陳銘輝

(上海宏波工程咨詢管理有限公司，上海 200232)

1 工程概況及工程地質(zhì)條件

1.1 工程概況

施工單位在施工54根樁時，對施工情況進行了統(tǒng)計，當將這54根樁壓入設(shè)計樁底-21.25m標高時，靜壓樁的最終壓力值在820～984kN范圍，均未達到設(shè)計特征值的兩倍——樁的極限承載力 600kN×2=1200kN。

施工單位又兩次將樁長分別加長到28m和35m，靜壓樁的終壓力值分別為820kN和1066kN，仍未達到樁的極限承載力1200kN。

1.2 工程地質(zhì)條件

竹園污泥處理工程場區(qū)工程地質(zhì)分層及預(yù)制樁樁側(cè)fs值及樁端fp值參見表1。

2 樁的靜載荷試驗情況

2.1 樁靜載試驗方法、加載方式及終止條件

2012年4月，委托上海某公司，對該工程進行基樁靜載荷試驗。兩根樁的靜載試驗情況介紹見表2。

表1 竹園污泥廠地層特征、土層物理力學性質(zhì)簡述

表2 簡要靜載試驗情況記錄

靜載試驗采用壓重平臺反力裝置，加載方式為慢速維持荷載法。終止加荷條件為試樁荷載達到單樁設(shè)計極限荷載。

2.2 515號樁和536號樁靜載試驗匯總

2012年4月9日和14日，分別對515號樁和536號樁進行了靜載試驗，其試驗結(jié)果詳見表3和表4。

表3 單樁豎向靜載試驗結(jié)果匯總(515號樁)

續(xù)表

表4 單樁豎向靜載試驗結(jié)果匯總(536號樁)

3 施工終壓力值與樁的極限承載力差異比較及原因分析

現(xiàn)將做靜載試驗的兩根樁在施工時的終壓力值與靜載試驗達到的樁極限承載力進行比較，見表5。

表5 施工終壓力值與樁的極限承載力比較

從表5比較中可以看出兩個問題:

測繪工程項目管理涉及到很多方面，以系統(tǒng)性特點為基礎(chǔ)，具有決策，控制，策劃等功能，屬于較全面的系統(tǒng)。因此，在施工過程中，將數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用到測繪工程項目數(shù)據(jù)管理當中，一方面可以提高整體工程項目的質(zhì)量，另一方面可以有效的節(jié)約項目工程的投入成本，進而積極促進我國建筑行業(yè)的良好發(fā)展。

a.采用靜力壓樁方式沉樁，將樁壓入到設(shè)計樁底標高時終壓力值小于樁的極限承載力值(只占67.2%)。

b.壓入到樁底標高的樁在休止一段時間后，采用同樣的靜力壓樁方式做靜載試驗時，樁的承載力卻大大提高了，遠遠超出沉樁階段的終壓力值，從兩根試驗樁看，極限承載力約為終壓力的1.5倍。

3.1 終壓力小于樁極限承載力的原因分析

在錘擊和靜壓兩種方式沉樁過程中，在樁周圍地面上有“水”沿樁周邊上“冒”，這種現(xiàn)象說明在沉樁過程中，土中孔隙水有一部分被沉入土體中的樁擠壓，沿著樁周邊與土體間隙排泄出來，部分孔隙水沿“樁土界面”這個通道被擠壓排泄至地表，“潤滑”了樁與土的摩擦，使樁在沉樁過程中樁側(cè)所受的摩擦阻力有所消減。

預(yù)制樁在沉樁過程中，樁側(cè)受到土體給予的摩阻力的作用，樁尖受到土體正面反力的作用，而樁側(cè)摩阻力因受擠壓而排出的孔隙水沿樁土界面向上排泄的潤滑作用而有所消減，從而樁在飽和土體中沉樁過程總比在非飽和土體中，沉樁所受的總阻力要小，因此，在飽和軟土地基中沉設(shè)預(yù)制樁的終壓力值總是比樁的極限承載力值小。

3.2 沉樁休止期28天后承載力提高的原因分析

按規(guī)范規(guī)定，本項工程在沉樁28天后進行樁靜載荷試驗，并測出樁的極限承載力。

在沉樁過程中，樁沉入土體中，占據(jù)一定空間，土體必然要被壓縮一定空間，飽和土體是由土顆粒和土顆粒之間的孔隙水組成的(非飽和土中則是三相體——土顆粒、水和空氣)。

當樁沉入土中，土體受到擠壓，飽和土體中的土顆粒不可能被壓縮，只能是液態(tài)的可流動的孔隙水會被壓縮。

從理論上分析飽和土體在受到阻力作用時，會在土體中產(chǎn)生總應(yīng)力(σ)，總應(yīng)力σ一部分由孔隙水承擔，稱為孔隙水壓力(μ)，另一部分由土體骨架承受，稱為有效應(yīng)力(σ')，因此σ=μ+σ'。土體的強度變化和變形只決定于有效應(yīng)力變化，與土體內(nèi)的孔隙水壓力無直接關(guān)系，但有間接關(guān)系。

當樁沉入土體內(nèi)擠壓土體時，土體所受到的總應(yīng)力σ?guī)缀跞煽紫端惺堋Ｔ瓉砦挥谕馏w顆粒間的靜止孔隙水壓力會突然增高，稱之為超孔隙水壓力。此時σ=μ，而有效應(yīng)力σ'=0。

在沉樁過程中，有小部分位于樁周圍的孔隙水，受樁擠壓產(chǎn)生超孔隙水壓力沿著水平方向涌入樁土界面這個通道排泄，而其他大部分孔隙水由于飽和軟黏土的滲透系數(shù)很小而無法及時排泄，形成超孔隙水壓力擠壓著周邊的土體——這就是沉樁擠土影響周邊環(huán)境的土力學基理。

隨著時間的推移，樁周邊孔隙水大部分向上向周邊慢慢遷離排泄，超孔隙水壓力才會慢慢消散，這時土體內(nèi)的有效應(yīng)力逐漸增大，使得土體顆粒逐漸相互靠近，土體開始慢慢固結(jié)，強度逐漸提高了——這就是土體固結(jié)理論的基本概念。

樁在沉入土體中休止一段時間后土體開始重新固結(jié)，土體強度(內(nèi)摩擦角φ和黏聚力C)逐漸提高，必然使樁側(cè)摩阻力和樁端阻力也隨之提高，從而樁的承載力也逐漸提高，說明沉樁休止28天后其承載力基本上可以達到樁的極限承載力。

4 結(jié)語

人們一般認為，靜力壓樁將樁壓到設(shè)計樁底標高，這時候的最終壓力就是樁能承受的最大承載力——即樁的極限承載力。上面的靜載試驗結(jié)果說明，人們的這種看法普遍存在錯誤。

a.在飽和軟土地基中，沉樁時土體受擠壓有一小部分孔隙水沿樁土界面冒泄至地面，消減了樁側(cè)摩阻力，致使靜壓樁終壓力不可能達到樁的極限承載力。

b.沉樁結(jié)束休止一段時間后，由于飽和土體超孔隙水壓力逐漸消散，土體有效應(yīng)力逐漸增大，樁周土體逐漸重新固結(jié)，抗剪強度(ψ和C值)逐漸提高，必然使樁側(cè)摩阻力和樁端阻力也隨之提高，從而樁的承載力也逐漸提高了。

c.當樁的休止期超過28天后，做靜載試驗樁的承載力基本上可以達到極限值。

d.當樁極限承載力達到樁設(shè)計承載力特征值的2倍時，可以判定本工程樁的抗壓承載力是合格的?！?/p>