一、概述
《公路桥涵地基与基础设计规范》（TJT024-85）和《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-99）关于嵌岩灌注桩竖向承载力的计算，经多年大量工程的实践认为存在以下主要问题：
1．嵌岩桩受压容许承载力公式[P]=（C1Uh+C2A）Ra，是在无覆盖土层的条件下综合了山洞公式、西村公式和前苏联《CH200-62》规范公式的基础建立的，并且不考虑桩身弹性压缩和孔底淤泥沉渣的影响，只适用于短桩。尤其是对于有较厚覆盖层的嵌岩桩，势必造成嵌岩深度过大。
2．上述计算嵌岩桩[P]的公式完全不计土层及风化岩层的摩阻力过于保守。设想将入土较长的桩提起，使其下端距嵌岩段（风化岩）底面0.5m，应按摩擦桩计算，可获得较大的承载力，而按上述嵌岩桩公式计算[P]=0，显然是不合理的。所以，从理论上讲，上述规范关于嵌岩桩、支承桩和摩擦桩在承载力的计算上缺乏连续性，与实际有较大出入。
3．上述规范均要求以新鲜基岩作为桩端持力层是不够合理的。实际上已有不少桥梁将天然湿度单轴极限抗压强度Ra≥10MPa的岩层作为桩端持力层和嵌岩层，并获得成功。
现参考《港口工程嵌岩桩设计与施工规程》（JTJ285-2000）、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94、《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2002）、《港口工程灌注桩设计与施工规程》（JTJ248-2001）以及近年来公路桥梁桩基设计施工方面的经验，编写出嵌岩灌注桩承载力计算的公式供我院设计工作参考。
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二、单桩桩顶受压竖向力设计值的计算 (一) 桩顶为轴心竖向力作用时
单桩桩顶竖向力设计值NFGn ⑴
式中：F—作用于承台顶的竖向力设计值。设计值=分项系数×标准值。分项系数和其他可变作用效应的组合系数，按《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004第4.1.6条规定取值。
G—承台及承台上土重的设计值。当G对结构不利时，分项系数取1.2，有利时取1，在常年地下水以下的部分要扣除浮力。
N—承台范围内桩数。 (二) 桩顶为偏心竖向力作用时
单桩桩顶竖向力设计值N=（F+G）/n±MxYi/∑Yi±MyXi/∑Xi ⑵
F、G、n意义同前。其他符号参阅图1。 Mx、My—作用于承台底面通过桩群形心 0点的X轴、Y轴的弯矩设计值。即Mx的作 用平面为ZOX；My的作用平面为ZOY。
Xi、Yi—第i根桩至Y轴、X轴的距离。
三、单桩受压竖向承载力应满足的条件 (一) 桩顶为轴心竖向力作用时
应满足 rON≤R ⑶ 式中：rO—结构重要性系数，按JTG D60-2004第5.1.5条规定取值。
N—单桩桩顶竖向力设计值。按式⑴计算。
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R—单桩竖向承载力设计值，计算方法在后面介绍。 (二) 桩顶为偏心竖向力作用时
应满足 rONmax≤1.2R ⑷ 式中：Nmax—按式⑵计算的单桩最大竖向力设计值。 (三) 按桩身砼抗压强度控制时
应满足 rON≤fc·R ⑸
式中：fc—桩身砼轴心抗压强度设计值。对于干处开挖的灌注桩应乘以0.9折减系数；采用泥浆护壁或套管护壁灌注桩，应乘以0.8折减系数。
A—桩身截面积。
（3）、（4）、（5）式应同时满足。
四、单桩受压竖向承载力设计值R的计算
R=Rcs+Rck+Rcr ⑹ 式中：Rcs—基岩面以上覆盖层侧阻承载力设计值； Rck—嵌岩段侧阻承载力设计值； Rcr—桩端基岩端阻承载力设计值。 Rcs、Rck、Rcr的计算公式如下： Rcs=μ1∑ξ
fi
·gfiL i / rcs ⑺
Rck=μ2ξs·frchr/ rck ⑻ Rcr=ξpfrc·A/rcr ⑼ 式中：μ1—覆盖层桩身周长（m）； μ2—嵌岩段桩身周长（m）；
ξ
fi
—覆盖层内桩周第i层土的侧阻力系数，当桩径D≤1 m时，
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岩面以上10D范围内覆盖层ξ
fi
=0.5~0.7;10D以上覆盖层ξ
fi
fi
=1;当D＞1m
fi
时,岩面以上10m范围内的覆盖层ξ
Li—桩穿过第i层土的厚度。
=0.5~0.7，10m以上覆盖层ξ=1。
gfi—桩周第i层土的极限侧阻力标准值（kpa）。可按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）表4.3.2-1采用，gfi即该表中的τi。
