周 潔，任君杰，李澤垚，劉 鐘

(1.同濟大學土木工程學院，上海 200092；2.同濟大學巖土及地下工程教育部重點實驗室，上海 200092;3.中國建筑第二工程局有限公司，北京 100074;4.浙江坤德創(chuàng)新巖土工程有限公司，寧波 315103)

嵌巖樁具有單樁承載力高、群樁效應小、建筑物沉降收斂快等優(yōu)點，已成為大型橋梁、高層建筑、重型廠房等建筑物的主要基礎型式[1-2]。目前獲得其單樁承載力的方式有最為基本可靠的靜載荷試驗和室內模型試驗的直接方法[3-5]，也有依靠理論計算和經驗數(shù)據(jù)的間接方法[6-10]和數(shù)值模擬法[11-13]，均有學者進行相關研究。然而，由于嵌巖樁具有承載力大、試驗耗費高且很難進行破壞性試驗等特點，所以快速便捷的嵌巖樁單樁承載力的間接獲得方法(規(guī)范法、理論法、經驗公式法)在工程實踐中受到青睞。因此，針對不同間接方法的準確性及其適用性得到了很多研究學者的關注。

陶燕春[14]、史艷等[15]對部分行業(yè)標準中關于嵌巖樁單樁豎向承載力計算方法，分別進行探討并針對其存在的問題提出了相關建議。邢皓楓等[16]對有關嵌巖樁承載力的五種規(guī)范所依據(jù)的荷載傳遞機理做了詳細論述。呂世明等[17]對比分析規(guī)范計算方法和理論計算的優(yōu)缺點，給出在工程實踐中適用嵌巖樁單樁承載力計算方法的建議。許俊等[18]也從多角度考慮《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)和《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)的適用范圍。胡中波等[19]就中外多組嵌巖樁極限側阻力和極限端阻力靜載試驗資料,驗證已提出的極限側阻力和極限端阻力經驗公式的適用性和有效性。王田龍等[20]通過收集到的嵌巖樁靜載試驗數(shù)據(jù)，對側阻力系數(shù)、端阻力系數(shù)進行統(tǒng)計分析并其對影響因素進行探討。張琦等[21]比較了基于巖體二維Hoek-Brown準則的樁端整體滑裂破壞方式下的樁端阻力計算方法及樁周巖體剪切破壞方式下的樁端阻力計算方法、三維Hoek-Brown準則的樁周巖體剪切破壞方式下的樁端阻力計算方法和Ⅰ-Ⅱ型復合判據(jù)的樁周巖體微裂紋裂解方式下的樁端阻力計算方法等6種計算方法的實際適用情況。劉海軍等[22]基于重慶某典型嵌巖樁工程實例數(shù)據(jù)，對現(xiàn)行規(guī)范計算方法進行比較，分析各計算方法結果差異和工程實踐中的適用性。王鵬程等[23]通過比較貴州軟質較破碎白云巖嵌巖樁豎向承載力的實測值和規(guī)范計算值，發(fā)現(xiàn)實測承載力比計算值高出數(shù)倍。謝一凡等[24]在規(guī)范計算方法的基礎上，提出了樁身穿過一層或多層強風化軟弱夾層的承載力計算經驗計算方法。Dai等[25]總結了嵌巖段樁側阻力及端阻力設計計算常用的經驗公式，并定性分析了粗糙度、清孔程度、長徑比、內摩擦角等因素對單樁豎向承載力的影響。Mohammad等[26]就迪拜地區(qū)的嵌巖樁嵌巖段樁側阻力數(shù)據(jù)分析比較不同嵌巖段樁側阻力經驗公式的適用性。Arioglu等[27]將其提出的嵌巖段樁側阻力經驗公式所采用的數(shù)據(jù)集與Rezazadeh等[28]在2017年提出的嵌巖段樁側阻力經驗公式所采用的數(shù)據(jù)集合并，重新進行回歸性分析，并對其原有的嵌巖段樁側阻力經驗公式進行討論和修正。Serrano等[7]采用Lambe變量和瞬時摩擦角，實現(xiàn)了Hoek-Brown準則和Mohr-Coulomb之間的轉換，通過無量綱轉換得到了更為簡便的嵌巖段樁側阻力的計算公式，并將其計算結果和平面應變數(shù)值模擬的結果進行比較。對于樁端阻力的計算，Serrano等[29-30]也在結合Meyerhof地基極限承載力公式及滑移線場方法的基礎上，提出了形式簡單的樁端阻力計算公式。

