嵌巖樁、端承樁、摩擦樁有哪些區(qū)別

在工程實(shí)踐中，有些設(shè)計(jì)者認(rèn)為嵌巖樁均為端承樁，只具有端阻力，不考慮土層側(cè)阻力。這 種計(jì)算模式與許多工程實(shí)際不符。

基樁按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008規(guī)定分類

1 按承載性狀分類：

 1)摩擦型樁：（廣中江-泥巖、碳質(zhì)頁巖等軟質(zhì)巖中的樁均定為摩擦樁，母巖強(qiáng)度小于20MPa較軟中風(fēng)化（如泥質(zhì)粉砂巖）中的樁也定為摩擦樁） 

摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力承受，樁端阻力小到可忽略不計(jì)； 

端承摩擦樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受。

 2）端承型樁：（廣中江-母巖強(qiáng)度不小于20MPa較硬中風(fēng)化巖（如變粉質(zhì)砂巖、礫巖、花崗巖）中的樁定為嵌巖樁） 

端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載由樁端阻力承受，樁側(cè)阻力小到可忽略不計(jì)； 

3）摩擦端承樁：在承載能力極限狀態(tài)下，樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。

2 按成樁方法分類： 

1） 非擠土樁：干作業(yè)法鉆（挖）孔灌注樁、泥漿護(hù)壁法鉆（挖）孔灌注樁、套管護(hù)壁法鉆（挖）孔灌注樁； 

2） 部分?jǐn)D土樁：長(zhǎng)螺旋壓灌灌注樁、沖孔灌注樁、鉆孔擠擴(kuò)灌注樁、攪拌勁芯樁、預(yù)鉆孔打入（靜壓）預(yù)制樁、打入（靜壓）式敞口鋼管樁、敞口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和H型鋼樁； 

3） 擠土樁：沉管灌注樁、沉管夯（擠）擴(kuò)灌注樁、打入（靜壓）預(yù)制樁、閉口預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁和閉口鋼管樁。 

3 按樁徑（設(shè)計(jì)直徑d）大小分類： 

1）小直徑樁：d ≤250mm； 

2）中等直徑樁： 250mm< d <800mm； 

3）大直徑樁： d ≥800mm。 

樁基礎(chǔ)根據(jù)其在土中受力情況不同,可分為端承樁和摩擦樁。

端承樁是穿過軟弱土層而達(dá)到深層堅(jiān)實(shí)土的一種樁,上部結(jié)構(gòu)荷載主要由樁尖阻力來承擔(dān); 

摩擦樁是完全設(shè)置在軟弱土層一定深度的一種樁,上部結(jié)構(gòu)荷載要由樁尖阻力和樁身側(cè)面與土之間的摩擦力共同來承擔(dān)。

建筑基樁穿過覆蓋層嵌入基巖中(嵌固于未風(fēng)化巖中不小于0.5m)稱為嵌巖樁。由于基巖強(qiáng) 度較高，壓縮性極小，嵌巖樁能提供很高的承載力。同時(shí)嵌巖樁沉降也很小，建筑物沉降在施工過程中便可完成。由于嵌巖樁具有這些優(yōu)點(diǎn)，因而在工程設(shè)計(jì)，尤其是高層建筑及大型 構(gòu)筑物中被廣泛采用。

在工程實(shí)踐中，有些設(shè)計(jì)者認(rèn)為嵌巖樁均為端承樁，只具有端阻力，不考慮土層側(cè)阻力。這 種計(jì)算模式與許多工程實(shí)際不符。其實(shí)，對(duì)不同的工程地質(zhì)條件，樁的幾何尺寸及成樁工藝，嵌巖樁表現(xiàn)出不同的承載性狀。對(duì)于樁端為基巖，樁周土層為不太弱的情況且長(zhǎng)徑比L/ D＞35的嵌巖樁，樁側(cè)阻力是不容忽視的，這一點(diǎn)已為大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果所證明。

2.嵌巖樁的承載性狀

由于嵌巖樁的荷載--沉降性狀受多種因素影響，很難作出準(zhǔn)確的預(yù)計(jì)。因而我們只能對(duì)嵌 巖樁的承載性狀進(jìn)行 基本分析。嵌巖樁的樁頂沉降主要由二部分組成：①樁身混凝土的彈性壓縮；②樁底基巖的 應(yīng)變。這二種分量的相互關(guān)系受荷載傳遞機(jī)理的支配。施加在樁頂?shù)暮奢d通過樁端阻力和樁側(cè)阻力傳遞給樁周的土體和樁底的基巖，(其中樁側(cè)阻力包括樁周土體側(cè)阻力和嵌巖段側(cè)阻 力)樁底基巖和樁周土體應(yīng)變的相對(duì)大小，決定著樁端阻力和樁側(cè)阻力的發(fā)揮程度。各位移 分量的大小取決于樁的幾何形狀、荷載大小、成樁工藝及樁底基巖樁周土體和樁身混凝土的彈性模量。

