關(guān)于摩擦樁摩阻力計算在實際施工中的應(yīng)用

1、關(guān)于靜壓預(yù)制管樁的摩阻力計算在實際施工中的應(yīng)用摘要：通過對預(yù)制管樁的市場發(fā)展前景、優(yōu)點及成樁機(jī)理的闡述分析，并結(jié)合實例計算驗證，分析靜壓預(yù)制管樁的摩阻力計算在實際施工中的應(yīng)用，對樁基工程施工管理的重要意義。關(guān)鍵詞：靜壓、預(yù)制管樁、摩阻力、計算隨著中國建筑市場的發(fā)展，樁基工程在工程項目建設(shè)中占據(jù)重要位置。樁基工程涉及到兩大主要方面：1、造價高。民用建筑高層住宅項目樁基工程造價占項目總造價約4%-10%；2、安全性要求非常高。萬丈高樓平地起靠的就是堅實的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)不好，上部結(jié)構(gòu)可能發(fā)生結(jié)構(gòu)性沉降，更嚴(yán)重的會發(fā)生主體坍塌。樁基工程中對以上兩方面的控制主要集中在單樁承載力上，建設(shè)項目總體規(guī)劃設(shè)計完成，

2、承載力基本不會發(fā)生大的變化。因此實際施工中對單樁承載力的計算就顯得尤為重要。近幾年，隨著管樁生產(chǎn)企業(yè)的不斷涌現(xiàn)，管樁產(chǎn)量大幅提高，價格也隨之下降，并且國內(nèi)建筑市場正大力推廣工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化及綠色建筑施工，促使靜壓管樁在工業(yè)及民用建筑中得到廣泛應(yīng)用。靜壓預(yù)制管樁有以下優(yōu)點：工廠化生產(chǎn)，生產(chǎn)速度快，質(zhì)量便于控制；采用靜壓樁機(jī)進(jìn)行施工，無噪聲污染，并且對施工場地污染較小，可以環(huán)保作業(yè)，適合對綠色巖土工程的要求；施工過程快捷；與鉆孔灌注樁相比，成本較低。因此靜壓預(yù)制管樁在樁基施工應(yīng)用越來越多，在工程項目中所占的比例也越來越大。施工方法采用靜壓抱壓式沉樁，通過靜力壓樁機(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)以壓樁機(jī)自重和機(jī)架上的配重

3、提供反力而將樁壓入土中的沉樁工藝。沉樁施工時，樁尖“刺入”土體中時原狀土的初應(yīng)力狀態(tài)受到破壞，造成樁尖下土體的壓縮變形，土體對樁尖產(chǎn)生相應(yīng)阻力，隨著樁貫入壓力的增大，當(dāng)樁尖處土體所受應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度時，土體發(fā)生急劇變形而達(dá)到極限破壞，土體產(chǎn)生塑性流動（粘性土）或擠密側(cè)移和下拖（砂土），在地表處，粘性土體會向上隆起，砂性土則會被拖帶下沉。在地面深處由于上覆土層的壓力,土體主要向樁周水平方向擠開，使貼近樁周處土體結(jié)構(gòu)完全破壞。由于較大的輻射向壓力的作用也使鄰近樁周處土體受到較大擾動影響，此時，樁身必然會受到土體所引起的樁周摩阻力和樁尖阻力的抵抗，當(dāng)樁頂?shù)撵o壓力大于沉樁時的這些抵抗阻力，樁將繼續(xù)“

4、刺入”下沉。反之，則停止下沉。壓樁時，地基土體受到強(qiáng)烈擾動，樁周土體的實際抗剪強(qiáng)度與地基土體的靜態(tài)抗剪強(qiáng)度有很大差異。隨著樁的沉入，樁與樁周土體之間將出現(xiàn)相對剪切位移，由于土體的抗剪強(qiáng)度和樁土之間的粘著力作用，土體對樁周表面產(chǎn)生摩阻力。當(dāng)樁周土質(zhì)較硬時，剪切面發(fā)生在樁與土的接觸面上；當(dāng)樁周土體較軟時，剪切面一般發(fā)生在鄰近于樁表面處的土體內(nèi)。靜壓管樁施工過程中一般采用油壓及樁長雙控。在壓樁過程中，管樁除了抵抗以上描述的樁周摩阻力及樁尖阻力外，還有壓樁機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的動摩阻力。在壓樁機(jī)構(gòu)加油壓的瞬間，可以將其視為給樁頂施加了一個動荷載。對于較短的管樁，短小的樁長導(dǎo)致樁側(cè)摩阻力相對較小，因此壓樁機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生

