靜壓預(yù)制樁終壓力的監(jiān)理控制

靜壓預(yù)制樁終壓力的監(jiān)理控制靜壓預(yù)制樁以其其質(zhì)量可靠、施施工速度快、無(wú)無(wú)噪聲、無(wú)污污染、綜合經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益高等等優(yōu)點(diǎn)，已在在各地得到廣廣泛應(yīng)用。盡盡管靜壓預(yù)制制樁在廈門地地區(qū)已應(yīng)用了了一段時(shí)間，但但由于現(xiàn)行規(guī)規(guī)范對(duì)靜壓法法的論述較少少，往往造成成在施工中技技術(shù)人員缺乏乏理論驗(yàn)算的的規(guī)范依據(jù)，憑憑經(jīng)驗(yàn)、憑感感覺的現(xiàn)象比比較普遍，特特別監(jiān)理人員員在審核《施施工方案》時(shí)時(shí)對(duì)試打樁確確定施工控制制指標(biāo)、樁機(jī)機(jī)機(jī)械性能檢檢驗(yàn)、終壓力力復(fù)核驗(yàn)算等等幾方面把關(guān)關(guān)不嚴(yán)，使得得靜壓預(yù)制樁樁施工質(zhì)量存存在諸多的不不確定因素。下下面結(jié)合以往往工作的心得得體會(huì)，對(duì)監(jiān)監(jiān)理單位如何何按照設(shè)計(jì)指指標(biāo)對(duì)終壓力力進(jìn)行控制談?wù)剮c(diǎn)心得。一、利用試打樁樁靜荷載試驗(yàn)驗(yàn)指導(dǎo)施工目前試打樁一般般是由設(shè)計(jì)人人員、監(jiān)理人人員、施工管管理人員在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)試打過(guò)過(guò)程進(jìn)行目測(cè)測(cè)觀察，根據(jù)據(jù)試打樁過(guò)程程所表現(xiàn)出的的現(xiàn)象判斷原原設(shè)計(jì)圖紙中中樁的承載力力指標(biāo)是否可可行，以及提提出進(jìn)入正式式施工后質(zhì)量量控制指標(biāo)，所所以這種方法法只能對(duì)成樁樁過(guò)程有一個(gè)個(gè)大致的了解解，無(wú)法定量量地判斷能否否滿足設(shè)計(jì)要要求，主觀性性比較強(qiáng)?？偪偨Y(jié)多個(gè)工程程中遇到的各各種各樣的情情況，筆者認(rèn)認(rèn)為對(duì)于一級(jí)級(jí)建筑物或水水文地質(zhì)條件件復(fù)雜的地區(qū)區(qū)，應(yīng)建議業(yè)業(yè)主對(duì)試打樁樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)靜靜載荷試驗(yàn)，由由此對(duì)照單樁樁設(shè)計(jì)承載力力值，作為必必要時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)調(diào)整的依據(jù)，這這樣無(wú)疑是比比較慎重的作作法，同時(shí)可可以檢驗(yàn)樁機(jī)機(jī)自重及電機(jī)機(jī)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(yàn)值遠(yuǎn)高高于設(shè)計(jì)計(jì)算算出來(lái)的單樁樁承載力極限限值，有關(guān)單單位（特別是是業(yè)主）人員員往往認(rèn)為設(shè)設(shè)計(jì)指標(biāo)偏保保守，施工單單位也因此在在施工中掉以以輕心，認(rèn)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(nèi)內(nèi)容。實(shí)際上上是沒(méi)有完全全理解樁的工工作機(jī)理?，F(xiàn)現(xiàn)將原因分析析如下：（1）強(qiáng)大的振振動(dòng)力將預(yù)制制樁強(qiáng)行打入入強(qiáng)度較高的的強(qiáng)風(fēng)化巖層層或密實(shí)的砂砂層內(nèi)，在受受外力沖擊波波和動(dòng)應(yīng)力時(shí)時(shí)，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(shí)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(duì)樁身身的阻力影響響較小，振動(dòng)動(dòng)箱沖擊力直直接作用在樁樁端土體，不不產(chǎn)生無(wú)效功功，其振動(dòng)能能量向下面土土層傳遞動(dòng)力力應(yīng)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(duì)作用力和和反作用力的的恒等關(guān)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(dāng)反反作用力增大大到與振動(dòng)箱箱作用力接近近時(shí)，樁端以以下土體及周周圍土體層層層擠壓密實(shí)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(qiáng)度和和樁端土阻力力則被強(qiáng)化提提高。（3）如果采用用預(yù)應(yīng)力管樁樁，大多數(shù)采采用開口樁尖尖，樁端土不不斷地被擠入入樁腔內(nèi)，土土擠力與腔壁壁摩擦力達(dá)到到平衡后形成成土塞效應(yīng)，可可以提高其承承載能力。（4）一般情況況下，設(shè)計(jì)人人員套用國(guó)標(biāo)標(biāo)圖集選擇樁樁型，而國(guó)標(biāo)標(biāo)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(dāng)選選用截面較小小的樁不能承承載上部荷載載時(shí)，選用較較大截面又往往往超過(guò)之。由于以上因素目目前在仍未有有明確力學(xué)模模式，在設(shè)計(jì)計(jì)中一般不予予考慮，因此此，不能由于于靜載實(shí)驗(yàn)得得出的樁承載載力高于設(shè)計(jì)計(jì)值，就認(rèn)為為設(shè)計(jì)承載力力安全系數(shù)取取值過(guò)高，在在施工中任意意降低各類控控制指標(biāo)。