根據標貫值確定國外工程樁的承載力

摘 要：結合工程實例，介紹了根據標準貫入試驗得到的標貫值來確定單樁承載力的方法，對于需要由標貫值來確定樁承載力的國外工程具有一定的參考價值。

關鍵詞：標準貫入試驗；標貫值；樁的承載力

1 根據S.P.T(標準貫入試驗)的數據估算樁的承載力

對于工字形鋼樁，設Ab為樁尖截面積，AS為樁表面摩阻力所涉及的側面積。確定Ab時為計入土塞效應，可按截面的外接矩形考慮，AS則僅考慮翼緣的兩外側面積，不計腹板面積。

1.1 施默特曼(Schmertman，1967)方法

根據施默特曼(Schmertman，1967)方法，根據標準貫入試驗預估樁端與樁側阻力值。不考慮土塞長度時，樁的承載力預估計算見表1。

按土塞長度為5m，計算樁側摩阻力，即樁端5m以內按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮，計算過程見表2所示。

比較表1及表2的計算結果，可以看出當樁端5m以內按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮時，樁的承載力值可提高約20%，若土塞長度更長些，樁的承載力值還可提高得更多。

1.2 上海地區預制打入樁豎向極限承載力計算方法

上海地區預制打入樁豎向極限承載力Pu計算公式：

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貫擊數，N S為樁周砂土的標貫擊數值，NC為樁周粘土的標貫擊數平均值，m為與粘土有關的系數。

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

1. 3 Meyerhof計算方法

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

q_p=0.4^*N^*D_b/D≤3^*N(100KN/m²)(2)

q_s=N/100(100KN/m²)(3)

式中： Db 為樁端進入持力層的深度，D為樁端直徑，N為樁端附近土層的標貫擊數。按《地基設計規范》中的有關內容，把方樁等效為圓樁：D=1.15*C(C為方樁的邊長)

qp，qS的計算見表5所示。

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

1.4 日本鋼管樁協會手冊方法

樁極限端阻力qpu可以根據樁的相對埋深D/d和平均標貫擊數N確定。粘性土時樁側阻力可以按照（4）式估算。

q_pu=0.01N≤0.12MPa（4）

q_p，q_s的計算見表8所示。當不考慮土塞長度時，單樁承載力計算見表9所示。樁端5m以內按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮，即按土塞長度為5m，計算樁側摩阻力見表10。

比較表9及表10的計算結果，可以看出當樁端5m以內按工字形鋼樁截面的外接矩形來考慮時，樁的承載力值可提高約15%。若土塞長度更長些，承載力值還可提高得更多。

2 計算結果分析

將以上四種計算方法得到的結果與國外方面提供的樁的承載力數值歸納統計，見表11。

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

除Meyerhof方法外，上海地區方法、Meyerhof計算方法及日本鋼管樁協會方法這三種方法計算結果較為接近。

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

按上海地區方法、Meyerhof計算方法及日本鋼管樁協會方法這三種方法計算得到的樁極限承載力，進而求得的承載力特征值，與國外方面提供的樁承載力較為接近，其中以上海地區方法最為接近。設計中采用的樁的承載力見表11中最后一列數據。

3 結論

(1)國外方面提供的樁承載力應為特征值。

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

(3)目前該國外工程土建部分及設備安裝已基本結束，基礎無沉降等異常現象，因此證明我們所采用的樁的承載力是合適的。

參考文獻

［1］高大釗.地基基礎測試新技術［M］. 北京：機械工業出版社，1998.

［2］劉金礪.樁基礎設計與計算［M］. 北京：建筑工業出版社，1991.