但上述大部分的中外學者都僅以規(guī)范計算法、理論計算法及經驗公式計算法中的一種或兩種方法為研究對象，很少有學者將規(guī)范法、理論法和經驗公式法就多組相同數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的橫向比較，分析其適用范圍、預測準確性及實際工程實踐中的優(yōu)選方法。為此，將分別對規(guī)范法、理論法及經驗公式法進行論述，并采用多組工程實際數(shù)據(jù)對各個方法的估算準確性進行比較，針對不同方法在預測過程中表現(xiàn)出的優(yōu)缺點提出一些在工程實踐中所涉及的嵌巖樁單樁承載力問題的計算方法適用建議。

1 嵌巖樁單樁豎向承載力計算方法

1.1 規(guī)范法

隨著經濟和技術的不斷發(fā)展，目前工程項目所面臨的工況也逐漸復合化。同一個工程參數(shù)往往有多部規(guī)范及標準進行不同的規(guī)定，因此規(guī)范的選用就成為了工程實踐中常常出現(xiàn)的問題。在嵌巖樁單樁承載力的估算中同樣面臨上述的問題，現(xiàn)行有關嵌巖樁的行業(yè)規(guī)范主要有：《港口工程嵌巖樁的設計與施工規(guī)程》(JTJ 285—2000)[31]、《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)[32]、《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]、《鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》(TB 10093—2017)[34]、《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTG 3363—2019)[35]，其中有關嵌巖樁的計算公式如表1所示。

由表1可以得出如下結論。

表1 各規(guī)范嵌巖樁單樁豎向承載力計算公式[31-35]Table 1 Calculation formula of vertical bearing capacity of rock stocked pile in various standards[31-35]

(2)規(guī)范中嵌巖段樁端阻力和側阻力都是以巖石飽和單軸抗壓強度乘以對應系數(shù)作為計算值，但不同規(guī)范中各系數(shù)的取值范圍和不同的影響因素有關，如表2所示。

表2 各規(guī)范計算系數(shù)的影響因素Table 2 Influencing factors of the coefficients in various standards

由表2可知，不同規(guī)范中的嵌巖段端阻力和側阻力的計算系數(shù)都考慮到巖石破碎(風化)程度的影響；其中《港口工程嵌巖樁的設計與施工規(guī)程》(JTJ 285—2000)[31]和《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]均涉及嵌巖深徑比hr/d的影響；而《鐵路橋涵地基和基礎設計規(guī)范》(TB 10093—2017)[34]、《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTG 3363—2019)[35]及《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]都考慮到了成樁工藝及清底情況對嵌巖段樁端阻力和側阻力的影響。但在這5個現(xiàn)行規(guī)范中，《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]考慮到的影響因素是最為全面的。

1.2 理論法

理論計算公式大多都需要結合荷載傳遞法，而該種方法需要通過實測得到樁側、樁端荷載位移關系或者其他參數(shù)，且還需將構建的荷載傳遞函數(shù)代進控制微分方程求得樁端阻力或樁側阻力。計算過程相較于經驗公式計算方法和規(guī)范法計算方法，較為煩瑣，而旨在比較能快速便捷估算嵌巖樁單樁承載力的方法，所以僅對不需要結合荷載傳遞法的理論計算法進行討論。

1.2.1 嵌巖段側阻力

基于對大量巖石體拋物線型破壞包絡線的系統(tǒng)研究，Hoek等[36]提出了既滿足結構完整的各向同性均質巖石，又適用于碎裂巖體及各向異性非均質巖體的巖石破壞經驗判據(jù)，并對該準則進行了修正[37]，該方法的基本表達式為

(1)

(2)

(3)