對(duì)于嵌入軟質(zhì)基巖，樁周為均勻硬土層且長(zhǎng)徑比L/D較大的嵌巖樁。樁側(cè)阻和端阻充分發(fā)揮 所需的極限相對(duì)位移同樁周土體和樁底基巖的強(qiáng)度有關(guān)，強(qiáng)度越高所需的極限位移越小，強(qiáng)度越低則所需的極限位移越大。當(dāng)樁底基巖較軟，長(zhǎng)徑比較大時(shí)，樁頂荷載作用下，樁身位 移相對(duì)較大，樁周土體強(qiáng)度較高時(shí)，其發(fā)揮極限側(cè)阻所需位移相對(duì)較小，故樁側(cè)阻力首先達(dá)到極限值。此時(shí)樁端阻力尚未達(dá)到極限值。這種嵌巖樁，其端阻只占樁總承載能力的一部分 。可稱為端承摩擦樁(側(cè)阻占大部分)或摩擦端承樁(端阻占大部分)。

對(duì)于穿過均勻軟土層嵌入硬質(zhì)基巖中的嵌巖樁，由于樁底基巖強(qiáng)度很高，樁底位移很小，樁 身位移也不大，此時(shí)，樁周土體發(fā)揮極限側(cè)阻所需相對(duì)位移尚未達(dá)到，樁側(cè)阻力無法充分發(fā)揮。而硬質(zhì)基巖所需極限位移能夠達(dá)到，使樁端阻力得到充分發(fā)揮。這種嵌巖樁稱為端承樁 。

實(shí)際工程中的情況遠(yuǎn)比上述兩種情況復(fù)雜。嵌巖樁在不同地質(zhì)條件和幾何尺寸下，表現(xiàn)端承 和摩擦兩種不同的承載性狀。

值得注意的是，嵌巖樁樁端嵌巖段的單位側(cè)阻力比土層高得多。由于該部分側(cè)阻的剪切破壞 發(fā)生于樁-巖界面(對(duì)堅(jiān)硬完整巖體)或靠近樁側(cè)表面的巖體中(對(duì)軟質(zhì)或風(fēng)化破碎巖體)，主 要表現(xiàn)為(a)巖體側(cè)阻達(dá)到極限所需的相對(duì)位移比土體小得多；(b)在側(cè)阻力的作用下完整基 巖一般呈脆性破壞。表1給出部分巖體的極限側(cè)阻所需位移的經(jīng)驗(yàn)值。

　　　　　表1　發(fā)揮極限側(cè)阻對(duì)應(yīng)的相對(duì)位移〔3〕

從表1中可以看出，在相對(duì)位移非常小的情況下，樁端嵌巖段的側(cè)阻力就可充分發(fā)揮。 所以在嵌巖樁承載力確定時(shí)，應(yīng)充分考慮其承載作用。

嵌巖樁的最佳嵌巖深度為3倍樁徑，超過3倍樁徑時(shí)，承載力增長(zhǎng)不大。（廣中江-嵌巖樁入微風(fēng)化1.5D或入硬中風(fēng)化巖3.0D原則終孔） 因其具有較高的承載力，樁身最小配筋率應(yīng)不少于1%，砼強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于C20。此外，成樁工藝對(duì)嵌巖的承載性能有重要影響。一般情況下，鉆(沖)孔成樁過程中，孔底總 會(huì)殘留一部分沉渣形成可壓縮性“軟墊”，“軟墊”的壓縮增大了嵌巖樁樁體與巖(土)體的位移，使樁側(cè)(樁身和嵌巖段)阻力得以充分發(fā)揮。增大了端阻充分發(fā)揮所需的極限位移。使嵌巖樁表現(xiàn)更多的摩擦樁性狀。人工挖孔的嵌巖樁由于人工清底，在“干”作業(yè)情況一般無 “軟墊”現(xiàn)象，其承載性狀只與地質(zhì)條件和樁幾何尺寸有關(guān)。

3.鉆(沖)嵌巖樁的分類 

通常嵌巖樁可按基巖巖性，覆蓋層土性，樁長(zhǎng)徑比L/D和成樁工藝考慮其端承和摩擦特性。

符合下列條件之一的嵌巖樁可按端承樁計(jì)算：

1.樁端持力層在中風(fēng)化硬質(zhì)巖(如花崗巖)和微風(fēng)化軟質(zhì)巖(如砂巖)中，且長(zhǎng)徑比L/D≤10沖 鉆孔樁和長(zhǎng)徑比L/D≤12的人工挖孔樁。

2.當(dāng)長(zhǎng)徑比L/D比較大，而樁側(cè)處于沿海厚層或巨厚層軟土中(如淤泥)其承載力主要靠嵌巖 段側(cè)阻和端阻承擔(dān)的樁。

符合下列條件之一的嵌巖樁應(yīng)考慮其摩擦樁特性：

1.當(dāng)L/D≥40，嵌巖樁端在設(shè)計(jì)荷載下，其承載作用很小，上部荷載主要由樁側(cè)摩阻承擔(dān)，屬于摩擦樁〔3〕。

2.對(duì)于L/D＞15-20的泥漿護(hù)壁沖鉆孔嵌巖樁，無論是嵌入風(fēng)化巖還是完整基巖中，其荷載 傳遞具有一般摩擦樁的特性，即樁側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮出來，樁端分擔(dān)的荷載較小，屬于摩擦樁〔3〕。　

3.當(dāng)混凝土樁的孔底沉碴厚度超過規(guī)范規(guī)定，因嵌巖樁存在“軟墊”，樁的承載性狀均成為摩擦樁或摩擦端承樁(當(dāng)沉碴比較薄時(shí))。