錘擊式沉管灌注樁貫入度控制標準（一）
發布時間：2010-01-14 共1頁
1．問題的提出
樁基幾乎可應用于各種工程地質條件和各種類型的工程，尤其適用于軟弱地基。錘擊式沉管灌注樁以其諸多優點，成為多層住宅、綜合樓的首選樁型。但其自身也存在一些缺陷和在設計施工中難以操作的指標，灌注樁沉管的貫入度的控制便是其中之一。本文擬通過工程實踐來對此進行探討。
一般認為，樁的貫入度與其極限承載力有直接的關系。貫入度通常依據現有的打樁動力公式結合當地成功經驗確定。但灌注樁沉管的貫入度與樁承載力的關系是否可以用簡單的經驗公式確定，或者簡單地套用當地成功經驗，以及貫入度是否為一項控制性的設計指標，對于這些問題，筆者認為有必要作進一步的探討。
《建筑樁基技術規范》(JGJ94－94)在灌注樁基礎設計中沒有貫入度設計的規定，僅提出灌注樁的貫入度“必須準確測量”，嚴格控制。《建筑地基基礎設計規范》(GBJ7－89)也沒有引入灌注樁貫入度設計概念。顯然，貫入度作為灌注樁設計指標并由設計人員提出缺乏規范依據。
目前，采用灌注樁的一般是九層以下的二級建筑物。由于國家規范對二級建筑物沒有規定要進行現場試驗確定單樁承載力，而是“應根據靜力觸探、標準貫入、經驗參數等估算，并參照地質條件相同的試樁資料，綜合確定”，因此這類建筑很少在設計施工前進行樁的現場試驗，設計人員依據現有的打樁動力公式結合當地成功經驗確定貫入度。在施工時，對于以摩擦為主的摩擦樁，多數情況下沉管達不到設計要求的貫入度，這時通常采用四個方法解決：(1)加深樁長；(2)復打樁；(3)擴樁徑；(4)加樁。每種方法(有時二種、三種方法同時采用)都會增工程量，增加成本。而這些做法都屬慣例，似乎沒有人會懷疑貫入度要求本身的合理性。當工程驗收時，單樁承載力檢驗合格，證明設定的貫入度“沒有問題”，又可以作為經驗被采用。因此，如何把握貫入度，對于工程的安全性、經濟性都有較的意義。
2．單樁豎向承載力的計算
2.1荷載傳遞機理
樁在荷載作用下，樁身上部首先受到壓縮，一部分荷載往下部樁身傳遞，另一部分則在樁與樁周土之間形成摩阻力。當荷載分級逐步加到樁頂時，樁身上部受到壓縮而產生相對于土的向下位移，與此同時，樁周表面受到土的向上摩阻力，樁身荷載通過樁周摩阻力傳遞到樁周土層中去，致使樁身荷載和樁身壓縮變形隨深度遞減。隨著荷載的增加，樁身壓縮量和位移量增加，樁身下部的摩阻力隨之進一步發揮出來。當樁周摩阻力全部發揮達到極限狀態后，若繼續增加荷載，則荷載量將全部由樁端土承擔。樁的這種傳遞理論，是符合靜壓試樁實際的，且已為許多樁的荷載試驗所證實。
2.2單樁豎向極限承載力標準值
單樁豎向極限承載力標準值按下式計算：
Ｒｋ＝ｕ∑ｑsikｌi＋ｑpkＡｐ（１）
式中 Ｒｋ ——單樁的豎向承載力標準值；
ｑｐｋ ——極限端阻力標準值；
Ａｐ ——樁身橫截面面積；
ｕ ——樁身周邊長度；
ｑsik——樁側第i 層土的極限側阻力標準值；
ｌｉ ——按土層劃分的各段樁長。
貫入度的設計一般依據現有的打樁動力公式［３］，主要有格爾謝凡諾夫公式、工程新聞修正公式、海利公式和廣東打沉管灌注樁公式等。上述經驗公式是根據功能原理和實驗推導出來的，適用對象為預制樁(包括鋼管樁)；而灌注樁與預制樁在施工方法上有很區別，如果套用上述經驗公式設計灌注樁的貫入度，顯然是不恰當的。在工程實踐上，這種方法往往偏于安全，結果是使工程成本增加。
