靜壓預制樁終壓力的監(jiān)理控制

靜壓預制樁終壓力的監(jiān)理控制靜壓預制樁以其其質量可靠、施施工速度快、無無噪聲、無污污染、綜合經經濟效益高等等優(yōu)點，已在在各地得到廣廣泛應用。盡盡管靜壓預制制樁在廈門地地區(qū)已應用了了一段時間，但但由于現行規(guī)規(guī)范對靜壓法法的論述較少少，往往造成成在施工中技技術人員缺乏乏理論驗算的的規(guī)范依據，憑憑經驗、憑感感覺的現象比比較普遍，特特別監(jiān)理人員員在審核《施施工方案》時時對試打樁確確定施工控制制指標、樁機機機械性能檢檢驗、終壓力力復核驗算等等幾方面把關關不嚴，使得得靜壓預制樁樁施工質量存存在諸多的不不確定因素。下下面結合以往往工作的心得得體會，對監(jiān)監(jiān)理單位如何何按照設計指指標對終壓力力進行控制談談幾點心得。一、利用試打樁樁靜荷載試驗驗指導施工目前試打樁一般般是由設計人人員、監(jiān)理人人員、施工管管理人員在現現場對試打過過程進行目測測觀察，根據據試打樁過程程所表現出的的現象判斷原原設計圖紙中中樁的承載力力指標是否可可行，以及提提出進入正式式施工后質量量控制指標，所所以這種方法法只能對成樁樁過程有一個個大致的了解解，無法定量量地判斷能否否滿足設計要要求，主觀性性比較強。總總結多個工程程中遇到的各各種各樣的情情況，筆者認認為對于一級級建筑物或水水文地質條件件復雜的地區(qū)區(qū)，應建議業(yè)業(yè)主對試打樁樁進行現場靜靜載荷試驗，由由此對照單樁樁設計承載力力值，作為必必要時對設計計指標進行調調整的依據，這這樣無疑是比比較慎重的作作法，同時可可以檢驗樁機機自重及電機機功率是否滿滿足施工要求求，并了解樁樁的穿透能力力以獲得壓入入控制值。許多工程的靜載載試驗值遠高高于設計計算算出來的單樁樁承載力極限限值，有關單單位（特別是是業(yè)主）人員員往往認為設設計指標偏保保守，施工單單位也因此在在施工中掉以以輕心，認為為不必精心組組織施工即可可完成合同規(guī)規(guī)定的工作內內容。實際上上是沒有完全全理解樁的工工作機理?，F現將原因分析析如下：（1）強大的振振動力將預制制樁強行打入入強度較高的的強風化巖層層或密實的砂砂層內，在受受外力沖擊波波和動應力時時，使樁端附附近的持力層層發(fā)生劇烈的的擠壓加固作作用其地基承承載力比原狀狀時有較大的的提高。（2）由于軟土土地基上部存存在一定厚度度的淤泥層，而而淤泥對樁身身的阻力影響響較小，振動動箱沖擊力直直接作用在樁樁端土體，不不產生無效功功，其振動能能量向下面土土層傳遞動力力應力和壓縮縮波、剪切波波，層層向下下擠壓，使樁樁端土的反力力和錘擊沖擊擊作用形成一一對作用力和和反作用力的的恒等關系。土土體中反作用用力隨土顆粒粒密度、壓縮縮模量、變形形模量增大而而增大，當反反作用力增大大到與振動箱箱作用力接近近時，樁端以以下土體及周周圍土體層層層擠壓密實并并重新排列，形形成一層超壓壓密土層包圍圍在樁端以下下，樁端持力力層的強度和和樁端土阻力力則被強化提提高。（3）如果采用用預應力管樁樁，大多數采采用開口樁尖尖，樁端土不不斷地被擠入入樁腔內，土土擠力與腔壁壁摩擦力達到到平衡后形成成土塞效應，可可以提高其承承載能力。（4）一般情況況下，設計人人員套用國標標圖集選擇樁樁型，而國標標圖集中不同同規(guī)格的樁的的承載力值曲曲線不是連續(xù)續(xù)曲線，當選選用截面較小小的樁不能承承載上部荷載載時，選用較較大截面又往往往超過之。由于以上因素目目前在仍未有有明確力學模模式，在設計計中一般不予予考慮，因此此，不能由于于靜載實驗得得出的樁承載載力高于設計計值，就認為為設計承載力力安全系數取取值過高，在在施工中任意意降低各類控控制指標。因此，忠實于設設計藍圖及設設計文件對監(jiān)監(jiān)理人員來說說責無旁貸，無無論在任何情情況下都不能能隨意曲解設設計提出的指指標，是能否否監(jiān)理好靜壓壓預制樁施工工的基礎。