王 美 云

(上海勘察設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司，上海 200093)

1 概述

樁基在建筑工程中起著舉足輕重的作用，在樁基方案設(shè)計(jì)中，樁長(zhǎng)和單樁承載力的確定方法十分重要，它對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)工程的投資有著十分重要的影響。確定單樁承載力的方法有很多種，比如各種理論計(jì)算方法和原位檢測(cè)方法。

在目前的勘察和設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，由于相關(guān)人員往往對(duì)土性缺乏足夠的了解，因此在進(jìn)行樁基方案設(shè)計(jì)時(shí)，采用的設(shè)計(jì)方案多偏于保守。需要特別指出的是并非樁打得越長(zhǎng)、越多就越好，在很多情況下長(zhǎng)樁的單樁承載力反而比短樁小，特別是對(duì)于預(yù)制樁，如果樁長(zhǎng)設(shè)計(jì)得過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成沉樁困難，大量的樁無(wú)法沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，而且由于沉樁阻力較大會(huì)對(duì)樁身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生影響，這樣不但耽誤了工期，對(duì)工程質(zhì)量控制也不利。因此如何既能確保工程質(zhì)量，又能充分的發(fā)揮地基土以及樁身材料的強(qiáng)度就成為一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。

另外，如果選用靜壓法沉樁，如何選用合適噸位的壓樁機(jī)也十分重要，如果配重過(guò)大造成浪費(fèi)，配重偏小則無(wú)法正常沉樁，采用靜力觸探試驗(yàn)數(shù)據(jù)可對(duì)沉樁動(dòng)阻力進(jìn)行估算，對(duì)工程有很好的指導(dǎo)意義。

2 單樁豎向承載力確定方法

在常規(guī)的樁基設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，通常是由設(shè)計(jì)單位根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告提供的參數(shù)進(jìn)行樁基方案的設(shè)計(jì)，提出單樁豎向承載力值，然后通過(guò)靜載荷試驗(yàn)對(duì)其所提出的承載力進(jìn)行檢驗(yàn)即可。但是對(duì)于地下空間的問(wèn)題往往存在很多未知或者不確定性，因此對(duì)于同樣的地層，不同的勘察單位和不同的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人提供的樁基設(shè)計(jì)參數(shù)也會(huì)各不相同，有時(shí)甚至?xí)町愝^大。

采用靜力觸探試驗(yàn)資料確定單樁豎向承載力的方法已經(jīng)被全國(guó)以及各地區(qū)的勘察規(guī)范、地基基礎(chǔ)規(guī)范和樁基規(guī)范所采用，根據(jù)該法計(jì)算的單樁豎向承載力值與實(shí)測(cè)結(jié)果也比較吻合，經(jīng)大量的工程檢驗(yàn)表明該方法是十分有效的，根據(jù)靜力觸探資料估算單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值Rd的計(jì)算公式[1]為：

其中，Rd為單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值,kN；Up為樁周長(zhǎng),m；li為第i層土的厚度,m；fsi為第i層土的樁側(cè)阻力,kPa；αb為樁端阻力休止系數(shù)；γs為樁側(cè)摩阻力分項(xiàng)系數(shù)；γp為樁端阻力分項(xiàng)系數(shù)；Ap為樁全斷面面積,m2；psb為樁端附近比貫入阻力平均值,kPa。

其中對(duì)于粘性土：

當(dāng)ps≤1 000 kPa時(shí)，fs=ps/20 kPa；

當(dāng)ps>1 000 kPa時(shí)，fs=0.025ps+25 kPa。

對(duì)于粉性土及砂土：fs=ps/50 kPa。

表1列舉了部分工程根據(jù)靜力觸探試驗(yàn)資料估算的單樁豎向承載力與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)照，從中可見(jiàn)該法是相當(dāng)有效的。

表1 靜探方法估算承載力與實(shí)測(cè)比較

3 沉樁動(dòng)阻力估算方法

同樣，沉樁動(dòng)阻力也是可以采用靜力觸探資料進(jìn)行估算的，具體計(jì)算沉樁動(dòng)阻力的公式如下[2]：

Rr=Up∑α·fsrili+β·psbAp。

其中，Rr為沉樁動(dòng)阻力,kN；α為側(cè)阻力深度修正系數(shù)，對(duì)砂性土α=0.5+zavr/100，若α>1，取α=1，對(duì)粘性土α=1；zavr為第i層埋深平均值,m；fsri為第i層土的樁側(cè)阻力,kPa。

其中,Sti為第i層土靈敏度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取用；β為端阻力深度修正系數(shù)，β=0.5+z/100，若β>1，取β=1；z為樁端所在深度，m。

4 工程實(shí)例

某擬建公寓樓工程地質(zhì)條件屬于上海市區(qū)正常地層與古河道地層交界區(qū)域，其中A座(23層)處于古河道地層當(dāng)中，D座(29層)處于正常地層當(dāng)中，淺層土分布情況如表2所示，典型靜力觸探曲線分別如圖1,圖2所示。

表2 淺層土分布情況一覽表

在樁基設(shè)計(jì)過(guò)程中分別根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告提供的參數(shù)和利用靜力觸探資料兩種方法對(duì)單樁承載力進(jìn)行估算，估算結(jié)果及試樁結(jié)果如表3，表4所示；沉樁動(dòng)阻力的估算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)照如表5，表6所示，可見(jiàn)估算的效果是相當(dāng)令人滿意的。

表3 單樁豎向承載力估算值一覽表

表4 試樁結(jié)果一覽表

表5 沉樁動(dòng)阻力估算值

表6 沉樁動(dòng)阻力實(shí)測(cè)值

根據(jù)以上工程實(shí)例分析可見(jiàn)，采用靜力觸探方法進(jìn)行單樁豎向承載力值及動(dòng)阻力值的方法是十分有效的，值得在實(shí)際工程當(dāng)中大力推廣，同時(shí)各地區(qū)應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)對(duì)該方法進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整使之更加符合實(shí)際。

5 結(jié)語(yǔ)

1)采用靜力觸探方法確定單樁豎向承載力的方法經(jīng)大量工程實(shí)踐檢驗(yàn)是可靠的，采用該方法確定的單樁豎向承載力可以充分發(fā)揮地基土的潛力；

2)采用靜力觸探方法估算沉樁動(dòng)阻力也是十分有效的，它有助于施工單位選用合理噸位的壓樁機(jī)；

3)在利用CPT資料估算單樁豎向承載力及沉樁動(dòng)阻力時(shí)應(yīng)結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗(yàn)，不能盲目使用。