（巖土工程師）
樁基幾乎可應用于各種工程地質條件和各種類型的工程，尤其適用于軟弱地基。錘擊式沉管灌注樁以其諸多優點，成為多層住宅、綜合樓的首選樁型。但其自身也存在一些缺陷和在設計施工中難以操作的指標，灌注樁沉管的貫入度的控制便是其中之一。本文擬通過工程實踐來對此進行探討。
一般認為，樁的貫入度與其極限承載力有直接的關系。貫入度通常依據現有的打樁動力公式結合當地成功經驗確定。但灌注樁沉管的貫入度與樁承載力的關系是否可以用簡單的經驗公式確定，或者簡單地套用當地成功經驗，以及貫入度是否為一項控制性的設計指標，對于這些問題，筆者認為有必要作進一步的探討。
《建筑樁基技術規范》(JGJ94－94)在灌注樁基礎設計中沒有貫入度設計的規定，僅提出灌注樁的貫入度“必須準確測量”，嚴格控制。《建筑地基基礎設計規范》(GBJ7－89)也沒有引入灌注樁貫入度設計概念。顯然，貫入度作為灌注樁設計指標并由設計人員提出缺乏規范依據。
目前，采用灌注樁的一般是九層以下的二級建筑物。由于國家規范對二級建筑物沒有規定要進行現場試驗確定單樁承載力，而是“應根據靜力觸探、標準貫入、經驗參數等估算，并參照地質條件相同的試樁資料，綜合確定”，因此這類建筑很少在設計施工前進行樁的現場試驗，設計人員依據現有的打樁動力公式結合當地成功經驗確定貫入度。在施工時，對于以摩擦為主的摩擦樁，多數情況下沉管達不到設計要求的貫入度，這時通常采用四個方法解決：(1)加深樁長；(2)復打樁；(3)擴樁徑；(4)加樁。每種方法(有時二種、三種方法同時采用)都會增工程量，增加成本。而這些做法都屬慣例，似乎沒有人會懷疑貫入度要求本身的合理性。當工程驗收時，單樁承載力檢驗合格，證明設定的貫入度“沒有問題”，又可以作為經驗被采用。因此，如何把握貫入度，對于工程的安全性、經濟性都有較的意義。
2．單樁豎向承載力的計算
2.1荷載傳遞機理
樁在荷載作用下，樁身上部首先受到壓縮，一部分荷載往下部樁身傳遞，另一部分則在樁與樁周土之間形成摩阻力。當荷載分級逐步加到樁頂時，樁身上部受到壓縮而產生相對于土的向下位移，與此同時，樁周表面受到土的向上摩阻力，樁身荷載通過樁周摩阻力傳遞到樁周土層中去，致使樁身荷載和樁身壓縮變形隨深度遞減。隨著荷載的增加，樁身壓縮量和位移量增加，樁身下部的摩阻力隨之進一步發揮出來。當樁周摩阻力全部發揮達到極限狀態后，若繼續增加荷載，則荷載量將全部由樁端土承擔。樁的這種傳遞理論，是符合靜壓試樁實際的，且已為許多樁的荷載試驗所證實。
2.2單樁豎向極限承載力標準值
單樁豎向極限承載力標準值按下式計算：
Ｒｋ＝ｕ∑ｑsikｌi＋ｑpkＡｐ（１）
式中 Ｒｋ ——單樁的豎向承載力標準值；
ｑｐｋ ——極限端阻力標準值；
Ａｐ ——樁身橫截面面積；
ｕ ——樁身周邊長度；
ｑsik——樁側第i 層土的極限側阻力標準值；
ｌｉ ——按土層劃分的各段樁長。
貫入度的設計一般依據現有的打樁動力公式［３］，主要有格爾謝凡諾夫公式、工程新聞修正公式、海利公式和廣東打沉管灌注樁公式等。上述經驗公式是根據功能原理和實驗推導出來的，適用對象為預制樁(包括鋼管樁)；而灌注樁與預制樁在施工方法上有很區別，如果套用上述經驗公式設計灌注樁的貫入度，顯然是不恰當的。在工程實踐上，這種方法往往偏于安全，結果是使工程成本增加。
（巖土工程師）
