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桩身弹性压缩计算公式_追根溯源--相邻嵌岩桩的刚性角探讨

相邻桩的刚性角问题一直以来都是桩基设计、施工、审计中无法回避的问题。重庆市作为山地城市多采用嵌岩桩,一直沿用的习惯是要求相邻桩满足45°的刚性角要求,导致有以下4个问题:

1、设计文件明确刚性角要求的规范依据不足;

2、由于个别桩的桩端岩体不满足设计强度需加深,而导致相邻桩的大面积加深,其增加了成本、延误了工期,还可导致已完成浇筑的相邻桩不满足要求;

3、桩基验收时,质量监督部门会根据设计要求校核相邻桩的刚性角;

4、由于没有充分的规范依据,审计部门可能要求设计单位进行解释,并可能不认可设计文件的刚性角要求,甚至可能约谈参建各方。

本人的观点是,对于岩面平缓的场地(如图1),嵌岩桩的刚性角要求是没有依据的,不应继续采用;而对于岩面为斜坡或边坡的场地,基桩应适当加深以满足稳定性要求。以下我来谈谈一些个人观点,不足之处还望指正。

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图1

一、刚性角、破裂角、应力扩散角

1)刚性角

刚性角的概念主要来源于无筋扩展基础,如砖基础、毛石基础、混凝土基础等刚性基础。《建筑地基基础设计规范》要求无筋扩展基础台阶的宽高比(tanα)需满足允许值,α习惯上称之为基础刚性角(如图2)。其物理意义是:刚性基础抗剪抗拉能力弱,超出刚性角范围的基础底面可能被被剪坏或者拉裂。

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图2

2)破裂角

岩石三轴压缩试验结果显示:试件的破裂面与主应力(σ1)面的夹角为45°+φ/2,主应力方向与破裂面夹角αf=45°-φ/2,αf称之为岩体破裂角(如图3)。当围压σ3=0时,为单轴压缩,破裂角αf仍为45°-φ/2。

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