根據(jù)標(biāo)貫值確定國(guó)外工程樁的承載力

摘 要：結(jié)合工程實(shí)例，介紹了根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)得到的標(biāo)貫值來確定單樁承載力的方法，對(duì)于需要由標(biāo)貫值來確定樁承載力的國(guó)外工程具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；標(biāo)貫值；樁的承載力

1 根據(jù)S.P.T(標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn))的數(shù)據(jù)估算樁的承載力

對(duì)于工字形鋼樁，設(shè)Ab為樁尖截面積，AS為樁表面摩阻力所涉及的側(cè)面積。確定Ab時(shí)為計(jì)入土塞效應(yīng)，可按截面的外接矩形考慮，AS則僅考慮翼緣的兩外側(cè)面積，不計(jì)腹板面積。

1.1 施默特曼(Schmertman，1967)方法

根據(jù)施默特曼(Schmertman，1967)方法，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)預(yù)估樁端與樁側(cè)阻力值。不考慮土塞長(zhǎng)度時(shí)，樁的承載力預(yù)估計(jì)算見表1。

按土塞長(zhǎng)度為5m，計(jì)算樁側(cè)摩阻力，即樁端5m以內(nèi)按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮，計(jì)算過程見表2所示。

比較表1及表2的計(jì)算結(jié)果，可以看出當(dāng)樁端5m以內(nèi)按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮時(shí)，樁的承載力值可提高約20%，若土塞長(zhǎng)度更長(zhǎng)些，樁的承載力值還可提高得更多。

1.2 上海地區(qū)預(yù)制打入樁豎向極限承載力計(jì)算方法

上海地區(qū)預(yù)制打入樁豎向極限承載力Pu計(jì)算公式：

P_u=428^*N_p^*A_p+2.14^*N_s^*A_s+m^*N_c^*A_c（1）

式中：A P為樁的截面積，A S為樁在砂土中面積，AC為樁在粘土中面積，N P為樁端附近土層的標(biāo)貫擊數(shù)，N S為樁周砂土的標(biāo)貫擊數(shù)值，NC為樁周粘土的標(biāo)貫擊數(shù)平均值，m為與粘土有關(guān)的系數(shù)。

一般及硬粘土m=10，但m*NC≤100；灰色淤泥質(zhì)粘性土 m=20，但m*NC≤30；淺層粉土m*NC≤30。根據(jù)該公式計(jì)算的單樁承載力見表3所示。

1. 3 Meyerhof計(jì)算方法

Meyerhof建議，打入樁單位面積樁端極限承載力qp(kpa)可根據(jù)樁尖進(jìn)入持力層的深度按（2）式估算 (該公式適用于無(wú)粘性粉土)，側(cè)阻力按照（3）式計(jì)算。

q_p=0.4^*N^*D_b/D≤3^*N(100KN/m²)(2)

q_s=N/100(100KN/m²)(3)

式中： Db 為樁端進(jìn)入持力層的深度，D為樁端直徑，N為樁端附近土層的標(biāo)貫擊數(shù)。按《地基設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)內(nèi)容，把方樁等效為圓樁：D=1.15*C(C為方樁的邊長(zhǎng))

qp，qS的計(jì)算見表5所示。

比較表5及表6的計(jì)算結(jié)果，可以看出當(dāng)樁端5m以內(nèi)按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮時(shí)，樁的承載力值可提高約10%，樁的承載力值提高不明顯，與前兩種計(jì)算方法的結(jié)果相差較大。

1.4 日本鋼管樁協(xié)會(huì)手冊(cè)方法

樁極限端阻力qpu可以根據(jù)樁的相對(duì)埋深D/d和平均標(biāo)貫擊數(shù)N確定。粘性土?xí)r樁側(cè)阻力可以按照（4）式估算。

q_pu=0.01N≤0.12MPa（4）

q_p，q_s的計(jì)算見表8所示。當(dāng)不考慮土塞長(zhǎng)度時(shí)，單樁承載力計(jì)算見表9所示。樁端5m以內(nèi)按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮，即按土塞長(zhǎng)度為5m，計(jì)算樁側(cè)摩阻力見表10。

比較表9及表10的計(jì)算結(jié)果，可以看出當(dāng)樁端5m以內(nèi)按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮時(shí)，樁的承載力值可提高約15%。若土塞長(zhǎng)度更長(zhǎng)些，承載力值還可提高得更多。

2 計(jì)算結(jié)果分析

將以上四種計(jì)算方法得到的結(jié)果與國(guó)外方面提供的樁的承載力數(shù)值歸納統(tǒng)計(jì)，見表11。

從表11，我們不難看出Meyerhof方法的計(jì)算結(jié)果與其它三種方法相差較大。分析其原因，Meyerhof方法主要適用于無(wú)粘性土，因此用該方法得到的樁側(cè)摩阻力較小。

除Meyerhof方法外，上海地區(qū)方法、Meyerhof計(jì)算方法及日本鋼管樁協(xié)會(huì)方法這三種方法計(jì)算結(jié)果較為接近。

當(dāng)樁端5m以內(nèi)按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮時(shí)，樁的承載力值可提高約15%~20%。

按上海地區(qū)方法、Meyerhof計(jì)算方法及日本鋼管樁協(xié)會(huì)方法這三種方法計(jì)算得到的樁極限承載力，進(jìn)而求得的承載力特征值，與國(guó)外方面提供的樁承載力較為接近，其中以上海地區(qū)方法最為接近。設(shè)計(jì)中采用的樁的承載力見表11中最后一列數(shù)據(jù)。

3 結(jié)論

(1)國(guó)外方面提供的樁承載力應(yīng)為特征值。

(2)雖然按上海地區(qū)方法計(jì)算得到的樁承載力與國(guó)外方面提供的樁承載力較為接近，但仍然有一定的差距。

(3)目前該國(guó)外工程土建部分及設(shè)備安裝已基本結(jié)束，基礎(chǔ)無(wú)沉降等異常現(xiàn)象，因此證明我們所采用的樁的承載力是合適的。

參考文獻(xiàn)

［1］高大釗.地基基礎(chǔ)測(cè)試新技術(shù)［M］. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

［2］劉金礪.樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算［M］. 北京：建筑工業(yè)出版社，1991.