Estimating the Bearing Capacity of Bored Pile Based on the Data of Static Cone Penetration
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摘要: 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363—2019）等现行规范均给出了利用静力触探数据计算预制桩单桩竖向极限承载力标准值的公式，尚缺少利用静力触探数据计算钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力标准值的公式。针对北京地区实际情况，根据现行规范混凝土预制桩和泥浆护壁钻（冲）孔桩的土层阻力经验值间的相对关系，初步建立了由静力触探法估算钻孔灌注桩的竖向极限承载力标准值的经验公式，工程实例表明，利用静力触探估算钻孔灌注桩承载力的数值在深部砂层较经验参数查表法有较大提高。Abstract: According to the current specifications such as "Technical Specification for Building Pile Foundations" (JGJ 94—2008) and "Specifications of Foundation of Highway Bridges and Culverts" (JTG 3363—2019), the standard values of vertical ultimate bearing capacity of single pile calculated by static cone penetration test are all for precast pile, and there is still no formula for bored cast-in-place pile. In this study, based on the actual situation in Beijing and the relationship between the empirical values of the concrete precast pile and the bored pile with slurry wall protection in the current code, an empirical formula is established to estimate the standard value of the vertical ultimate bearing capacity of the bored pile by the static penetration method. Combined with engineering examples, it shows that the value of estimating the bearing capacity of bored pile by static cone penetration test is much higher than the traditional look-up table method in deep sand layer.
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Key words:
- static cone penetration /
- bored pile /
- ultimate bearing capacity /
- pile foundation code
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表 1 桩的极限侧阻力标准值
$q_{{\rm{s}}i{\rm{k}}}$ kPa 土的名称 土的状态 混凝土预制桩 泥浆护壁钻（冲）孔桩 干作业钻孔桩 填土 22～30 20～28 20～28 淤泥 14～20 12～18 12～18 淤泥质土 22～30 20～28 20～28 黏性土 流塑 IL＞1 24～40 21～38 21～38 软塑 0.75＜IL≤1 40～55 38～53 38～53 可塑 0.50＜ I L≤0.75 55～70 53～68 53～66 硬可塑 0.25＜ I L≤0.50 70～86 68～84 66～82 硬塑 0＜IL≤0.25 86～98 84～96 82～94 坚硬 IL≤0 98～105 96～102 94～104 红黏土 0.7＜αw≤1 13～32 12～30 12～30 0.5＜αw≤0.7 32～74 30～70 30～70 粉土 稍密 e＞0.9 26～46 24～42 24～42 中密 0.75≤e≤0.9 46～66 42～62 42～62 密实 e＜0.75 66～88 62～82 62～82 粉细砂 稍密 10＜N≤15 24～48 22～46 22～46 中密 15＜N≤30 48～66 46～64 46～64 密实 N＞30 66～88 64～86 64～86 中砂 中密、密实 15＜N≤30 54～74 53～72 53～72 N＞30 74～95 72～94 72～94 粗砂 中密、密实 15＜N≤30 74～95 74～95 76～98 N＞30 95～116 95～116 98～120 砾砂 稍密 5＜N63.5≤15 70～110 50～90 60～100 中密（密实） N63.5＞15 116～138 116～130 112～130 圆砾、角砾 中密、密实 N63.5＞10 160～200 135～150 135～150 碎石、卵石 中密、密实 N63.5＞10 200～300 140～170 150～170 全风化软质岩 30＜N≤50 100～120 80～100 80～100 全风化硬质岩 30＜N≤50 140～160 120～140 120～150 强风化软质岩 N63.5＞10 160～240 140～200 140～220 强风化硬质岩 N63.5＞10 220～300 160～240 160～260 注：1. αw为含水比，αw=w/wL，w为天然含水量，wL为液限；2. N为标准贯入击数；N63.5为重型圆锥动力触探击数；3. e为孔隙比；IL为液性指数。 
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表 2 桩的极限侧阻力计算公式表
土性 极限侧摩阻力
计算公式极限侧摩阻力
综合修正系数值域/kPa 回归公式 相关系数 黏性土 $f_{i}=\beta_ i \bar f_{{\rm{s}}i}$ $\beta_i = 9.1433(\bar f_{{\rm{s}}i}) ^{-0.535}$ r=1 6.94～184.27 粉土 $\beta_i = 8.9627(\bar f_{{\rm{s}}i}) ^{-0.530}$ r=1 8.29～124.45 粉细砂 $\beta_i = 8.9326(\bar f_{{\rm{s}}i}) ^{-0.530}$ r=1 17.01～180.60 中砂 $\beta_i = 9.6264(\bar f_{{\rm{s}}i}) ^{-0.535}$ r=1 74.32～207.56
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表 3 某工程砂土（中砂）钻孔灌注桩侧阻力计算表
层号 岩性 qr/MPa Fsi/kPa qr/fsi 标贯数 本文方式推导计算 公路桥涵规范 βi=6.1283（fsi）−0.48 勘察报告 βi=2.7792（fsi）−0.364
(qr>2000 kPa,且fsi/qr≤0.014)（fsi）−0.48 βi qsik/kPa qsik/kPa （fsi）−0.364 βi qsik/kPa qsik/kPa 6-0 细中砂 24.56 212.6 1.06 32～60 0.076 0.468 99 65 0.142 0.395 84 55～80 7-3 中粗砂 45.17 296.6 0.75 37～75 0.065 0.399 118 80 0.126 0.350 104 60～140 8-0 细中砂 30.07 472.4 1.70 38～46 0.052 0.319 151 70 0.106 0.295 140 55～80 10-0 细中砂 23.87 371.9 2.25 39～90 0.058 0.358 133 75 0.116 0.322 120 55～80
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表 4 某工程砂土（中砂）钻孔灌注桩端阻力计算表
层号 岩性 qr/MPa qr/kPa fsi/kPa qr/fsi 本文方式推导计算 根据公路桥涵规范以承载力计算qrk βr=30.196（qr）−0.5889
(qr>2000 kPa,且fs/ qr≤0.014)βr=55.548（qr）−0.643 qrk=m0λ[fao+k2γ2(h−3)], m0=0.85, λ=0.85；
γ 2：水位以上取20 kN/m3，
水位以下取10 kN/m3，
水位埋深3 mβr Qrk/kPa βr Qrk/kPa qrk/kPa 2qrk/kPa 6-0 细中砂 24.56 24560 212.6 1.06 0.114 1502 0.125 1640 567 1134 8-0 细中砂 30.07 30074 472.4 1.70 0.100 1654 0.108 1783 885 1770 10-0 细中砂 23.87 23874 371.9 2.25 0.110 1539 0.120 1675 1445 2890
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图(2) / 表(4)
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