1問題的提出
樁基幾乎可應(yīng)用于各種工程地質(zhì)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(yōu)點(diǎn)，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(shè)計(jì)施工中難以操作的指標(biāo)，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(shí)踐來對(duì)此進(jìn)行探討。
一般認(rèn)為，樁的貫入度與其極限承載力有直接的關(guān)系。貫入度通常依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)力公式結(jié)合當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn)確定。但灌注樁沉管的貫入度與樁承載力的關(guān)系是否可以用簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式確定，或者簡(jiǎn)單地套用當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn)，以及貫入度是否為一項(xiàng)控制性的設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)于這些問題，筆者認(rèn)為有必要作進(jìn)一步的探討。
《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94－94)在灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中沒有貫入度設(shè)計(jì)的規(guī)定，僅提出灌注樁的貫入度"必須準(zhǔn)確測(cè)量"，嚴(yán)格控制?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ7－89)也沒有引入灌注樁貫入度設(shè)計(jì)概念。顯然，貫入度作為灌注樁設(shè)計(jì)指標(biāo)并由設(shè)計(jì)人員提出缺乏規(guī)范依據(jù)。
目前，采用灌注樁的一般是九層以下的二級(jí)建筑物。由于國家規(guī)范對(duì)二級(jí)建筑物沒有規(guī)定要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定單樁承載力，而是"應(yīng)根據(jù)靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)等估算，并參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，綜合確定"，因此這類建筑很少在設(shè)計(jì)施工前進(jìn)行樁的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)力公式結(jié)合當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn)確定貫入度。在施工時(shí)，對(duì)于以摩擦為主的摩擦樁，大多數(shù)情況下沉管達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的貫入度，這時(shí)通常采用四個(gè)方法解決：(1)加深樁長(zhǎng)；(2)復(fù)打樁；(3)擴(kuò)大樁徑；(4)加樁。每種方法(有時(shí)二種、三種方法同時(shí)采用)都會(huì)增大工程量，增加成本。而這些做法都屬慣例，似乎沒有人會(huì)懷疑貫入度要求本身的合理性。當(dāng)工程驗(yàn)收時(shí)，單樁承載力檢驗(yàn)合格，證明設(shè)定的貫入度"沒有問題"，又可以作為經(jīng)驗(yàn)被采用。因此，如何把握貫入度，對(duì)于工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性都有較大的意義。
2單樁豎向承載力的計(jì)算
2.1荷載傳遞機(jī)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(dāng)荷載分級(jí)逐步加到樁頂時(shí)，樁身上部受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)于土的向下位移，與此同時(shí)，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(jìn)一步發(fā)揮出來。當(dāng)樁周摩阻力全部發(fā)揮達(dá)到極限狀態(tài)后，若繼續(xù)增加荷載，則荷載量將全部由樁端土承擔(dān)。樁的這種傳遞理論，是符合靜壓試樁實(shí)際的，且已為許多樁的荷載試驗(yàn)所證實(shí)。
2.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值
單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：
Ｒｋ＝ｕ∑ｑsikｌi＋ｑpkＡｐ（１）
式中 Ｒｋ--單樁的豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值；
ｑｐｋ--極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；
Ａｐ--樁身橫截面面積；
ｕ--樁身周邊長(zhǎng)度；
ｑsik--樁側(cè)第i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；
ｌｉ--按土層劃分的各段樁長(zhǎng)。
貫入度的設(shè)計(jì)一般依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)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(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)功能原理和實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出來的，適用對(duì)象為預(yù)制樁(包括鋼管樁)；而灌注樁與預(yù)制樁在施工方法上有很大區(qū)別，如果套用上述經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)灌注樁的貫入度，顯然是不恰當(dāng)?shù)?。在工程?shí)踐上，這種方法往往偏于安全，結(jié)果是使工程成本增加。