二、終壓力的確確定許多技術人員（包包括施工人員員和監(jiān)理人員員）認為終壓壓力就是樁的的極限承載力力，只要按照照極限承載力力的設定值施施壓，就能通通過靜荷載試試驗的檢驗。實實際上終壓力力與單樁承載載力有著本質質差別，具體體表現在以下下幾個方面：：（一）概念不同同。終壓力是是沉樁過程中中使樁能貫入入土層所施加加的靜壓力；；單樁承載力力是沉樁完成成后該樁能保保持正常使用用（即穩(wěn)定下下沉量不超過過容許值）時時可承受的最最大荷載。（二）性質不同同。終壓力主主要來自壓樁樁機克服的樁樁尖土層的抗抗沖剪阻力，是是一種破壞土土層的極限荷荷載；單樁承承載力主要來來自樁側土的的摩阻力和樁樁端土的支承承力，是一種種利用土層支支承力和摩擦擦力的容許荷荷載。（三）數值大小小不同。終壓壓力包括樁尖尖土層阻力和和樁側土層的的滑動摩擦力力，且主要是是樁尖土層阻阻力；單樁承承承載力包括括樁端土支承承力和樁側土土的摩阻力，且且一般是樁側側摩阻力大于于樁端土支承承力。（四）作用效果果不同。終壓壓力會使樁尖尖土體沖剪破破壞擠壓樁周周土體形成具具有很高孔隙隙水壓力的擾擾動重塑區(qū)；；單樁承承載載力要靠消散散孔隙水壓力力，使緊貼樁樁身的擾動重重塑土產生再再固結而逐漸漸恢復土體的的抗剪強度才才能最后形成成。直接尋求終壓力力與單樁承載載力間的相依依關系還難以以實現，因為為靠簡單的兩兩、三個參數數并不能恰如如其分地反映映出樁長、樁樁截面尺寸、樁樁側樁端和下下臥土層的組組成情況及土土性特征等復復雜因素。當然，終壓力大大可以說明該該樁所受到的的樁端土層的的阻力及下臥臥土層的強度度越大。這從從樁端土層的的支承力上可可反映其單樁樁承載力也較較大。但是，要要找其定量的的相關關系又又比較困難，何何況大多數的的樁的承載力力主要取決于于樁側摩阻力力而不是取決決于樁端土的的支承力（端端承樁除外）。最最起碼，只能能認為樁確實實達到了設計計承載力極限限值，但不能能確保樁頭進進入了設計要要求的持力層層，這無疑無無法滿足抗震震要求。那么，怎樣才能能確定具體工工程靜壓預制制樁的終壓力力呢？可以這這樣理解，靜靜壓預制樁的的終壓力主要要是克服樁體體沖剪土體向向下穿透時的的樁端阻力，這這從壓樁時油油壓表上的讀讀數（即終壓壓力）可以證證實，該值并并不隨深度而而遞增，而是是隨著樁尖達達到的土層所所產生的抗沖沖剪阻力而浮浮動。以某工程兩根試試打樁A、B樁為例，如如圖1，為450×450mm的靜壓預預制樁，設計計承載力極限限值為1980kNN，由于是非非標樁，第一一次試打時又又出現異常情情況，現場有有關單位人員員認為可能與與《地質勘察察報告》有出出入，應設計計要求對部分分地質孔位進進行的靜力觸觸探，測定樁樁周遍的摩阻阻力。持力層層為強風化花花崗巖，深度度為23.8米和19.9米，《地質質勘察報告》提提供的承載力力標準值為450kPaa，樁側摩阻阻力根據靜力力觸探結果推推算出及樁于于個土層的埋埋深見表1。當壓入持持力層深度時時，終壓力分分別為2160kNN和2090kNN。大家知道，靜壓壓預制樁的終終壓力Pc包括樁端阻阻力Rsc和樁側的的動摩阻力Fmc。在終壓壓力作用下，樁樁端沖剪破+壞土體克服服阻力穿透土土層，其后樁樁側向下移動動僅受到周圍圍土體的滑動動阻力Fmc。即：Pc=Rsc++Fmc=αRs+βFm（1）式中。Rs和FFm分別是用靜靜力觸探Ps值估算的靜靜壓預制樁樁樁端阻力和樁樁側摩阻力；；α和β分別是這兩兩部分力組成成靜壓力的分分擔系數。對于判斷壓壓樁的可能性性和選擇壓樁樁機械的壓力力大小，可以以采用土性指指標、標用靜靜力觸探Ps值估算的樁樁側摩阻力表1樁側土層雜填土粉質粘土-淤泥質粘土粉質粘土-粘土互層合計備注用P值估算的樁樁側摩阻力（kPPa）f=30f=35f=37.5見表2A樁樁長（m）1.714.08.123.8摩阻力（kPa）91.8882.0546.81520.6B樁樁長（m）5.210.93.819.9摩阻力（kPa）280.8686.7256.51224.0注：為樁端的靜靜力觸探比貫貫入阻力準貫入試驗、靜靜力觸探試驗驗、現場壓樁樁試驗和經驗驗系數等方法法進行綜合判判定和合理選選用。