浅谈静力触探法估算单桩承载力的局限性

李峰　刘盖

摘要：笔者参与起草《软土地区岩土工程勘察规程》（JGJ83-2011），对江苏苏南地区长江漫滩地貌单元内地质勘察、桩基施工积累多年工作经验与心得，本文结合扬州两类似场地地层，通过采用经验参数法、原位测试法估算单桩承载力与静载荷试验结果进行对比，再次印证特殊地层条件下，采用《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）采用中静力触探Ps值估算单桩承载力有其局限性。

关键词：静力触探法；估算单桩承载力；局限性

1、引言

静力触探是一种拟静态的贯入试验，能较好地模拟静压桩的受力作用，静力触探和静力压桩在端头的贯入扩张方面有着明显的一致性。沉桩使得桩端又压又扩，静力触探端阻也有类似关系。通过静力触探资料估算单桩竖向极限承载力的方法已经较为成熟，《建筑桩基基础规范（JGJ94-2008）公式533：Quk=Qsk+Qpk=uΣqsik li+αpskAp一直沿用至今。

一般情况下，静力触探估算结果与静载荷试验实测值相比相差不大。对于初步设计阶段以及桩基设计等级为乙、丙级桩基，通过静力触探估算方法设计桩长、桩径，既能充分发挥桩基本身材料性能，又能充分利用地层阻力潜力。

笔者对江苏苏南地区长江漫滩地貌单元内工程勘察、桩基施工积累多年工作经验与心得，在此强调《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）533条即上述计算公式使用有一定局限性。《软土地区岩土工程勘察规程》（JGJ83-2011）附录E对静力触探估算静压桩单桩竖向承载力经验公式的局限性进行说明，摘录如下：“对于比贯入阻力值2500 kPa ～6500kPa的浅层粉性土及稍密的砂性土，计算桩端阻力和桩周侧阻力时应结合经验，考虑数值可能偏大的因素。……”。

2、工程实例

若采用预制桩，设计单位通常采用原位测试法与经验参数法两种计算结果中较大的值，作为静载试桩加载量的参考值，前者比后者一般高出30%-50%。而在苏南地区，长江漫滩地貌地貌单元内浅部分布密实度相对较差的粉土或砂性土，在此地层中按照规范采用静力触探估算单桩承载力标准值与压桩力吻合，但静载荷试验检测单桩承载力明显偏低，与经验参数法估算结果相当。

2.1工程概况

扬州市A项目场地位于邗江区，靠近江阳中路，西侧靠近鸿大路，场地地基土桩基参数（经验参数法）以及静力触探试验指标见表1。

扬州市B项目场地位于广陵区，位于开发东路与京杭路交汇处，滨河路东测。场地地基土桩基参数（经验参数法）以及静力触探试验指标见表2。

2.2估算单桩承载力以及静载荷试验

A项目：试桩采用500*500预应力方桩，设计桩长270m，桩端岩土层为2-4层粉细砂，估算结果与实际压桩力见表3。

静载荷试验检测情况：

（1）S1#试验进行至6400KN时，桩顶本级下沉量为673mm，累计下沉量为3015mm；卸载至零时的残余沉降为1115mm，回弹率为6302%。

（2）S2#试验进行至6400KN时，桩顶本级下沉量为527mm，累计下沉量为1688mm；卸载至零时的残余沉降为861mm，回弹率为4899%。

（3）S3#试验进行至6400KN时，桩顶本级下沉量为527mm，累计下沉量为1988mm；卸载至零时的残余沉降为1145mm，回弹率为4240%。

B项目：

试桩先采用桩径400mm预应力管桩，设计桩长220m，桩端持力层为2-4层粉砂夹粉土。经验参数法估算单桩承载力为1850KN，静力触探估算单桩承载力为3072KN，压桩力为2800 KN，静载荷试验结果为1880KN。不能满足设计要求。

设计再次试桩，采用桩径500mm预应力管桩，设计桩长440m，桩端岩土层为2-9层粉砂，静载荷试验检测情况：

（1）7#—S1#实测最大荷载4000KN，累计下沉量为4416mm，回弹率394%。实测单桩竖向抗压极限承载力3800 KN。

（2）11#—S1#实测最大荷载4000KN，累计下沉量为2670mm，回弹率733%。实测单桩竖向抗压极限承载力4000KN。

（3）16#—S1#实测最大荷载3800KN，累计下沉量为4403mm，回弹率533%。实测单桩竖向抗压极限承载力3600KN。

对场地内对于比贯入阻力值2500 kPa ～6500kPa的浅层粉性土及稍密的砂性土按照经验参数取值，估算结果见表4。

2.3结果分析

（1）目前静力触探参数值采用自动记录曲线，目前勘察行业采用勘察分析软件如华宁、理正等，对单孔各层ps值采用算术平均值。其取值对均质土，影响不大，但对非均质土如：砂性土、交互层，其ps值结果偏大，宜分小层按等积原理进行取值。对于采用静力触探估算单桩承载力对于端阻取值影响较大。

（2）相较于A地块，B地块土质均匀性差，交互层土或者砂性土中夹粉质粘土薄层等侧阻很难按规范取值发挥。《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）表533-4的折减系数亦可说明佐证此观点。

（3）一般情况下静载荷试验结果与静力触探估算单桩承载力相近，如A地块，其值比静力触探估算单桩承载力高117～128；对于比贯入阻力值2500 kPa ～6500kPa的浅层粉性土及稍密的砂性土，静载荷试验结果与经验参数法估算结果相近。

（4）A地块与B地块，压桩力与静力触探估算结果有相关性。A地块压桩力比静力触探估算结果低15～21%，B地块压桩力比静力触探估算结果低178～234%。

3、结论

（1）对于单孔静力触探取值宜按等积原理进行取值，虑剔除异常数据影响。对于静力触探估算单桩承载力，静力触探指标ps值宜取多孔最小平均值。

（2）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）533条原位测试估算单桩承载力有一定局限性，对于60米以下分布有比贯入阻力值2500 kPa ～6500kPa的浅层粉性土及稍密的砂性土，用静力触探估算单桩承载力明显偏高；类似地层，推荐采用经验参数法估算。

（3）静力触探法估算单桩承载力结果与压桩力相近，实际承载力需根据地层结构而定。

参考文獻：

[1]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）.

[2]《软土地区岩土工程勘察规程》（JGJ83-2011）.

[3]《静力触探技术标准》（CECS 04：88）.

[4]《工程地质手册》（第四版）.