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《軟土地區巖土工程勘察規程》（JGJ83-2011），對江蘇蘇南地區長江漫灘地貌單元內地質勘察、樁基施工積累多年工作經驗與心得，本文結合揚州兩類似場地地層，通過采用經驗參數法、原位測試法估算單樁承載力與靜載荷試驗結果進行對比，再次印證特殊地層條件下，采用《建筑樁基技術規范》（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張方面有著明顯的一致性。沉樁使得樁端又壓又擴，靜力觸探端阻也有類似關系。通過靜力觸探資料估算單樁豎向極限承載力的方法已經較為成熟，《建筑樁基基礎規范（JGJ94-2008）公式533：Quk=Qsk+Qpk=uΣqsik li+αpskAp一直沿用至今。

一般情況下，靜力觸探估算結果與靜載荷試驗實測值相比相差不大。對于初步設計階段以及樁基設計等級為乙、丙級樁基，通過靜力觸探估算方法設計樁長、樁徑，既能充分發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長江漫灘地貌單元內工程勘察、樁基施工積累多年工作經驗與心得，在此強調《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）533條即上述計算公式使用有一定局限性。《軟土地區巖土工程勘察規程》（JGJ83-2011）附錄E對靜力觸探估算靜壓樁單樁豎向承載力經驗公式的局限性進行說明，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阻力時應結合經驗，考慮數值可能偏大的因素?！?。

2、工程實例

若采用預制樁，設計單位通常采用原位測試法與經驗參數法兩種計算結果中較大的值，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，長江漫灘地貌地貌單元內淺部分布密實度相對較差的粉土或砂性土，在此地層中按照規范采用靜力觸探估算單樁承載力標準值與壓樁力吻合，但靜載荷試驗檢測單樁承載力明顯偏低，與經驗參數法估算結果相當。

2.1工程概況

揚州市A項目場地位于邗江區，靠近江陽中路，西側靠近鴻大路，場地地基土樁基參數（經驗參數法）以及靜力觸探試驗指標見表1。

揚州市B項目場地位于廣陵區，位于開發東路與京杭路交匯處，濱河路東測。場地地基土樁基參數（經驗參數法）以及靜力觸探試驗指標見表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預應力方樁，設計樁長270m，樁端巖土層為2-4層粉細砂，估算結果與實際壓樁力見表3。

靜載荷試驗檢測情況：

（1）S1#試驗進行至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預應力管樁，設計樁長220m，樁端持力層為2-4層粉砂夾粉土。經驗參數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，靜載荷試驗結果為1880KN。不能滿足設計要求。

設計再次試樁，采用樁徑500mm預應力管樁，設計樁長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驗參數取值，估算結果見表4。

2.3結果分析

（1）目前靜力觸探參數值采用自動記錄曲線，目前勘察行業采用勘察分析軟件如華寧、理正等，對單孔各層ps值采用算術平均值。其取值對均質土，影響不大，但對非均質土如：砂性土、交互層，其ps值結果偏大，宜分小層按等積原理進行取值。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地塊土質均勻性差，交互層土或者砂性土中夾粉質粘土薄層等側阻很難按規范取值發揮?！督ㄖ痘夹g規范》（JGJ94-2008）表533-4的折減系數亦可說明佐證此觀點。

（3）一般情況下靜載荷試驗結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，靜載荷試驗結果與經驗參數法估算結果相近。

（4）A地塊與B地塊，壓樁力與靜力觸探估算結果有相關性。A地塊壓樁力比靜力觸探估算結果低15～21%，B地塊壓樁力比靜力觸探估算結果低178～234%。

3、結論

（1）對于單孔靜力觸探取值宜按等積原理進行取值，慮剔除異常數據影響。對于靜力觸探估算單樁承載力，靜力觸探指標ps值宜取多孔最小平均值。

（2）《建筑樁基技術規范》（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，推薦采用經驗參數法估算。

（3）靜力觸探法估算單樁承載力結果與壓樁力相近，實際承載力需根據地層結構而定。

參考文獻：

[1]《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）.

[2]《軟土地區巖土工程勘察規程》（JGJ83-2011）.

[3]《靜力觸探技術標準》（CECS 04：88）.

[4]《工程地質手冊》（第四版）.