雙橋靜力觸探成果估算單樁承載力在天津工程中的應(yīng)用

唐伯華

摘要：結(jié)合天津杰諾康園藝休閑用品有限公司年產(chǎn)5，000噸有色金屬制品勘察項目，介紹運用靜力觸探成果估算天津軟土地區(qū)單樁承載力在該工程中的應(yīng)用。通過對比表明該方法的技術(shù)經(jīng)濟特點及可行性。

關(guān)鍵詞：靜力觸探 軟土地區(qū) 單樁承載力

前言

靜力觸探是巖土工程勘察中使用最為廣泛的一個原位側(cè)試項目。作為一種日臻完善的原位測試技術(shù)已經(jīng)越來越為廣大巖土工程技術(shù)人員接受。我國應(yīng)用靜力觸探技術(shù)已經(jīng)有50多年的歷史。

靜力觸探試驗可以看做是一小直徑樁的現(xiàn)場載荷試驗。對比結(jié)果表明，用靜力觸探成果估算單樁極限承載力是行之有效的。通常是按單橋或雙橋探頭實測曲線進行估算。

1.工程概況

天津杰諾康園藝休閑用品有限公司年產(chǎn)5，000噸有色金屬制品工程位于天津市濱海新區(qū)（漢沽），擬建場區(qū)為Ⅳ類場地，屬軟弱場地土。本工程包括3棟1F（局部2F）廠房，建設(shè)用地面積55，969.10m²，建筑面積30，535.27m²，采用預(yù)制管樁基礎(chǔ)。該工程場地地質(zhì)條件如（表1）。

2.靜力觸探工作原理

靜力觸探基本原理就是借助機械用準(zhǔn)靜力將一個內(nèi)部裝有傳感器的圓錐形觸探按一定速率壓入土中，通過電子量測儀器測定探頭受到的貫入阻力，以獲得原始狀態(tài)的物理力學(xué)性質(zhì)。通過使用微電腦使地質(zhì)層的數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、打印和繪圖，實現(xiàn)自動化，在現(xiàn)場即能獲得土層剖面的變化信息，并提供圖的工程地質(zhì)勘察參數(shù)，大大縮短了勘察周期，并對沿途的工程問題，如天然地基承載力、樁基承載力、地基土層的貫入阻力等進行評價。

靜力觸探的主要特點是連續(xù)、快速、精準(zhǔn)；可以在現(xiàn)場直接測得各土層的貫入阻力指標(biāo)；掌握各土層原始狀態(tài)（相對于土層被擾動和應(yīng)力狀態(tài)改變而言）下有關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì)，這對于地基在豎向變化比較復(fù)雜，而用其他常規(guī)勘探手段不可能通過大密度取土或測試來查明土的變化；對于飽和沙土、砂質(zhì)粉土以及高靈敏度軟粘土中鉆探取樣往往不易達到技術(shù)要求，或者無法取樣的情況；用靜力觸探能彌補上述的不足，這是因為靜力觸探是連續(xù)壓入測試，采用電測探頭，靈敏度很高，數(shù)據(jù)可以連續(xù)側(cè)記，只要地基土層的力學(xué)性質(zhì)有微小變化，就可以在記錄儀上反映出來，因而就可以取得完整的阻力隨深度變化的曲線。但是，靜力觸探也有不足之處；不能對土層進行直觀的觀測、鑒別；由于穩(wěn)固的反力問題沒有解決，測試深度不能超過80m；對于含碎石、礫石的土層和很密實的砂層一般不適合使用；無法對地基土施行應(yīng)力路徑和應(yīng)變路徑的認為控制，一些基本土質(zhì)參數(shù)還必須依靠鉆探取樣和室內(nèi)試驗去取得，因此它與鉆探技術(shù)的關(guān)系是相輔相成和互為補充的。盡管如此，靜力觸探的優(yōu)越性還是相當(dāng)明顯的，因而能在國內(nèi)外獲得極其廣泛的應(yīng)用

3.靜力觸探試驗成果分析使用范圍

（1）劃分土類

靜力觸探是一種力學(xué)模擬試驗，其比貫入阻力ps是反應(yīng)地基土實際強度及變形性質(zhì)的力學(xué)指標(biāo)，因此也反映了不同成因、不同年代和地區(qū)的土的力學(xué)指標(biāo)差別。

（2）確定地基土的承載力

在利用靜力觸探確定地基土承載力的研究中，國內(nèi)外都根據(jù)對比試驗結(jié)果提出經(jīng)驗公式，其中主要與載荷試驗進行對比，并通過對數(shù)據(jù)的相關(guān)分析得到適用于特定地區(qū)或特定土性的經(jīng)驗公式，以解決生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用問題。

（3）估算單樁承載力

由于靜力觸探資料能直觀地表現(xiàn)場地土質(zhì)的軟硬程度，所以在工程設(shè)計中選擇合適的樁端持力層，預(yù)估沉樁可能性及估算樁的極限承載力等方面表現(xiàn)出獨特的優(yōu)越性。

4.靜力觸探估算單樁承載力原理

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）中當(dāng)根據(jù)雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時，對于粘性土、粉土和砂土，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗時可按下式計算：（計算單樁承載力示意圖如圖1）

5.結(jié)果對比分析

根據(jù)本工程勘察資料，樁端持力層采用8-2層粉土，有效樁長23m，樁型采用Φ400預(yù)制柱。結(jié)合本工程試樁結(jié)果及本文前文介紹的計算單樁承載力計算方法，歸納具體對比結(jié)果如表2。

通過對比，按照規(guī)范計算的單樁承載力值比實測值偏小，但誤差不大。根據(jù)樁基在受荷條件下，樁與土之間的傳遞性質(zhì)及力學(xué)機理，從理論及實際結(jié)果上看，利用靜力觸探成果估算單樁承載力較為準(zhǔn)確。

6.結(jié)束語

靜力觸探成果推算單樁承載力的方法在國內(nèi)外都得到普遍應(yīng)用，效果很好。由于靜力觸探可以看做是一小直徑的現(xiàn)場載荷試驗，結(jié)合本工程的對比試驗表明，用靜力觸探推算單樁承載力的結(jié)果較準(zhǔn)確。其誤差小，與用樁載荷試驗求單樁承載力的方法相比，具有明顯的優(yōu)點，具有廣泛的使用價值?？稍诖驑肚邦A(yù)估單樁承載力。