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端承桩和摩擦桩的区别

2022-04-04   浏览次数:0

  《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)中提供了两种典型的桩基形式,摩擦桩和端承桩,并对两种桩基的适用情况范围做了规定。摩擦桩即主要利用桩周的摩阻力提供承载力,一般认为桩底的支撑力不足以提供足够承载力;端承桩一般主要是利用桩端的支撑力提供承载力,桩周的摩阻力很小。从定义上看,桩基设计时端承桩应该是首选,只有当桩端的地质条件不能满足要求时,采选用摩擦桩。从实际工程上看,摩擦桩的桩长一般都比端承桩要长,造价较端承桩高,优先选用端承桩是设计的原则之一。但是当端承桩所要求的地质条件埋深较深时,设计的端承桩长度按摩擦桩设计都能满足要求时,端承桩就失去了价值,这样的设计采用摩擦桩更好。当桩基按端承桩设计的桩长和按摩擦桩设计的桩长长度接近时,一般宜按摩擦桩设计较安全。

  大量现场结果表明:桩侧阻力、端阻力的发挥性状与上覆土层的性质和厚度、桩长径比、嵌入基岩性质和嵌岩深径比、桩底沉渣厚度等因素有关。

  一般情况下,上覆土层的侧阻力是可以发挥的,而且随着长径比L/d的增大,侧阻力也相应增大;只有短粗的人工挖孔嵌岩桩,端阻力先于土层侧阻力发挥,端阻力对桩的承载力起主要作用,属端承桩。对L/d>15-20的泥浆护壁钻(冲)孔嵌岩桩,无论是嵌入风化岩还是完整基岩中,桩侧阻力均先于端阻力发挥,表现出明显的摩擦型。对于L/d≥40,且覆盖土层不属于软弱土,嵌岩桩端的承载作用较小,此时桩基受力状态为摩擦桩,桩端嵌入强风化或中风化岩层中即可。在某些地区,泥质软岩嵌岩灌注桩L/d>45时,嵌岩段总阻力占总荷载比例小于20%;L/d>60时,嵌岩段端阻力占总荷载比例小于5%。究其原因,一方面由于嵌岩桩桩身的弹性压缩,导致桩顶沉降,这个弹性压缩量引发了桩周土体的剪应力,也即是土对桩的摩阻力。另一方面,钻孔桩的孔底残留的沉渣,形成一个可压缩的软垫,至使桩底也会产生沉降,这一沉降和上述桩本身的压缩导致桩身与土体、嵌岩段桩身与岩体产生相对位移,从而产生侧阻力。而这种桩身弹性压缩和桩底沉降是随着长径比L/d的增大而增大的,因而导致摩擦力和侧阻力的增大。

  同时,传递到桩端的应力也随嵌岩深径比hr/d的增大而减小。当hr/d>5时传递到桩端的应力接近于零;但对泥质软岩嵌岩桩,hr/d=5-7时,桩端阻力仍可占总荷载的5%~16%。

  由此可见,端承桩和摩擦桩的区分,不能单纯从是否嵌岩来区分,要考虑上覆土层的性质和厚度、桩长径比、嵌入基岩性质、嵌岩深径比和桩底沉渣厚度等因素。

  当采用端承桩设计时,宜采用大直径少根数的设计方式;当采用摩擦桩设计时,已采用小直径多根数的设计方式。

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