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靜力壓樁的設(shè)計及施工探討工學論文
摘要：本文闡述靜力壓樁的優(yōu)點，對靜力壓樁的設(shè)計及施工進行探討，提出靜力壓樁存在的若干問題。
關(guān)鍵詞：靜力壓樁；標準貫入試驗錘擊數(shù)；樁距；終壓力
近年來，隨著預(yù)制樁的大力推廣和使用，一種新型的靜壓式預(yù)制樁（簡稱靜壓樁）以其無噪音、無振動，單樁承載力較高且易控制，施工簡易、效率高等特點得到廣泛應(yīng)用。在國家頒布的基礎(chǔ)設(shè)計或施工規(guī)范中，靜壓樁被納入預(yù)制樁類，但是，關(guān)于靜壓樁技術(shù)的規(guī)定大多是綱領(lǐng)性的，沒有作較深入的論述，可操作性仍較差，尤其是廣東省標準《建筑地基基礎(chǔ)施工及驗收規(guī)程》（DBJ15—201—91）中，并沒有提到靜壓樁這種施工技術(shù)，顯然規(guī)范的制訂已明顯滯后。在近幾年來的工程實踐中，靜壓樁作為一種新樁種，無論在設(shè)計及施工上都存在許多值得探討的問題。
1、 工程地質(zhì)條件對靜壓樁的影響
預(yù)制樁是一種擠土樁，地質(zhì)情況對成樁的影響很大，特別是靜壓樁穿透各層土質(zhì)的能力。在工程地質(zhì)勘察報告中，通常提供各層土質(zhì)的N63。5擊數(shù)，即標準貫入試驗錘擊數(shù)，靜壓樁穿透各土層的能力一般可以對照分析N63。5數(shù)值及樁機的最大壓樁力來做一般判斷。大量工程實踐證明，靜壓樁尤其適用于一般粘性土、粉土、砂土、淤泥或淤泥質(zhì)土，但對于地下軟層深厚或者堅固的薄夾層（如密實砂層、強風化、礫砂卵石層等）的地質(zhì)則不適用。在工程中，經(jīng)常碰到有關(guān)靜壓樁能否穿透砂層的問題，目前掌握到的規(guī)律大致是：靜壓樁一般可穿越中密以下砂層，對于密實砂層，當厚度不大（通常是小于1。00米）時，也可以穿越。另外，施工機械的最大壓樁力對靜力壓樁穿越砂層的能力也有很大關(guān)系，最大壓樁力小于2400KN的靜力壓樁機，其穿越砂隔層的能力較為有限，對于砂層較厚的，現(xiàn)在較為常用的是采用引孔壓入法，通過引孔，然后采用壓樁力較大的靜壓樁機，可把樁壓穿5—6M的中密至密實砂層，如我市已經(jīng)建成的金麗花園，在5—6M深的土層下面有一層5—6M厚的砂層，就是用最大壓樁力為3200KN的樁機把預(yù)制壓穿這一砂層，還有我市現(xiàn)在正在新建的圖書館樁基工程，也是采用引孔壓入法，用壓樁力為4000KM的靜壓樁機進行施工，穿越7M的密實砂層。因此，使用預(yù)制樁時必須充分考慮場地有關(guān)的工程地質(zhì)條件及樁機的機型。
2、樁端進入持力層的深度控制
預(yù)制樁作為摩擦樁或端承樁時，樁端進入持力層的深度應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范要求，才能保證樁的設(shè)計承載力。
多年來國內(nèi)外對樁的承載力作了大量研究，也提出過不少破壞模式。值得一提的是，馬耶霍夫提出的樁基破壞模式中說到：樁在土層中特別是樁底以上6—10D和樁底2—4D（D為樁徑）范圍內(nèi)，當樁破壞時，土的剪切面經(jīng)過這部位的土層。所以這部分土層的性質(zhì)對樁的承載力十分重要，大量實踐證明，樁底上這一段土層對樁實際起著嵌固作用，對樁的側(cè)摩阻力影響很大，而樁底這段土層則直接影響樁的端承力，因而設(shè)計選擇持力層時，應(yīng)注意考慮持力層之上是否有較密實或堅硬的過渡土層。若預(yù)制樁是通過軟弱土層后直接到達堅硬的土層，因為軟弱土層對樁的側(cè)摩阻力（即嵌固力）很小，故必須加深樁端進入持力層的深度。保證樁的承載力達到設(shè)計要求。
3、樁距的確定
預(yù)制樁是擠土樁，無論采用打入式或壓入式，它都需要將原來土層擠開，才能把樁壓入或打入，這樣，原來的土層除部分被壓縮外，相當一部分（特別是飽和水的土層）不能被壓縮，這部分就會向地質(zhì)條件較弱的方向擠壓甚至引起向上隆起，在這種情況下，先壓入的樁可能會被后壓入的樁所影響而被抬起，從而形成“吊腳樁”。所以規(guī)范從設(shè)計上規(guī)定擠土樁的樁數(shù)較多時，樁的最小中心距不能少于3。5d。而穿越飽和軟土時更應(yīng)該是4。0d。因此設(shè)計選好樁型后，應(yīng)首先確定樁距，然后再按上層建筑傳下來的荷載進行配樁，避免把樁布得過密給施工帶來較大的困難，甚至導致樁基出現(xiàn)質(zhì)量問題。