式中：f=ce/(c-2e)；hr為嵌巖深度；lsi、γsi分別為第i層土的厚度和重度；γr為巖石的重度；Qr為嵌巖段側阻力。

Jonhston等[41]研究表明，結構面剪切過程通常包含滑動剪脹和剪切滑移兩種機理。邢皓楓等[10]考慮到嵌巖樁澆注過程伴隨而來的膠結作用，將完整的嵌巖樁樁-巖界面的剪切過程分為膠結破壞、滑動剪脹及剪切滑移3個階段，并采用3段線性函數(shù)來描述樁-巖界面的剪應力-剪切位移關系。最終根據(jù)荷載傳遞理論，分別得出樁體在剪切區(qū)、剪脹區(qū)及膠結區(qū)下對應的側阻力。董平等[42]也將結構面剪脹破壞機制和荷載傳遞法相結合，建立了適用于弱質巖石嵌巖段的端阻力和嵌巖段側阻力的解析解。而葉觀寶等[8]、戴國亮等[9]考慮到樁-巖界面的剪脹效應，對Serrano等[29-30]基于Hoek-Brown準則提出的算法進行修正，如式(4)～式(7)所示：

(4)

(5)

(6)

(7)

1.2.2 嵌巖段端阻力

Serrano等[29-30]基于Hoek-Brown 巖體經驗強度準則，應用Meyerhof地基極限承載力公式求解深基礎極限承載力模型及滑移線場方法，推導出具有廣泛適用性的簡單嵌巖樁樁端極限承載力計算公式為

(8)

式(8)中：Nσ為承載力系數(shù)；NβP為嵌巖深徑比hr/d和巖體無側限抗壓強度σc的函數(shù);qb為樁端阻力。

Kulhawy等[43]提出了基于二維Hoek-Brown準則，并考慮了樁端面以上巖土層自重影響的嵌巖樁樁端整體滑裂破壞下的極限承載力，計算公式為

(9)

式(9)中：qs為上覆土層自重。

Zhang等[44-45]又將其擴展至真三維，考慮中主應力σ2影響。Zhang等[46]、崔科宇等[47]考慮到目前廣泛適用的Hoek-Brown(H-B)，Mohr-Coulomb(M-B)準則往往忽略了中主應力的影響，在假定樁端巖體破壞服從廣義非線性統(tǒng)一強度準則的基礎上,利用滑移線場方法,推導嵌巖樁樁端極限承載力。最終的樁端極限承載力公式為

qb=Nβσc

(10)

式(10)中：Nβ由滑移線場方法中的邊界條件通過一系列復雜的計算求得。

李鏡培等[48]利用滑移線理論并通過疊加的方法分析出樁端基巖破壞時的最危險點，并根據(jù)Mindlin 課題求出該點的應力,運用Griffith 準則的Murrell 推廣導出樁端極限承載力的公式為

(11)

(12)

(13)

(14)

趙明華等[6]根據(jù)極限平衡原理，推導了在剪切破壞模式下的嵌巖樁樁端極限承載力的計算公式為

(15)

范秋雁等[49]對剛塑性太沙基理論計算承載力公式進行修正，提出了針對泥巖樁端承載力的計算公式為

qb=2.142cNc+0.255γlL0.7Nq+1.130γdNγ

(16)

式(16)中：Nc、Nq、Nγ為相應項的太沙基承載力系數(shù)，Nc=(Nq-1)cotφ，Nγ=1.8(Nq-1)tanφ，Nq=eπtanφtan2(45°+φ/2)，其中φ為地基土的內摩擦角。

1.3 經驗公式法

經驗估算法是基于實測數(shù)據(jù)建立嵌巖樁極限側阻力和極限端阻力與巖體強度的經驗關系,以預測同類工程嵌巖樁的豎向承載能力。該方法形式簡單、計算簡便、可綜合考慮巖體類型、結構面特征、樁巖界面粗糙度等的影響。

1.3.1 嵌巖段側阻力

多位學者經過實驗數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，認為嵌巖樁的嵌巖段極限側阻力標準值與巖體無側限抗壓強度存在的經驗關系可表示為

qs=α(σc)β

(17)

