靜力觸探試驗在樁基設計與施工中的應用

王 美 云

(上?？辈煸O計研究院(集團)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，在樁基方案設計中，樁長和單樁承載力的確定方法十分重要，它對整個基礎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，比如各種理論計算方法和原位檢測方法。

在目前的勘察和設計工作當中，由于相關人員往往對土性缺乏足夠的了解，因此在進行樁基方案設計時，采用的設計方案多偏于保守。需要特別指出的是并非樁打得越長、越多就越好，在很多情況下長樁的單樁承載力反而比短樁小，特別是對于預制樁，如果樁長設計得過長會造成沉樁困難，大量的樁無法沉到設計標高，而且由于沉樁阻力較大會對樁身結構強度產生影響，這樣不但耽誤了工期，對工程質量控制也不利。因此如何既能確保工程質量，又能充分的發揮地基土以及樁身材料的強度就成為一個重要的研究內容。

另外，如果選用靜壓法沉樁，如何選用合適噸位的壓樁機也十分重要，如果配重過大造成浪費，配重偏小則無法正常沉樁，采用靜力觸探試驗數據可對沉樁動阻力進行估算，對工程有很好的指導意義。

2 單樁豎向承載力確定方法

在常規的樁基設計過程當中，通常是由設計單位根據巖土工程勘察報告提供的參數進行樁基方案的設計，提出單樁豎向承載力值，然后通過靜載荷試驗對其所提出的承載力進行檢驗即可。但是對于地下空間的問題往往存在很多未知或者不確定性，因此對于同樣的地層，不同的勘察單位和不同的項目負責人提供的樁基設計參數也會各不相同，有時甚至會差異較大。

采用靜力觸探試驗資料確定單樁豎向承載力的方法已經被全國以及各地區的勘察規范、地基基礎規范和樁基規范所采用，根據該法計算的單樁豎向承載力值與實測結果也比較吻合，經大量的工程檢驗表明該方法是十分有效的，根據靜力觸探資料估算單樁豎向承載力設計值Rd的計算公式[1]為：

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

其中對于粘性土：

當ps≤1 000 kPa時，fs=ps/20 kPa；

當ps>1 000 kPa時，fs=0.025ps+25 kPa。

對于粉性土及砂土：fs=ps/50 kPa。

表1列舉了部分工程根據靜力觸探試驗資料估算的單樁豎向承載力與實測數據的對照，從中可見該法是相當有效的。

表1 靜探方法估算承載力與實測比較

3 沉樁動阻力估算方法

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

Rr=Up∑α·fsrili+β·psbAp。

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

其中,Sti為第i層土靈敏度，根據經驗取用；β為端阻力深度修正系數，β=0.5+z/100，若β>1，取β=1；z為樁端所在深度，m。

4 工程實例

某擬建公寓樓工程地質條件屬于上海市區正常地層與古河道地層交界區域，其中A座(23層)處于古河道地層當中，D座(29層)處于正常地層當中，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

在樁基設計過程中分別根據巖土工程勘察報告提供的參數和利用靜力觸探資料兩種方法對單樁承載力進行估算，估算結果及試樁結果如表3，表4所示；沉樁動阻力的估算結果與實測結果對照如表5，表6所示，可見估算的效果是相當令人滿意的。

表3 單樁豎向承載力估算值一覽表

表4 試樁結果一覽表

表5 沉樁動阻力估算值

表6 沉樁動阻力實測值

根據以上工程實例分析可見，采用靜力觸探方法進行單樁豎向承載力值及動阻力值的方法是十分有效的，值得在實際工程當中大力推廣，同時各地區應根據地區經驗對該方法進行適當調整使之更加符合實際。

5 結語

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

2)采用靜力觸探方法估算沉樁動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；

3)在利用CPT資料估算單樁豎向承載力及沉樁動阻力時應結合地區工程經驗，不能盲目使用。