陜西土木建筑網首頁 > 學術研究 > 課題研究 > 紹興地區(qū)靜壓樁壓樁力的探討

摘要：結合工程實例，介紹了軟土地區(qū)靜壓樁施工技術。軟土中沉樁時產生的超靜孔隙水壓力導致樁側阻力、樁端阻力明顯下降，而壓樁力并不是樁的極限承載力，因此軟土地區(qū)的靜壓樁配重系數應根據具體土層情況適當調整。...

紹興地區(qū)靜壓樁壓樁力的探討

李利群1，余岳明2

(1．浙江省有色金屬地質勘查局，浙江紹興312000；2．普陀區(qū)建筑工程質量監(jiān)督站，浙江舟山316100)

1.問題的提出

    隨著建筑結構的多元化和建筑高度高層化，軟土地區(qū)(如紹興地區(qū))的建筑物基礎大多采用樁基礎，普遍采用靜壓法施工。靜壓法試打樁多以最終貫入度或壓樁力為終止沉樁標準，而最終壓樁力的大小則多以地區(qū)經驗為準，相關規(guī)范均未作明確的規(guī)定。紹興地區(qū)則以1.8～2.0倍的單樁承載力標準值作為終止沉樁標準。實際情況往往與此并不相符。

    如紹興市恒昌集團廠房的樁基工程，采用6426靜壓沉管灌注樁基礎，設計樁長29m，按勘察資料估算的單樁承載力設計值為450kN�？辈熨Y料顯示，樁側土層主要為淤泥質土，樁端土層為可塑～硬可塑狀粉質黏土層。在工程試樁時，從配重900kN降至600kN，樁機才出現抬架。因工程時間較緊，不允許由樁基載荷試驗來驗證樁的承載力，設計單位按單樁承載力350kN重新進行調整。而最后進行的載荷試驗表明：加荷至1100kN時累計沉降量為ll.41mm，未達到樁的極限破壞狀態(tài)，說明樁的承載力設計值至少可達到550kN。

    從上例看出，以1.8～2.0倍的單樁承載力標準值作為終止沉樁標準過于保守，這樣處理雖然可以確保工程質量，但理論依據不足，在實踐中會造成較大的浪費，也影響工程的正常進程。

2.壓樁力探討

    2.1樁的沉樁機理

    樁在黏性土層中沉樁時，樁側表面會粘附一層含水量相對較低、而抗剪強度較高的泥皮。這層泥皮緊緊依附于樁身，使得樁土之間的軟弱面并非在樁土界面上，而在靠近樁側的土體和泥皮之間。樁端以下一定深度的土體則會先被壓縮，壓縮至一定程度時，土的抗剪強度不足以抵抗外力，土體產生剪切破壞。黏性土多呈圓弧滑動，并產生較高的超靜孑L隙水壓力，致使土的有效應力大大下降，抗剪強度下降，樁沉入土中。而樁端以下為密實砂土時，土體則多為側向膨脹(剪脹現象)，剪切區(qū)可能出現一些豎向裂縫，而產生的附加孔隙水壓力(負壓)使砂粒間的有效應力暫時增加，抗剪強度增加；粉土介于兩者之間，呈圓弧滑動或側向膨脹。

    2.2樁的極限承載力

    就豎向抗壓單樁而言，其荷載．沉降曲線大體表現為陡降型(A)和緩變型(B)兩類(見圖l)。Q-s曲線是破壞模式與特征的宏觀反映，陡降型屬于“急進破壞”，緩變型屬于“漸進破壞”。前者破壞特征點明顯，一旦荷載超過極限承載力，沉降急劇增大，即發(fā)生破壞；后者破壞特征點不明顯，難以確定真正的最大承載力。

 