式(17)中：qs為嵌巖樁的極限側阻力標準值，MPa；σc為巖體無側限抗壓強度，MPa；α、β為經驗系數(shù)，其中α為折減系數(shù)，與樁巖面接觸粗糙度、巖石黏聚力與摩擦強度、巖石風化程度、巖體連續(xù)性等因素相關，由中外學者提出的經驗公式如表3[19,26-28,43,50-57]所示。

將表3中經驗公式在qs-σc坐標軸上表示出來，可知各經驗公式計算值的大致趨勢，如圖1所示，除Reynolds(1980)及Toh(1989)提出的是線性公式，其余指數(shù)型公式增長都較為平緩。且只有Arioglu(2007)和計算值最大為Reynolds(1980)和胡中波(2018)針對經驗公式提出了不同巖性的適用要求，且胡中波(2018)對于5種不同巖性都分別提出了經驗公式，其覆蓋范圍較大，在適用時可按照不同巖性針對性地選擇經驗公式。

表3 嵌巖樁單樁極限側阻力經驗公式α、β值[19,26-28,43,50-57]Table 3 Values of α and β value in empirical formulas for side resistance of rock stocked pile[19,26-28,43,50-57]

圖1 qs-σc坐標上的嵌巖樁單樁嵌巖段極限側阻力經驗公式Fig.1 Empirical formulas for side resistance of rock stocked pile on qs-σc coordinate

1.3.2 嵌巖段端阻力

嵌巖樁側阻與端阻的發(fā)揮是異步的，即側阻先于端阻發(fā)揮[16]。同上，許多學者也基于試驗實測數(shù)據(jù)建立了極限端阻力標準值與巖體無側限抗壓強度的經驗關系可表示為

qb=m(σc)n

(18)

式(18)中：qb為嵌巖樁的極限端阻力標準值,MPa；σc為巖體無側限抗壓強度，MPa；m、n為經驗系數(shù)，中外學者所提出的經驗公式由表4[19,43,53,58-61]所示。

表4 嵌巖樁單樁極限端阻力經驗公式m、n值[19,43,53,58-61]Table 4 Values of m and n in empirical formulas for end resistance of rock stocked pile[19,43,53,58-61]

圖2為上述經驗公式在qb-σc坐標軸上的表示。除部分線性公式外，其余指數(shù)型公式都較為平緩且趨勢較為一致。計算值最大為Argema(1992)計算公式，計算值最小為胡中波(2018)適用于玄武巖的經驗公式，且因為胡中波按照不同巖性提出了不同的經驗公式，其覆蓋范圍較大，可大致囊括其他學者提出的經驗公式。

圖2 qb-σc坐標上的嵌巖樁單樁極限端阻力經驗公式Fig.2 Empirical formulas forend resistance of rock stocked pile on qb-σc coordinate

2 工程實例驗算及結果分析

2.1 工程實例1

2.1.1 工程概況及計算數(shù)據(jù)

文獻[62]采用自平衡測試方法對南京長江第三大橋橋基3根工程試樁進行了基樁承載性能的試驗研究。由于其中3號樁地質資料較完整，選取3號樁進行計算分析。3號樁為嵌巖樁，樁徑d為1.5 m；有效樁長L為43 m；上部土層約25 m，取其加權平均重度γs為18.5 kN/m3；下部嵌入巖層約18 m，取其加權平均重度γr為25 kN/m3；嵌巖比hr/d為12。樁端持力層為微風化泥巖，參考Hoek-Brown提出的較為全面的m0取值[63-65]，本實例中取m0為10。計算所需各層巖土試驗參數(shù)和總承載力及嵌巖段樁側、樁端承載力如表5[6]和表6[6]所示。樁頂荷載-樁頂位移曲線如圖3[59]所示，按照《建筑樁基檢測技術規(guī)范》(JGJ 106—2014)，對于陡降型Q-s曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點對應的荷載值為單樁極限承載力。

表5 實例1各巖層土試驗參數(shù)[6]Table 5 Parameters of value of each stratum in the first project[6]

表6 實例1實測值[6]Table 6 Measured values of the first project[6]

