静力触探试验在桩基设计与施工中的应用

王 美 云

(上海勘察设计研究院(集团)有限公司，上海 200093)

1 概述

桩基在建筑工程中起着举足轻重的作用，在桩基方案设计中，桩长和单桩承载力的确定方法十分重要，它对整个基础工程的投资有着十分重要的影响。确定单桩承载力的方法有很多种，比如各种理论计算方法和原位检测方法。

在目前的勘察和设计工作当中，由于相关人员往往对土性缺乏足够的了解，因此在进行桩基方案设计时，采用的设计方案多偏于保守。需要特别指出的是并非桩打得越长、越多就越好，在很多情况下长桩的单桩承载力反而比短桩小，特别是对于预制桩，如果桩长设计得过长会造成沉桩困难，大量的桩无法沉到设计标高，而且由于沉桩阻力较大会对桩身结构强度产生影响，这样不但耽误了工期，对工程质量控制也不利。因此如何既能确保工程质量，又能充分的发挥地基土以及桩身材料的强度就成为一个重要的研究内容。

另外，如果选用静压法沉桩，如何选用合适吨位的压桩机也十分重要，如果配重过大造成浪费，配重偏小则无法正常沉桩，采用静力触探试验数据可对沉桩动阻力进行估算，对工程有很好的指导意义。

2 单桩竖向承载力确定方法

在常规的桩基设计过程当中，通常是由设计单位根据岩土工程勘察报告提供的参数进行桩基方案的设计，提出单桩竖向承载力值，然后通过静载荷试验对其所提出的承载力进行检验即可。但是对于地下空间的问题往往存在很多未知或者不确定性，因此对于同样的地层，不同的勘察单位和不同的项目负责人提供的桩基设计参数也会各不相同，有时甚至会差异较大。

采用静力触探试验资料确定单桩竖向承载力的方法已经被全国以及各地区的勘察规范、地基基础规范和桩基规范所采用，根据该法计算的单桩竖向承载力值与实测结果也比较吻合，经大量的工程检验表明该方法是十分有效的，根据静力触探资料估算单桩竖向承载力设计值Rd的计算公式[1]为：

其中，Rd为单桩竖向承载力设计值,kN；Up为桩周长,m；li为第i层土的厚度,m；fsi为第i层土的桩侧阻力,kPa；αb为桩端阻力休止系数；γs为桩侧摩阻力分项系数；γp为桩端阻力分项系数；Ap为桩全断面面积,m2；psb为桩端附近比贯入阻力平均值,kPa。

其中对于粘性土：

当ps≤1 000 kPa时，fs=ps/20 kPa；

当ps>1 000 kPa时，fs=0.025ps+25 kPa。

对于粉性土及砂土：fs=ps/50 kPa。

表1列举了部分工程根据静力触探试验资料估算的单桩竖向承载力与实测数据的对照，从中可见该法是相当有效的。

表1 静探方法估算承载力与实测比较

3 沉桩动阻力估算方法

同样，沉桩动阻力也是可以采用静力触探资料进行估算的，具体计算沉桩动阻力的公式如下[2]：

Rr=Up∑α·fsrili+β·psbAp。

其中，Rr为沉桩动阻力,kN；α为侧阻力深度修正系数，对砂性土α=0.5+zavr/100，若α>1，取α=1，对粘性土α=1；zavr为第i层埋深平均值,m；fsri为第i层土的桩侧阻力,kPa。

其中,Sti为第i层土灵敏度，根据经验取用；β为端阻力深度修正系数，β=0.5+z/100，若β>1，取β=1；z为桩端所在深度，m。

4 工程实例

某拟建公寓楼工程地质条件属于上海市区正常地层与古河道地层交界区域，其中A座(23层)处于古河道地层当中，D座(29层)处于正常地层当中，浅层土分布情况如表2所示，典型静力触探曲线分别如图1,图2所示。

表2 浅层土分布情况一览表

在桩基设计过程中分别根据岩土工程勘察报告提供的参数和利用静力触探资料两种方法对单桩承载力进行估算，估算结果及试桩结果如表3，表4所示；沉桩动阻力的估算结果与实测结果对照如表5，表6所示，可见估算的效果是相当令人满意的。

表3 单桩竖向承载力估算值一览表

表4 试桩结果一览表

表5 沉桩动阻力估算值

表6 沉桩动阻力实测值

根据以上工程实例分析可见，采用静力触探方法进行单桩竖向承载力值及动阻力值的方法是十分有效的，值得在实际工程当中大力推广，同时各地区应根据地区经验对该方法进行适当调整使之更加符合实际。

5 结语

1)采用静力触探方法确定单桩竖向承载力的方法经大量工程实践检验是可靠的，采用该方法确定的单桩竖向承载力可以充分发挥地基土的潜力；

2)采用静力触探方法估算沉桩动阻力也是十分有效的，它有助于施工单位选用合理吨位的压桩机；

3)在利用CPT资料估算单桩竖向承载力及沉桩动阻力时应结合地区工程经验，不能盲目使用。