因此，忠實(shí)于設(shè)設(shè)計(jì)藍(lán)圖及設(shè)設(shè)計(jì)文件對(duì)監(jiān)監(jiān)理人員來(lái)說(shuō)說(shuō)責(zé)無(wú)旁貸，無(wú)無(wú)論在任何情情況下都不能能隨意曲解設(shè)設(shè)計(jì)提出的指指標(biāo)，是能否否監(jiān)理好靜壓壓預(yù)制樁施工工的基礎(chǔ)。二、終壓力的確確定許多技術(shù)人員（包包括施工人員員和監(jiān)理人員員）認(rèn)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(shè)定值施施壓，就能通通過(guò)靜荷載試試驗(yàn)的檢驗(yàn)。實(shí)實(shí)際上終壓力力與單樁承載載力有著本質(zhì)質(zhì)差別，具體體表現(xiàn)在以下下幾個(gè)方面：：（一）概念不同同。終壓力是是沉樁過(guò)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(guò)過(guò)容許值）時(shí)時(shí)可承受的最最大荷載。（二）性質(zhì)不同同。終壓力主主要來(lái)自壓樁樁機(jī)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(lái)來(lái)自樁側(cè)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(shù)值大小小不同。終壓壓力包括樁尖尖土層阻力和和樁側(cè)土層的的滑動(dòng)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(cè)土土的摩阻力，且且一般是樁側(cè)側(cè)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(huì)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(dòng)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(dòng)重重塑土產(chǎn)生再再固結(jié)而逐漸漸恢復(fù)土體的的抗剪強(qiáng)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(guān)系還難以以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)闉榭亢?jiǎn)單的兩兩、三個(gè)參數(shù)數(shù)并不能恰如如其分地反映映出樁長(zhǎng)、樁樁截面尺寸、樁樁側(cè)樁端和下下臥土層的組組成情況及土土性特征等復(fù)復(fù)雜因素。當(dāng)然，終壓力大大可以說(shuō)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(qiáng)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(guān)關(guān)系又又比較困難，何何況大多數(shù)的的樁的承載力力主要取決于于樁側(cè)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(rèn)為樁確實(shí)實(shí)達(dá)到了設(shè)計(jì)計(jì)承載力極限限值，但不能能確保樁頭進(jìn)進(jìn)入了設(shè)計(jì)要要求的持力層層，這無(wú)疑無(wú)無(wú)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(yù)制制樁的終壓力力呢？可以這這樣理解，靜靜壓預(yù)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(shí)的的樁端阻力，這這從壓樁時(shí)油油壓表上的讀讀數(shù)（即終壓壓力）可以證證實(shí)，該值并并不隨深度而而遞增，而是是隨著樁尖達(dá)達(dá)到的土層所所產(chǎn)生的抗沖沖剪阻力而浮浮動(dòng)。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(yù)預(yù)制樁，設(shè)計(jì)計(jì)承載力極限限值為1980kNN，由于是非非標(biāo)樁，第一一次試打時(shí)又又出現(xiàn)異常情情況，現(xiàn)場(chǎng)有有關(guān)單位人員員認(rèn)為可能與與《地質(zhì)勘察察報(bào)告》有出出入，應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)要求對(duì)部分分地質(zhì)孔位進(jìn)進(jìn)行的靜力觸觸探，測(cè)定樁樁周遍的摩阻阻力。持力層層為強(qiáng)風(fēng)化花花崗巖，深度度為23.8米和19.9米，《地質(zhì)質(zhì)勘察報(bào)告》提提供的承載力力標(biāo)準(zhǔn)值為450kPaa，樁側(cè)摩阻阻力根據(jù)靜力力觸探結(jié)果推推算出及樁于于個(gè)土層的埋埋深見表1。當(dāng)壓入持持力層深度時(shí)時(shí)，終壓力分分別為2160kNN和2090kNN。大家知道，靜壓壓預(yù)制樁的終終壓力Pc包括樁端阻阻力Rsc和樁側(cè)的的動(dòng)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(cè)向下移動(dòng)動(dòng)僅受到周圍圍土體的滑動(dòng)動(dòng)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(yù)制樁樁樁端阻力和樁樁側(cè)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(dān)系數(shù)。