李峰 劉蓋
摘要:筆者參與起草《軟土地區(qū)巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ83-2011),對江蘇蘇南地區(qū)長江漫灘地貌單元內(nèi)地質(zhì)勘察、樁基施工積累多年工作經(jīng)驗與心得,本文結(jié)合揚州兩類似場地地層,通過采用經(jīng)驗參數(shù)法、原位測試法估算單樁承載力與靜載荷試驗結(jié)果進(jìn)行對比,再次印證特殊地層條件下,采用《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)采用中靜力觸探Ps值估算單樁承載力有其局限性。
關(guān)鍵詞:靜力觸探法;估算單樁承載力;局限性
1、引言
靜力觸探是一種擬靜態(tài)的貫入試驗,能較好地模擬靜壓樁的受力作用,靜力觸探和靜力壓樁在端頭的貫入擴(kuò)張方面有著明顯的一致性。沉樁使得樁端又壓又?jǐn)U,靜力觸探端阻也有類似關(guān)系。通過靜力觸探資料估算單樁豎向極限承載力的方法已經(jīng)較為成熟,《建筑樁基基礎(chǔ)規(guī)范(JGJ94-2008)公式533:Quk=Qsk+Qpk=uΣqsik li+αpskAp一直沿用至今。
一般情況下,靜力觸探估算結(jié)果與靜載荷試驗實測值相比相差不大。對于初步設(shè)計階段以及樁基設(shè)計等級為乙、丙級樁基,通過靜力觸探估算方法設(shè)計樁長、樁徑,既能充分發(fā)揮樁基本身材料性能,又能充分利用地層阻力潛力。
筆者對江蘇蘇南地區(qū)長江漫灘地貌單元內(nèi)工程勘察、樁基施工積累多年工作經(jīng)驗與心得,在此強(qiáng)調(diào)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)533條即上述計算公式使用有一定局限性?!盾浲恋貐^(qū)巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ83-2011)附錄E對靜力觸探估算靜壓樁單樁豎向承載力經(jīng)驗公式的局限性進(jìn)行說明,摘錄如下:“對于比貫入阻力值2500 kPa ~6500kPa的淺層粉性土及稍密的砂性土,計算樁端阻力和樁周側(cè)阻力時應(yīng)結(jié)合經(jīng)驗,考慮數(shù)值可能偏大的因素?!?。
2、工程實例
若采用預(yù)制樁,設(shè)計單位通常采用原位測試法與經(jīng)驗參數(shù)法兩種計算結(jié)果中較大的值,作為靜載試樁加載量的參考值,前者比后者一般高出30%-50%。而在蘇南地區(qū),長江漫灘地貌地貌單元內(nèi)淺部分布密實度相對較差的粉土或砂性土,在此地層中按照規(guī)范采用靜力觸探估算單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值與壓樁力吻合,但靜載荷試驗檢測單樁承載力明顯偏低,與經(jīng)驗參數(shù)法估算結(jié)果相當(dāng)。
2.1工程概況
揚州市A項目場地位于邗江區(qū),靠近江陽中路,西側(cè)靠近鴻大路,場地地基土樁基參數(shù)(經(jīng)驗參數(shù)法)以及靜力觸探試驗指標(biāo)見表1。
揚州市B項目場地位于廣陵區(qū),位于開發(fā)東路與京杭路交匯處,濱河路東測。場地地基土樁基參數(shù)(經(jīng)驗參數(shù)法)以及靜力觸探試驗指標(biāo)見表2。
2.2估算單樁承載力以及靜載荷試驗
A項目:試樁采用500*500預(yù)應(yīng)力方樁,設(shè)計樁長270m,樁端巖土層為2-4層粉細(xì)砂,估算結(jié)果與實際壓樁力見表3。
靜載荷試驗檢測情況:
(1)S1#試驗進(jìn)行至6400KN時,樁頂本級下沉量為673mm,累計下沉量為3015mm;卸載至零時的殘余沉降為1115mm,回彈率為6302%。
(2)S2#試驗進(jìn)行至6400KN時,樁頂本級下沉量為527mm,累計下沉量為1688mm;卸載至零時的殘余沉降為861mm,回彈率為4899%。