5、的動摩阻力對整個沉樁過程影響較大。為平衡瞬間加壓所產(chǎn)生的動荷載，就需要數(shù)值足夠大的樁身側(cè)摩阻力進(jìn)行力的平衡，而此時的摩阻力將大于理論計算的數(shù)值，因此最終力系的平衡導(dǎo)致壓樁的長度大于理論樁長。總而言之，壓樁機(jī)構(gòu)加油壓的瞬間使較短的管樁在平均油壓較小的情況下，進(jìn)入土層的長度大于理論長度。此類樁宜采用油壓值及樁長進(jìn)行壓樁的控制。對于較長的管樁，由于樁側(cè)摩阻力較大，因此壓樁機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的動摩阻力對整個沉樁過程影響較小。采用油壓值控制沉樁過程中，如果實際壓樁長度已經(jīng)達(dá)到或長于理論樁長，在這種情況下仍舊繼續(xù)壓樁將會產(chǎn)生爆樁、樁頂或樁身破裂、樁身位移等情況。因此此類樁宜采用規(guī)范推薦的公式計算樁摩阻力，只要結(jié)果

6、滿足“設(shè)計荷載特征值”，用樁長主控是合理、經(jīng)濟(jì)的。工程樁開始施工前的試樁檢測可以對此進(jìn)行驗證。本文采用武漢某廠房項目實例進(jìn)行驗證。摩擦樁摩阻力的計算原理是樁身范圍內(nèi)每層巖土側(cè)摩阻力及樁端處巖土端摩阻力的累加。下面以武漢某廠房項目預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)為例進(jìn)行摩阻力計算。見下圖中26-26工程地質(zhì)剖面圖，由上至下的順序此剖面中依次包含素填土、-1粘土、-2淤泥質(zhì)粘土、-1粘土、-2粘土夾粉土、-1粉質(zhì)粘土夾粉砂、-2粉砂粉質(zhì)粘土粉土互層、-3含礫細(xì)砂等土層。以C52勘探孔土層為例（為簡化計算不考慮空孔），按以下公式進(jìn)行計算：F=i=1nDqsia,iHi+R2qpa,n式中，F(xiàn)樁側(cè)及樁端摩阻力，單位KN

7、； Hi樁身范圍每層巖土厚度，單位m； qsia,i每層巖土側(cè)阻特征值，單位kpa； qpa,n樁端所在土層端阻特征值，單位kpa。側(cè)阻特征值及端阻特征值取值參照該項目地質(zhì)勘查報告中巖土測試參數(shù)及建議值表。1、由于計算素填土厚度太小，其摩阻力忽略不計，從-1粘土層開始計算。預(yù)應(yīng)力管樁樁徑D=400mm，26-26工程地質(zhì)剖面圖中-1粘土層厚度H1=23.13-19.33=3.8m，查巖土測試參數(shù)及建議值表qsia,1=30kpa。因此-1粘土層樁身側(cè)摩阻力F1=3.140.4303.8=143.184KN2、-2淤泥質(zhì)粘土層厚度H2=19.33-17.53=1.8m，qsia,2=12kpa。

8、因此-2淤泥質(zhì)粘土層樁身側(cè)摩阻力F2=3.140.4121.8=27.130 KN3、-1粘土層厚度H3=17.53-14.33=3.2m，qsia,3=33kpa。因此-1粘土層樁身側(cè)摩阻力F3=3.140.4333.2=132.634KN4、-2粘土夾粉土層厚度H4=14.33-7.93=6.4m，qsia,4=25kpa。因此-2粘土夾粉土層樁身側(cè)摩阻力F4=3.140.4256.4=200.960KN5、-1粉質(zhì)粘土夾粉砂層厚度H5=7.93-3.83=4.1m，qsia,5=22kpa。因此-1粉質(zhì)粘土夾粉砂層樁身側(cè)摩阻力F5=3.140.4224.1=113.291KN6、-2粉砂

9、、粉質(zhì)粘土、粉土互層厚度H6=3.83+19.35=23.18m，qsia,6=26kpa。因此-2粉砂、粉質(zhì)粘土、粉土互層樁身側(cè)摩阻力F6=3.140.42623.18=756.966KN7、樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計說明要求樁端進(jìn)入-3含礫細(xì)砂層深度1m，該土層厚度H7=22.07-19.35=2.72m，因此取H7=1m。查表qsia,7=36kpa。因此-3含礫細(xì)砂層樁身側(cè)摩阻力F7=3.140.4361=45.216KN8、-3含礫細(xì)砂層樁端特征值qpa,8=3000kpa，樁端摩阻力F8=3.140.223000=376.800KN因此按設(shè)計要求參照C52勘探孔的預(yù)應(yīng)力管樁摩阻力F=i=18Fi=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8=1796.181KN按樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計說明單樁豎向抗壓承載力特征值為1100KN，參照C52勘探孔的預(yù)應(yīng)力管樁摩阻力大于單樁豎向抗壓承載力特征值，計算的摩阻力符合設(shè)計要求值。通過以上預(yù)應(yīng)力管樁摩阻力計算實例，在實際施工中，可以通過勘探孔的各土層參數(shù)結(jié)合地質(zhì)勘查報告中巖土測試參數(shù)及建議值表計算出周邊工程樁的摩阻力，同設(shè)計單樁豎向抗壓承載力特征值進(jìn)行對比驗證設(shè)計的可行性。在特殊情況下（如遇有地障等無法達(dá)到設(shè)計樁長情況）可以通過實際樁長計算摩阻力，核對是否達(dá)到承載力特征值，作為進(jìn)行下一步處理的參考依據(jù)。反過來通