樁基幾乎可應(yīng)用于各種工程地質(zhì)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(yōu)點(diǎn)，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(shè)計(jì)施工中難以操作的指標(biāo)，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(shí)踐來對(duì)此進(jìn)行探討。
一般認(rèn)為，樁的貫入度與其極限承載力有直接的關(guān)系。貫入度通常依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)力公式結(jié)合當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn)確定。但灌注樁沉管的貫入度與樁承載力的關(guān)系是否可以用簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)公式確定，或者簡(jiǎn)單地套用當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn)，以及貫入度是否為一項(xiàng)控制性的設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)于這些問題，筆者認(rèn)為有必要作進(jìn)一步的探討。
《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ94－94)在灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中沒有貫入度設(shè)計(jì)的規(guī)定，僅提出灌注樁的貫入度"必須準(zhǔn)確測(cè)量"，嚴(yán)格控制?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ7－89)也沒有引入灌注樁貫入度設(shè)計(jì)概念。顯然，貫入度作為灌注樁設(shè)計(jì)指標(biāo)并由設(shè)計(jì)人員提出缺乏規(guī)范依據(jù)。
目前，采用灌注樁的一般是九層以下的二級(jí)建筑物。由于國家規(guī)范對(duì)二級(jí)建筑物沒有規(guī)定要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定單樁承載力，而是"應(yīng)根據(jù)靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)等估算，并參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，綜合確定"，因此這類建筑很少在設(shè)計(jì)施工前進(jìn)行樁的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)人員依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)力公式結(jié)合當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn)確定貫入度。在施工時(shí)，對(duì)于以摩擦為主的摩擦樁，大多數(shù)情況下沉管達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的貫入度，這時(shí)通常采用四個(gè)方法解決：(1)加深樁長(zhǎng)；(2)復(fù)打樁；(3)擴(kuò)大樁徑；(4)加樁。每種方法(有時(shí)二種、三種方法同時(shí)采用)都會(huì)增大工程量，增加成本。而這些做法都屬慣例，似乎沒有人會(huì)懷疑貫入度要求本身的合理性。當(dāng)工程驗(yàn)收時(shí)，單樁承載力檢驗(yàn)合格，證明設(shè)定的貫入度"沒有問題"，又可以作為經(jīng)驗(yàn)被采用。因此，如何把握貫入度，對(duì)于工程的安全性、經(jīng)濟(jì)性都有較大的意義。
2單樁豎向承載力的計(jì)算
2.1荷載傳遞機(jī)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(dāng)荷載分級(jí)逐步加到樁頂時(shí)，樁身上部受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)于土的向下位移，與此同時(shí)，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(jìn)一步發(fā)揮出來。當(dāng)樁周摩阻力全部發(fā)揮達(dá)到極限狀態(tài)后，若繼續(xù)增加荷載，則荷載量將全部由樁端土承擔(dān)。樁的這種傳遞理論，是符合靜壓試樁實(shí)際的，且已為許多樁的荷載試驗(yàn)所證實(shí)。
2.2單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值
單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：
Ｒｋ＝ｕ∑ｑsikｌi＋ｑpkＡｐ（１）
式中 Ｒｋ--單樁的豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值；
ｑｐｋ--極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；
Ａｐ--樁身橫截面面積；
ｕ--樁身周邊長(zhǎng)度；
ｑsik--樁側(cè)第i 層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；
ｌｉ--按土層劃分的各段樁長(zhǎng)。
貫入度的設(shè)計(jì)一般依據(jù)現(xiàn)有的打樁動(dòng)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(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)功能原理和實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出來的，適用對(duì)象為預(yù)制樁(包括鋼管樁)；而灌注樁與預(yù)制樁在施工方法上有很大區(qū)別，如果套用上述經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)灌注樁的貫入度，顯然是不恰當(dāng)?shù)?。在工程?shí)踐上，這種方法往往偏于安全，結(jié)果是使工程成本增加。