圖3 實例1樁頂荷載-樁頂位移Q-s曲線[59]Fig.3 Load-displacement Q-s curve of the first project[59]

2.1.2 規(guī)范法、理論法及經驗公式法驗證結果

(1)規(guī)范法驗證結果。根據(jù)獲取數(shù)據(jù)按照1.1節(jié)中所述不同規(guī)范中的計算公式，結果如表7所示。

由表7可知，按照5種不同規(guī)范中對嵌巖樁極限承載力規(guī)定的計算方法計算實例1，除《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTG 3363—2019)[35]外，其余4種規(guī)范計算得到的總極限承載力均小于實測值，偏于安全。且在其中《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]和實際值最為接近。

表7 規(guī)范法實例1計算結果Table 7 Results of standard method applied in the first project

(2)理論法驗證結果。研究目的在于比較能快速便捷估算嵌巖樁單樁承載力的方法，因此相較于僅需要知道飽和單軸抗壓強度或巖體無側限抗壓強度的規(guī)范計算法和經驗公式計算法，文獻[6]基于Hoek-Brown強度準則提出的嵌巖樁樁端及嵌巖段樁側的極限承載力計算方法和文獻[48]提出樁端極限承載力的計算方法，這上述的兩種理論計算法計算過程較為簡單，且所需參數(shù)較少，故選擇上述兩種方法作為理論計算方法的工程實例驗算方法，結果如表8所示。

由表8可知，兩種理論計算法計算得到的結果均和實際值較為接近，但文獻[6]計算得到的嵌巖樁極限承載力和總樁側阻力均比實測值稍大。文獻[48]提出的計算方法得到的樁端阻力比文獻[6]采用極限平衡原理得到的樁端阻力更接近實測值，因其物理意義更加明確。即按照理論計算法計算得到的結果來進行嵌巖樁承載力的設計，不會過于保守，能夠節(jié)約工程成本。

表8 理論法實例1計算結果[6,48]Table 8 Results of theoretical methods applied in the first project[6,48]

(3)經驗公式法驗證結果。在此實例中，根據(jù)數(shù)據(jù)對1.3節(jié)中的嵌巖段樁側阻力經驗公式和樁端阻力經驗公式進行驗算，結果如表9所示。

表9 嵌巖段樁側阻力及端阻力經驗公式法實例1計算結果[19,26-28,43,50-61]Table 9 Results of theoretical methods applied in calculating side resistance and end resistance of rock stocked pile in the first project[19,26-28,43,50-61]

從表9可知，Reynolds(1980)及Toh(1989)提出的兩個線性經驗公式，其計算結果均大于實測值，按該值進行嵌巖樁的單樁承載力設計較為危險。而在非線性公式中，除Prakoso(2002)和 Kulhawy(2005)提出的經驗公式計算結果偏大，其余的經驗公式計算結果都小于實測值，較為安全，其中Arioglu(2007)提出的經驗公式最接近實測值。表10的樁端經驗公式驗算結果表明，在該實例的驗算中，樁端阻力的經驗公式計算結果均大于實測值，且和實測值相差較大，故而在該實例中，不適合適用經驗公式計算法估算樁端阻力。若按該計算方法求得的樁端阻力進行嵌巖樁承載力性能的設計，將會偏于危險。

2.2 工程實例2

2.2.1 工程概況及計算數(shù)據(jù)

文獻[66]采用自平衡測試方法對東莞東江大橋兩根非工程樁進行了靜載試驗研究。該大橋采用鉆孔灌注樁基礎，且?guī)缀跞壳豆淘趲r石中。選取其中S6AT號試樁進行研究。S6AT號試樁樁徑d為1.5 m；有效樁長L為23 m；上部土層約1.3 m，取其加權平均重度γs為18 kN/m3；下部嵌入巖層約21.7 m，取其加權平均重度γr為24.5 kN/m3。樁端持力層為微風化泥質粉砂巖，參考文獻[60-62]提出的較為全面的m0取值表，本實例中取m0為10。計算所需各層巖土試驗參數(shù)和總承載力及嵌巖段樁側、樁端承載力如表10[6]、表11[6]所示。樁頂荷載-樁頂位移曲線如圖4[63]所示，按照《建筑樁基檢測技術規(guī)范》(JGJ 106—2014)，對于陡降型Q-s曲線，取其發(fā)生明顯陡降的起始點對應的荷載值為單樁極限承載力。