frc—岩石饱和单轴抗压强度标准值（kpa）。对粘土质岩石应取天然湿度单轴抗压强度标准值。当frc大于桩身砼轴心抗压强度标准值fck时，应取frc=fck。
hr—桩身嵌入基岩的深度（m），当hr＞5d（d为桩径）时，取hr=5d并将（hr-5d）纳入覆盖层；当岩面倾斜时，应以岩面最低处计算hr。
A—嵌岩段桩端面积（m）。
rcs—覆盖层单桩轴向承载力分项系数，灌注桩取rcs=1.65。 rck—嵌岩段侧阻承载力分项系数，rcs=1.7～1.8。 rcr—嵌岩段桩端端阻承载力分项系数，rcr=1.7～1.8。 ξs，ξp—嵌岩段侧阻力系数、端阻力系数。可按表1采用 嵌岩段阻力系数ξs，ξp表 表1
嵌岩深径比hr/d ξs ξp 0.07 0.096 0.093 0.083 0.070 当嵌入中风化岩层0.72 0.54 0.36 r
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1 2 3 4 5 备 注 0.18 0.12 时,表值应乘以0.7~0.8系数 表注：强风化岩层不计入h。
五、嵌岩桩计算有关问题的进一步论述
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1.试验表明，嵌入未风化、微风化和中风化岩层的桩，嵌入深度为3倍桩径左右时，轴向承载力发挥最佳，超过5倍桩径时，承载力提高不多，没有必要嵌岩过深。对于强风化岩层，当其天然湿度单轴极限抗压强度标准值Ra＜10MPa时，桩端阻力很小，其竖向承载力主要由侧阻力提供。
2.强风化岩层中桩的侧阻力，原则上可按砂或砾石的侧阻力取用。以下是一些静载试验成果，可供参考：
⑴ 三穗至凯里高速公路展架Ⅱ号大桥桩基静载试验得到：断层破碎带岩层的实侧极限侧阻力为105.44~110.09KPa。岩性为泥质粉砂岩、泥岩、泥质白云岩，属软质岩，质软、节理发育、岩芯多呈碎块状，遇水浸泡后极易软化，曝晒后干裂。
⑵ 某建筑桩基静载试验得到（设计采用值）：
①强风化泥质粉砂岩极限侧阻力标准值（即ξsfrc）=200kpa； ②中风化钙质粉砂岩极限侧阻力标准值（即ξsfrc）=670kpa。 ⑶ 湖北翟家河大桥（主跨160m连续刚构）桩基极限侧阻力（即ξsfrc）值：
①强风化细晶灰岩为130kpa； ②强风化粉质页岩为120kpa； ③强风化石英细晶岩为130kpa。
3.国内外150例嵌岩桩试验成果显示：当桩的长径比L/d=1~20时，桩端阻力所占桩顶荷载的比值QP/Q从100%降至30%；当L/d≥40时，嵌岩桩的端承作用很小，桩端过多嵌入中、微风化基岩已无实际意义。
4. 嵌岩桩不一定就是端承桩。当上覆土层较厚且强度较高时，桩顶荷载基本上由桩侧摩阻力平衡，传到嵌岩底部的力很小，这时主要呈摩擦桩
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性状，反之主要呈端承桩性状。
5.桩周摩阻力的充分发挥，所需相对竖向位移量并不大，一般约为6~9mm，但桩端极限抗力的充分发挥，则需要更大的竖向变形。所以，往往是侧阻力先达到极限。
6.现行公路与铁路桥规都规定，承台底面以上的全部竖向荷载假定由全部桩基承受，不考虑承台参与承担部分竖向荷载。这是基于承台底面以下为土层的情况。当承台嵌入岩层时，可以根据岩层的风化程度、嵌入深度等，分担部分竖向荷载。JGJ94-94规定：对于桩数超过3根的非端承复合桩基（由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基），宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应。当考虑承台分担部分竖向荷载时，要从构造上采取措施，保证力的传递。
7.关于岩石风化程度的化分
《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规定：岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化，共五级。
岩石风化程度可参照《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）表A.0.9和《公路桥涵地基和基础设计规范》（JTJ024-85）附表1.10进行划分。此两规范中的“弱风化”相当于GB50007-2002规范中的“中风化”。根据我省公路系统的习惯，采用“中风化”，不用“弱风化”。
我院地勘报告可按上述要求执行。
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