對(duì)于判斷壓壓樁的可能性性和選擇壓樁樁機(jī)械的壓力力大小，可以以采用土性指指標(biāo)、標(biāo)用靜靜力觸探Ps值估算的樁樁側(cè)摩阻力表1樁側(cè)土層雜填土粉質(zhì)粘土-淤泥質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土-粘土互層合計(jì)備注用P值估算的樁樁側(cè)摩阻力（kPPa）f=30f=35f=37.5見表2A樁樁長(zhǎng)（m）1.714.08.123.8摩阻力（kPa）91.8882.0546.81520.6B樁樁長(zhǎng)（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(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜靜力觸探試驗(yàn)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)壓樁樁試驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)等方法法進(jìn)行綜合判判定和合理選選用。如當(dāng)土土層的塑性指指數(shù)指標(biāo)IP<10時(shí)，一般不不引孔是很難難壓入土層中中的。根據(jù)以上分析，利利用表1值代入式（1）可建立聯(lián)聯(lián)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(jì)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(zhǎng)；fi、li———分別為樁周周各段土層的的摩阻力和各各段樁長(zhǎng)。fi可由靜力觸觸探指標(biāo)Ps值進(jìn)行估算算，也可利用用《地勘報(bào)告告》提供的指指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算算，見表2。運(yùn)用靜力觸觸探P值估算不同同土質(zhì)條件的的樁側(cè)摩阻力力表2土質(zhì)條件填土粘性土-淤泥質(zhì)粘性土粘性土-粉土互層Ip≥10的粉粉質(zhì)粘土和沙沙土樁側(cè)摩阻力f取取值（kPaa）f=PS//20f=PS//20f=PS//40f=PS//50注：以上計(jì)算參參見《樁和樁樁基資料匯編編》，中國(guó)船船舶工業(yè)總公公司第九設(shè)計(jì)計(jì)院，1994年1月根據(jù)常識(shí)，一般般認(rèn)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(jīng)經(jīng)分析過(guò)，在在壓樁過(guò)程中中，樁周土體體在強(qiáng)大的壓壓力下塑化，所所能提供的摩摩阻力因此很很小，當(dāng)樁靜靜止后，土體體會(huì)迅速恢復(fù)復(fù)，摩阻力呈呈幾何級(jí)增加加。這就是許許多靜壓樁開開始施壓時(shí)進(jìn)進(jìn)展迅速，接接樁后就無(wú)法法繼續(xù)壓入的的原因。由（3）和表22就可根據(jù)靜靜力觸探指標(biāo)標(biāo)P值預(yù)估出靜靜壓預(yù)制樁的的終壓力，從從而選擇靜壓壓機(jī)械和判斷斷沉樁的可能能性。由于大大多數(shù)試打樁樁都定位于地地勘鉆孔位，也也可以根據(jù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)慣入度值值進(jìn)行推算，但但無(wú)疑使用靜靜力觸探提供供是數(shù)據(jù)更為為精確。施工工中，對(duì)于不不同位置的樁樁，在施工中中還應(yīng)根據(jù)相相應(yīng)位置的地地勘資料，對(duì)對(duì)αβ值進(jìn)行多次修修正。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，實(shí)際需要要的終壓力大大于設(shè)計(jì)承載載力極限值，這這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)計(jì)人員為方便便計(jì)算，對(duì)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(zhǎng)較的的樁進(jìn)入持力力層。由于目目前對(duì)于打（壓壓）入樁何時(shí)時(shí)進(jìn)入持力層層沒(méi)有一個(gè)可可靠的判斷的的標(biāo)準(zhǔn)，控制制終壓力無(wú)疑疑成為一個(gè)較較直觀控制手手段。三、復(fù)核樁機(jī)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(jī)配重重，監(jiān)理人員員對(duì)《施工方方案》中的配配重設(shè)計(jì)很少少進(jìn)行復(fù)核，以以至于對(duì)終壓壓力能否滿足足要求心中無(wú)無(wú)數(shù)，這顯然然在靜壓預(yù)制制樁施工的監(jiān)監(jiān)理工作中遺遺漏了一個(gè)最最關(guān)鍵的質(zhì)量量控制點(diǎn)。根根據(jù)福建省的的規(guī)定樁機(jī)自自重與配重之之和應(yīng)略1.1倍于終壓值值，壓樁前監(jiān)監(jiān)理人員應(yīng)對(duì)對(duì)配重進(jìn)行嚴(yán)嚴(yán)格的復(fù)核：：（1）核實(shí)機(jī)身身自重和配重重的準(zhǔn)確值，防防止虛報(bào)。并并確定機(jī)架重重心及配重折折減系數(shù)；（2）檢查樁機(jī)機(jī)的油壓表，要要求樁隊(duì)出示示經(jīng)過(guò)計(jì)量部部門檢查準(zhǔn)確確的證明文件件，然后用浮浮機(jī)來(lái)檢查油油壓表，看讀讀數(shù)反映的總總壓力是否與與機(jī)身加配重重之各相符。終壓力過(guò)大易壓壓壞樁，而終終壓力過(guò)小，樁樁無(wú)法達(dá)到持持力層，樁底底嵌固不好，有有效樁長(zhǎng)不足足，單樁承載載力不能滿足足設(shè)計(jì)要求，且且易出現(xiàn)多樁樁承臺(tái)施工時(shí)時(shí)鄰樁上涌的的質(zhì)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(guò)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(xué)性能能，取得較高高的樁端土極極限端阻力。