表10 實例2各巖層土試驗參數(shù)[6]Table 10 The parameters of value of each stratum in the second project[6]

表11 實例2實測值[6]Table 11 Measured values of the second project[6]

圖4 實例2樁頂荷載-樁頂位移Q-s曲線[63]Fig.4 Load-displacement Q-s curve of the second project[63]

2.2.2 規(guī)范法、理論法及經驗公式法驗證結果

(1)規(guī)范法驗證結果。根據(jù)獲取數(shù)據(jù)按照1.1節(jié)中所述不同規(guī)范中的計算公式，計算結果如表12所示。

由表12可知，用5種現(xiàn)行規(guī)范驗算實例2得到的計算結果，除《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]外，其余均大于實測值，且《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]計算得到的總承載力值和實測值最為接近。

表12 規(guī)范法實例2計算結果[31-35]Table 12 Results of standard method applied in the second project[31-35]

(2)理論法驗證結果。同上，采用文獻[6]基于Hoek-Brown強度準則提出的嵌巖樁樁端及嵌巖段樁側的極限承載力計算方法和文獻[48]提出樁端極限承載力的算方法對嵌巖段側阻力和樁端阻力進行驗算，并和實測值比較，其結果如表13所示。在實例2的驗算中，兩種理論法的適用結果和其在實例1中的適用結果相同。

表13 理論法實例2計算結果[6,48]Table 13 Results of theoretical methods applied in the second project[6,48]

(3)經驗公式法驗證結果。同上，根據(jù)實例2中的數(shù)據(jù)對1.3節(jié)中的嵌巖段樁側阻力經驗公式和樁端阻力經驗公式進行驗算，結果如表14所示。

由表14可知，在實例2中適用嵌巖段樁側阻力經驗公式時，Reynolds(1980)及Toh(1989)提出的兩個線性經驗公式，其計算結果均大于實測值，按該值進行嵌巖樁的單樁承載力設計較為危險。而在非線性公式中，除Prakoso(2002)、Kulhawy(2005)、Rowe(1987)及Arioglu(2007)提出的經驗公式計算結果偏大，其余的經驗公式計算結果都小于實測值，較為安全。其中Arioglu(2007)針對頁巖、泥巖和砂巖提出的經驗公式最接近實測值。且線性經驗公式較非線性經驗公式偏離實測值更大。而樁端阻力的經驗公式計算結果均大于實測值，且和實測值相差較大。

表14 嵌巖段樁側阻力及端阻力經驗公式法實例2計算結果Table14 Results of theoretical methods applied in calculating side resistance and end resistance of rock stocked pile in the second project

2.3 規(guī)范法、理論法及經驗公式法對比分析討論

通過整體分析得到的兩組結果，可得出如下結論。

(1)在規(guī)范計算法的工程實例驗算中，只有《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]在兩個工程實例中均最為接近且小于實測值，從各個規(guī)范表達式的荷載傳遞機理來看，《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)[33]公式所表達的物理意義最接近實際，其考慮到的影響因素也最為全面。

(2)在理論計算方法的兩項工程實例驗算中，文獻[6]計算得到的嵌巖樁極限承載力和總樁側阻力均比實測值稍大，但基于極限平衡原理得到的樁端阻力則小于實測值。而文獻[48]基于滑移線場理論運用Griffith 準則的Murrell 推廣得到的樁端阻力更接近實測值，且該方法只需要泊松比ν、嵌巖段樁徑D、巖石飽和單軸抗壓強度標準值frk及嵌巖深度hr4個參數(shù)即可，計算過程也不需要積分運算，較文獻[6]提出的樁端阻力計算方法更為簡便。

