005）提出的计算方法获得的软岩嵌岩桩单桩竖向承载力特征值过大，不符合实际，偏于冒险，不适宜对南京地区软岩嵌岩桩单桩竖向承载力特征值的确定。

2、根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）提出的计算方法获得的软岩嵌岩桩单桩竖向承载力特征值，与单桩静载荷试验的试验结果接近，具有一定安全储备，科学合理，对工程建设安全与经济效益有切实的保障。

3、工程地质类比法和大应变测试法确定的单桩竖向承载力特征值有一定的随意性，误差较大，只能作为参考。

4、南京地区软岩嵌岩桩单桩竖向承载力的确定应以单桩静载荷试验为准。设计时可按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）进行计算。

五、参考文献：

1、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

2、《南京地区地基基础设计规范》（DGJ32/J 12-2005）

3、江苏省建筑设计院提供的勘察报告数据及试桩资料

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。