淺談靜力觸探法估算單樁承載力的局限性

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(yáng)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(yáng)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(yáng)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。《建筑樁基技術(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）.