    為充分發(fā)揮樁基承載潛力，且滿足樁基礎變形要求，《建筑樁基技術規(guī)范(JGJ 94。2008)》規(guī)定對于緩變型Q—S曲線極限承載力一般可取S=40～60 mm對應的荷載，對于細長樁(1／d>80)可取60～80 mm對應的荷載。且在條文中說明以往的取值方法為對應沉降S=10～20 mm為容許承載力，且為極限承載力的一半。紹興地區(qū)的樁基載荷試驗多加載到s=10～20 mm時終止加荷。

    2.3樁的極限側阻力和端阻力

    基樁在軸向受荷情況下，由樁的側阻力和端阻力共同承擔。樁的極限側阻力因樁土之間的軟弱面在靠近柱側的土體上和泥皮之間，可以認為與樁的材料無關，而與樁側土層的抗剪強度和土層的埋深有較大關系(一般泥皮抗剪強度較高，取決于樁側土層)。而樁的極限端阻力因樁的破壞形式多為刺入破壞，則取決于樁端土壓縮性和抗剪強度。

    受樁基變形要求限制，樁的極限側阻力和端阻力不可能同時完全發(fā)揮作用�？辈靾蟾嬷型扑]樁基參數時，當持力層為一般的黏性土層時，因黏性土壓縮性稍高，則側阻力的發(fā)揮程度會稍大一些，端阻力的發(fā)揮程度會小一些，因而樁的側阻力應適當偏大一些，而端阻力適當偏小一些；當持力層為堅硬狀黏性土或中密狀以上砂土層時，則相反。

    2.4靜壓沉樁的壓樁力

    樁在沉樁時，樁周擾動土的孔隙水壓力急劇上升，致使土體的有效應力大大下降，抗剪強度下降，則樁側的極限側阻力將大大下降。同樣，樁端土由于孔隙水壓力增加，抗剪強度也下降，樁的端阻力也下降。因此，壓樁力并不表示為樁的極限承載力，與樁側土和樁側土的孔隙水壓力消散速度有很大關系(與土層滲透性有關)。

    根據多個工程的壓樁力資料統(tǒng)計，沉樁時一般的黏性土中側阻力和端阻力發(fā)揮程度為極限值的0.6—0.8倍，而淤泥質軟土更低，為0.3—0.5倍；稍～中密狀粉土中，側阻力發(fā)揮程度為極限值的0.7～0.9倍，端阻力發(fā)揮程度為極限值的0.9～1.0倍；而密實砂土和較為密實的粉土中，因剪脹現象，使其端阻力發(fā)揮程度為極限值的1.2～1.4倍。

    因此，在紹興這個淤泥質軟土極為發(fā)育的地區(qū)，當持力層為一般黏性土層時，壓樁力=極限側阻力×0.5+極限端阻力×0.8，按端阻力占承載力的一半計算，壓樁力為極限承載力的0.65倍，即容許承載力的1.3倍；當持力層為砂土和較為密實的粉土時，壓樁力=極限側阻力×0.5+極限端阻力×l.3，按端阻力占承載力的一半計算，壓樁力為極限承載力的0.9倍，即容許承載力的1.8倍。

3.結  論

    綜上所述，在紹興地區(qū)的靜壓樁施工時，沉樁控制標準因視土層情況和樁長而定，試打樁確定的壓樁力與單樁容許承載力(承載力標準值)比例：

    持力層為一般黏性土層時，為1.0～1.4；

    持力層為砂土和較為密實的粉土時，為2.0～3.0；

    持力層為一般粉土和稍密狀粉砂時，為1.6～2.0。

參考文獻

[1]龔主華．巖土工程施工方法[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，1990：350—352．

[2]建設部標準定額研究所，JGJ 94．94建筑樁基技術規(guī)范[S]．北京：中國建筑工業(yè)出版社。l995．

[3]常士驃．工程地質手冊[M]．3版．北京：中國建筑工業(yè)出版社．1992：176．381．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

上一篇： 外墻防火技術在施工中的應用

下一篇： 淺析現代景觀藝術中的傳統(tǒng)文化元素