(3)S3#試驗進(jìn)行至6400KN時,樁頂本級下沉量為527mm,累計下沉量為1988mm;卸載至零時的殘余沉降為1145mm,回彈率為4240%。
B項目:
試樁先采用樁徑400mm預(yù)應(yīng)力管樁,設(shè)計樁長220m,樁端持力層為2-4層粉砂夾粉土。經(jīng)驗參數(shù)法估算單樁承載力為1850KN,靜力觸探估算單樁承載力為3072KN,壓樁力為2800 KN,靜載荷試驗結(jié)果為1880KN。不能滿足設(shè)計要求。
設(shè)計再次試樁,采用樁徑500mm預(yù)應(yīng)力管樁,設(shè)計樁長440m,樁端巖土層為2-9層粉砂,靜載荷試驗檢測情況:
(1)7#—S1#實測最大荷載4000KN,累計下沉量為4416mm,回彈率394%。實測單樁豎向抗壓極限承載力3800 KN。
(2)11#—S1#實測最大荷載4000KN,累計下沉量為2670mm,回彈率733%。實測單樁豎向抗壓極限承載力4000KN。
(3)16#—S1#實測最大荷載3800KN,累計下沉量為4403mm,回彈率533%。實測單樁豎向抗壓極限承載力3600KN。
對場地內(nèi)對于比貫入阻力值2500 kPa ~6500kPa的淺層粉性土及稍密的砂性土按照經(jīng)驗參數(shù)取值,估算結(jié)果見表4。
2.3結(jié)果分析
(1)目前靜力觸探參數(shù)值采用自動記錄曲線,目前勘察行業(yè)采用勘察分析軟件如華寧、理正等,對單孔各層ps值采用算術(shù)平均值。其取值對均質(zhì)土,影響不大,但對非均質(zhì)土如:砂性土、交互層,其ps值結(jié)果偏大,宜分小層按等積原理進(jìn)行取值。對于采用靜力觸探估算單樁承載力對于端阻取值影響較大。
(2)相較于A地塊,B地塊土質(zhì)均勻性差,交互層土或者砂性土中夾粉質(zhì)粘土薄層等側(cè)阻很難按規(guī)范取值發(fā)揮?!督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)表533-4的折減系數(shù)亦可說明佐證此觀點。
(3)一般情況下靜載荷試驗結(jié)果與靜力觸探估算單樁承載力相近,如A地塊,其值比靜力觸探估算單樁承載力高117~128;對于比貫入阻力值2500 kPa ~6500kPa的淺層粉性土及稍密的砂性土,靜載荷試驗結(jié)果與經(jīng)驗參數(shù)法估算結(jié)果相近。
(4)A地塊與B地塊,壓樁力與靜力觸探估算結(jié)果有相關(guān)性。A地塊壓樁力比靜力觸探估算結(jié)果低15~21%,B地塊壓樁力比靜力觸探估算結(jié)果低178~234%。
3、結(jié)論
(1)對于單孔靜力觸探取值宜按等積原理進(jìn)行取值,慮剔除異常數(shù)據(jù)影響。對于靜力觸探估算單樁承載力,靜力觸探指標(biāo)ps值宜取多孔最小平均值。
(2)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008)533條原位測試估算單樁承載力有一定局限性,對于60米以下分布有比貫入阻力值2500 kPa ~6500kPa的淺層粉性土及稍密的砂性土,用靜力觸探估算單樁承載力明顯偏高;類似地層,推薦采用經(jīng)驗參數(shù)法估算。
(3)靜力觸探法估算單樁承載力結(jié)果與壓樁力相近,實際承載力需根據(jù)地層結(jié)構(gòu)而定。
參考文獻(xiàn):
[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94-2008).
[2]《軟土地區(qū)巖土工程勘察規(guī)程》(JGJ83-2011).
[3]《靜力觸探技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(CECS 04:88).
[4]《工程地質(zhì)手冊》(第四版).