静力法沉桩的压桩力与桩的极限承载力刘俊龙(福建省建筑设计研究院福州350001)摘要:通过两个工程及266根不同桩径、不同桩长,采用静力法沉桩的压桩力与极限承载力的对比分析,探讨静力法沉桩中,位于不同持力层中桩的终压力与极限承载力的关系及桩的恢复力与入土深度的关系,并提出估算沉桩阻力的近似方法,其结果将为静压桩设计及施工提供有益的参考。关键词:静力法沉桩压桩力极限承载力THEPILEDRIVINGPRESSUREANDTHEULTIMATEBEARINGCAPACITYOFPILEDRIVINGBYSTATICFORCELiuJunlong(FujianArchitecturalDesignandResearchInstituteFuzhou350001)Abstract:Basedontwoprojectsandtwohundredandsixtysixstaticpressedpileswithdifferentsectionanddifferentlength,therelationshipbetweenthefinaldrivingforceandtheultimatebearingcapacityofpileandthatbetweentherecoveringpressureandthedrivingdepthofpilearediscussed.Also,anapproximationtoestimatingthepiledrivingresistanceisputforward.Keywords:drivingpilebystaticforcepiledrivingpressureultimatebearingcapacity作者:刘俊龙男1968年4月生高级工程师收稿日期:2004-08-200前言静力法沉桩主要指在钢筋混凝土预制桩、PHC管桩、钢管桩等桩基施工中,采用中压式、箍压式、前压式等静力压桩工艺,将桩沉入到预定土层中。该法具有施工速度较快,振动小,噪音小,压桩费用较低,对周围环境影响较小的优点,在桩基工程中的使用量越来越大。在静压桩施工中,终止沉桩时的压桩力是重要的指标,设计单位也往往以压桩力大小作为终止沉桩的控制标准,有些尚要求沉桩的终压力不小于设计的极限承载力。这对大部分桩基是偏于安全的,但也有些桩安全度则可能不足。静压桩的终压力与桩的极限承载力关系如何,以下通过具体工程的实测数据,对其相关关系做进一步分析。1静压桩的压桩力与桩的极限承载力的区别压桩力是沉桩过程中使桩贯入土层所需的“动”压力,它包括桩端土动阻力及桩侧土的滑动摩阻力。沉桩过程中因桩周、桩端附近土体受到挤压、扰动而产生较高的超孔隙水压力,发生软化(粘性土)或稠化(粉土、砂土),土体抗剪强度降低,桩侧土体的摩阻力较静阻力大大降低,从而有利于桩的连续贯入。当土层强度较高时,沉桩阻力往往以桩端阻力为主。压桩力是一种“动”阻力,反应桩周、桩端土体对桩的动态支承能力。桩的极限承载力是在桩周、桩端土体中的超孔隙水压力消散,受扰动的重塑土重新固结,强度恢复后,在竖向荷载作用下,桩不发生稳定失稳或桩顶沉降量不超过某一数值所对应的承载力,是反应土体对桩支承能力的“静止”阻力。文献[1]表明,软土或粘性土中,在沉桩过程中桩侧土阻力降低,桩端阻力也降低,一般为静止阻力的013～110倍,但当粘性土中有砂夹层(或在砂砾石层中),沉桩时与处于纯粘性土中的桩相比将会显著增大桩端阻力,其增大值可达50%～100%,因此,压桩力与桩的极限承载力概念不同,性质不同,数值大小也不同,两者不可进行简单等同。静压桩沉桩阻力主要由桩侧动摩阻力及桩端动阻力构成,总体上可将静力法计算桩承载力的理论公式进行修正后得到,由式(1)估算。P=βUΣliqsik+αqpkAP(1)式中P———压桩力,kN;46IndustrialConstructionVol135,No12,2005工业建筑2005年第35卷第2期U———桩身截面周长,m;li———桩穿越第i层土的厚度,m;AP———桩端截面积,m2;qsik———桩侧第i层土的极限侧阻力,kPa;qpk———桩端土的极限端阻力,kPa;β———静压沉桩时的桩侧土摩阻力系数;α———静压沉桩时的桩端土端阻力系数。2工程实例分析标贯试验是岩土工程勘察中最常用方法之一,标贯击数N值的大小反应土体强度高低。桩侧摩阻力、桩端阻力大小随标贯击数增大呈非线性增长,并具有较好的对应关系,文献[2]通过大量的统计分析,得出用标贯击数估算预制桩单桩极限承载力的经验公式如下:Quk=UΣliqsik+qpkAP(2)式中Quk———桩的极限承载力,kN;qsik———第i个标贯点标贯击数估算的桩侧土极限侧阻力,kPa;qpk———用标贯击数估算的极限端阻力,kPa。qsik、qpk按式(3)～式(6)计算:砂土qsik=140thNsi30+0107(3)qpk=12000thNp25-0105(4)粘性土qsik=130thNsi24+0105(5)qpk=8000thNp25-011(...