(3)在嵌巖段樁側阻力、端阻力經驗公式的驗證中，各個嵌巖段樁側阻力經驗公式得到的計算值和實測值的差距相較于樁端經驗公式得到的計算值和實測值的差距較小。且在兩個工程實例的適用中，各個樁端阻力的經驗公式計算值和實測值相差較大，均大于實測值。此外，非線性經驗公式計算得到的極限側阻力標準值與實測值的一致性更佳,且均優(yōu)于線性公式，其計算結果也會明顯大于實測值。

(4)綜合比較以上3種嵌巖樁承載力的估算方法在兩項工程實例中的適用，最接近實測值的均是理論法，其次是規(guī)范法，計算結果最不穩(wěn)定的是經驗公式法。由上可知，不同算法計算結果的準確性高低和其所表達的荷載傳遞機理與實際嵌巖樁受荷性狀的接近程度有關。理論法的計算公式具有明確的物理意義，且其較能體現(xiàn)嵌巖樁實際的受荷性狀，故而和實測值較為接近。且理論法對于不同的工況能進行單獨的分析計算。而經驗公式估算法和規(guī)范法均是是基于大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值，不能貼近每一個工程實例的實際工況。但就簡便性和快速性，經驗公式法和規(guī)范法相較于理論法還是具有一定的優(yōu)勢。

3 結論與建議

結合兩項工程實例數(shù)據(jù)，對規(guī)范法、理論法及經驗公式法的應用驗算結果進行對比分析，針對嵌巖樁單樁承載力計算的優(yōu)選方法及誤差來源得出如下結論。

(1)當需要對嵌巖樁單樁承載力進行較為準確的估算時，可首選理論法進行預估，此種方法物理意義明確，可以在保證安全的基礎上達到節(jié)約工程成本的目的。

(2)考慮到當前工程實踐常涉及多種工況的復合，當有多部規(guī)范可選用時，需綜合分析不同規(guī)范所體現(xiàn)的荷載傳遞機理和實際性狀的接近程度來選擇適用規(guī)范?！豆窐蚝鼗c基礎設計規(guī)范》(JTG 3363—2019)及《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ 94—2008)中的計算公式體現(xiàn)的受荷性狀中最為接近實際且考慮影響因素較為全面，可優(yōu)先選用。而建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB 50007—2011)將嵌巖樁完全當作端承樁處理，最為不合理，除特殊情況有所規(guī)定，應盡量避免選擇該規(guī)范的估算方法進行計算。

(3)經過數(shù)據(jù)驗算分析，經驗公式方法只可在條件特別簡單，地層情況非常有利的情況下簡單采用，或對規(guī)范法進行補充驗證，非常不適用于實際工程中嵌巖樁嵌巖段樁側阻力和樁端阻力的估算，因其來源于大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值，缺乏具體的物理意義，且部分經驗公式沒有對適用巖性做出規(guī)定，必然會導致在適用經驗公式估算嵌巖段樁側阻力和樁端阻力時存在較大誤差。

(4)通過實例驗算，3種嵌巖樁承載力估算方法的準確程度和其所表達的嵌巖樁受荷性狀和實際受荷性狀的接近程度存在較強的關聯(lián)性，而和需要參數(shù)的多少關聯(lián)性較小，即并不是參數(shù)越多，計算結果越接近實際。因此建議在進行嵌巖樁單樁承載力驗算的過程中，不能僅以參數(shù)的多少來判斷該計算方法的優(yōu)劣，而是需要綜合考慮其所表達的受荷機理和實際性狀的接近程度及計算過程的復雜程度來選擇在當前已知條件下較為適合的計算方法。

為使得研究結果盡量普適性高，選取2個代表性工程實例進行驗算，但依然不能避免存在偶然性，在后續(xù)研究中，可以結合大數(shù)據(jù)對嵌巖樁單樁承載力進行對比分析，給出更為準確可行的優(yōu)化方法。尤其可深入分析嵌巖樁的荷載傳遞機理，針對理論計算方法煩瑣性高、計算過程復雜等問題進行合理性簡化，以便在不失計算準確性的同時提高其可操作性。同時也可依靠大數(shù)據(jù)，有針對性地得到不同巖性對應的嵌巖段樁側阻力和樁端阻力經驗預測公式，以便能在較短時間內得到較為接近實測值的結果，提高經驗計算法的準確性。