4、靜壓樁的終壓力（Q）取得
靜壓樁的終壓力，既是靜壓樁施工時確定停壓的標準，也是終壓樁時的阻力。它主要由樁端的抗沖剪阻力與樁側(cè)土的動摩阻力組成，但不等于靜壓的極限承載力，結(jié)合各地區(qū)經(jīng)驗，它與靜壓樁的承載力標準（RK）存在一定的比例，關(guān)系大致如下：
�。�1）、對于摩擦樁，一般以樁底標高為主要控制標準時，Q=（1—1。3）RK。
�。�2）、對于端承樁Q=（2。5—3）RK。
（3）樁長小于20M的摩擦兼端承樁Q=（2—2。5）RK。以摩擦為主取低值，以端承為主取高值。
（4）樁長大于20M時：Q=（1。5—2）RK。以摩擦為主取低值，以端承為主取高值。
目前，由于國家和地方還沒有制定關(guān)于靜壓樁終壓的控沉標準、不同樁長、不同樁側(cè)與樁端土質(zhì)情況靜壓樁的控制標準，所以在確定終壓值時，結(jié)合有關(guān)施工經(jīng)驗是非常必要的，并不是終壓值越大越好。對于長徑比較大的樁來說，若終壓力取值過高，由于樁周土尚未重新固結(jié)，樁側(cè)土的約束力很小，樁頂施壓過大對樁身質(zhì)量和樁的接頭等均有害無利，也是沒有必要的。本地的做法通常是邀請勘察、設(shè)計、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)等有關(guān)部門，通過現(xiàn)場試樁確定具體的終壓標準和控沉標準。
5、靜壓樁的接樁工藝
建筑樁基技術(shù)規(guī)范表明：“樁的連接方法有焊接法、法蘭連接和硫磺膠泥錨接三種”。
現(xiàn)在，我國各地具體要求及做法不盡相同，如上海無論是錘擊沉樁或靜力壓樁、樁身接頭一律采用焊接法。而在一些地方，絕大部分靜力壓樁均采用硫磺膠泥接頭。但是對抗震設(shè)防烈度高，樁的長徑比較大，接頭一般2個以上，硫磺膠泥的接頭施工質(zhì)量是否可靠，一直存在很大的意見分歧。從施工現(xiàn)場接樁工藝來看，采用硫磺膠泥的接頭方法，施工快捷，操作容易，但是對接頭較多的長樁，從抗震設(shè)防角度來看，接頭質(zhì)量是一個重要環(huán)節(jié)。針對這一情況，我市統(tǒng)一規(guī)定采用焊接法接頭。
6、靜壓樁的施工質(zhì)量問題
靜壓樁的施工質(zhì)量問題，有些在施工過程中就可表現(xiàn)出來，有些在樁基檢測和承臺開挖后才能表現(xiàn)出來。施工過程中表現(xiàn)出的主要有：樁身（頭）開裂或破碎，樁位偏移，沉樁深度不夠等。完工以后才表現(xiàn)出的主要有：樁頂偏位超出規(guī)范要求，樁身缺陷或接頭松脫，靜載或小應(yīng)變試驗不合格等，這些問題有很多是在施工環(huán)節(jié)上造成的。因此施工時必須做好下列幾個方面：
�。�1）測量放線必須準確、保證樁位不偏移。
（2）樁機的配重數(shù)量應(yīng)保證足夠，才能確保樁端達到設(shè)計要求達到的持力層。
（3）樁身強度在使用前應(yīng)進行檢查，發(fā)現(xiàn)外觀不合格（彎曲、凹凸不平，嚴重崩角，有裂縫等）的樁，堅決不用；對外觀質(zhì)量合格的樁，尚需進行回彈抽查。
�。�4）壓樁前應(yīng)確保樁的垂直度和樁身接頭的焊接質(zhì)量，要保證滿焊并間歇8分鐘進行冷卻后方可開始壓樁作業(yè)，上下樁中心必須對正，保證樁不會因偏心受壓而出現(xiàn)折樁現(xiàn)象。
�。�5）靜壓樁施工順序應(yīng)合理安排，由于沉樁時使樁四周的土體結(jié)構(gòu)受到擾動，改變了土體的應(yīng)力狀態(tài)，產(chǎn)生擠土效應(yīng)；施工時，可根據(jù)場地條件和四周環(huán)境確定施工路線，一般采用先深后淺，自中間向兩邊對稱前進，或自中間向四周進行，盡量減少樁的擠土效應(yīng)可能產(chǎn)生的不良影響。
總之，靜力壓樁作為一種新樁種，因其自身固有的優(yōu)勢而在幾年都得到了快速發(fā)展，但無論是設(shè)計理論、施工技術(shù)還是工程應(yīng)用，都還有不少問題需要探討研究，例如樁基礎(chǔ)施工時終壓力值控制標準和最終復(fù)壓時樁身下沉標準，樁身接頭及接頭抗震構(gòu)造等等，都需要通過大量的工程實踐和深入的理論研究加以分析和解決問題。在今后的工作中本人將與業(yè)內(nèi)同行一道不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗，以求進一步提高靜力壓樁法技術(shù)的應(yīng)用水平。
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