如當土土層的塑性指指數指標IP<10時，一般不不引孔是很難難壓入土層中中的。根據以上分析，利利用表1值代入式（1）可建立聯聯立方程組：：2160=α××（4500×00.45×0.45）+β×1520.662090=α××（4500×00.45×0.45）+β×1224.00解得：α=1.977β=0.24為方便計算，選選取α=2重新解得β=0.25，并將它們們代入式（1）得到Pc=2Rs++0.25FFm（2）寫成PPc=2Rs+0.255UpFmfili（3）式中UUp——樁的截面周周長；fi、li———分別為樁周周各段土層的的摩阻力和各各段樁長。fi可由靜力觸觸探指標Ps值進行估算算，也可利用用《地勘報告告》提供的指指標進行計算算，見表2。運用靜力觸觸探P值估算不同同土質條件的的樁側摩阻力力表2土質條件填土粘性土-淤泥質粘性土粘性土-粉土互層Ip≥10的粉粉質粘土和沙沙土樁側摩阻力f取取值（kPaa）f=PS//20f=PS//20f=PS//40f=PS//50注：以上計算參參見《樁和樁樁基資料匯編編》，中國船船舶工業(yè)總公公司第九設計計院，1994年1月根據常識，一般般認為樁周土土體提供的摩摩阻力很大，為為什么此處卻卻顯得很小呢呢？前面已經經分析過，在在壓樁過程中中，樁周土體體在強大的壓壓力下塑化，所所能提供的摩摩阻力因此很很小，當樁靜靜止后，土體體會迅速恢復復，摩阻力呈呈幾何級增加加。這就是許許多靜壓樁開開始施壓時進進展迅速，接接樁后就無法法繼續(xù)壓入的的原因。由（3）和表22就可根據靜靜力觸探指標標P值預估出靜靜壓預制樁的的終壓力，從從而選擇靜壓壓機械和判斷斷沉樁的可能能性。由于大大多數試打樁樁都定位于地地勘鉆孔位，也也可以根據標標準慣入度值值進行推算，但但無疑使用靜靜力觸探提供供是數據更為為精確。施工工中，對于不不同位置的樁樁，在施工中中還應根據相相應位置的地地勘資料，對對αβ值進行多次修修正。根據以上計算結結果可以發(fā)現現，實際需要要的終壓力大大于設計承載載力極限值，這這是因為設計計人員為方便便計算，對一一批樁統(tǒng)一取取值（取小值值），因此同同樣的壓樁力力，不能保證證使樁長較的的樁進入持力力層。由于目目前對于打（壓壓）入樁何時時進入持力層層沒有一個可可靠的判斷的的標準，控制制終壓力無疑疑成為一個較較直觀控制手手段。三、復核樁機的的配重在許多工程施工工前，往往由由施工單位確確定樁機配重重，監(jiān)理人員員對《施工方方案》中的配配重設計很少少進行復核，以以至于對終壓壓力能否滿足足要求心中無無數，這顯然然在靜壓預制制樁施工的監(jiān)監(jiān)理工作中遺遺漏了一個最最關鍵的質量量控制點。根根據福建省的的規(guī)定樁機自自重與配重之之和應略1.1倍于終壓值值，壓樁前監(jiān)監(jiān)理人員應對對配重進行嚴嚴格的復核：：（1）核實機身身自重和配重重的準確值，防防止虛報。并并確定機架重重心及配重折折減系數；（2）檢查樁機機的油壓表，要要求樁隊出示示經過計量部部門檢查準確確的證明文件件，然后用浮浮機來檢查油油壓表，看讀讀數反映的總總壓力是否與與機身加配重重之各相符。終壓力過大易壓壓壞樁，而終終壓力過小，樁樁無法達到持持力層，樁底底嵌固不好，有有效樁長不足足，單樁承載載力不能滿足足設計要求，且且易出現多樁樁承臺施工時時鄰樁上涌的的質量事故。安安全適宜的終終壓力既可保保證樁身不受受破壞，又可可以確保樁端端嵌固至合適適的持力層，并并通過大噸位位樁端壓力擠擠密樁底土體體提高樁端土土體力學性能能，取得較高高的樁端土極極限端阻力。