1 前 言
靜壓法施工是通過靜力壓樁機(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)以壓樁機(jī)自重和機(jī)架上的配重提供反力而將樁壓入土中的沉樁工藝。由于這種方法具有無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)沖擊力等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)今后對(duì)綠色巖土工程的要求；同時(shí)壓樁樁型一般選用預(yù)應(yīng)力管樁，該樁作基礎(chǔ)具有工藝簡(jiǎn)明，質(zhì)量可靠，造價(jià)低，檢測(cè)方便的特性。兩者的結(jié)合便大大推動(dòng)了靜壓管樁在廣東地區(qū)的應(yīng)用，使之有望成為廣東今后樁基發(fā)展的主打產(chǎn)品。人們?cè)趯?duì)《靜壓樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》千呼萬(wàn)喚的同時(shí)，也希望對(duì)靜壓樁的沉樁機(jī)理及工程實(shí)踐中的應(yīng)用有進(jìn)一步的了解，本文為此作一介紹。
2 靜壓樁沉樁機(jī)理
沉樁施工時(shí)，樁尖“刺入”土體中時(shí)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(duì)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(shí)，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(dòng)（粘性土）或擠密側(cè)移和下拖（砂土），在地表處，粘性土體會(huì)向上隆起，砂性土則會(huì)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(dòng)影響，此時(shí)，樁身必然會(huì)受到土體的強(qiáng)大法向抗力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(shí)的這些抵抗阻力，樁將繼續(xù)“刺入”下沉。反之，則停止下沉。
壓樁時(shí)，地基土體受到強(qiáng)烈擾動(dòng)，樁周土體的實(shí)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(duì)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(duì)樁周表面產(chǎn)生摩阻力。當(dāng)樁周土質(zhì)較硬時(shí)，剪切面發(fā)生在樁與土的接觸面上;當(dāng)樁周土體較軟時(shí)，剪切面一般發(fā)生在鄰近于樁表面處的土體內(nèi)，粘性土中隨著樁的沉入，樁周土體的抗剪強(qiáng)度逐漸下降，直至降低到重塑強(qiáng)度。砂性土中，除松砂外，抗剪強(qiáng)度變化不大，各土層作用于樁上的樁側(cè)摩阻力并不是一個(gè)常值，而是一個(gè)隨著樁的繼續(xù)下沉而顯著減少的變值，樁下部摩阻力對(duì)沉樁阻力起顯著作用，其值可占沉樁阻力的50～80％，它與樁周處土體強(qiáng)度成正比，與樁的入土深度成反比。
粘性土中，樁尖處土體在擾動(dòng)重塑、超靜孔降水壓力作用下，土體的抗壓強(qiáng)度明顯下降。砂性土中，密砂受松馳效應(yīng)影響土體抗壓強(qiáng)度減少，松砂受擠密效應(yīng)影響土體抗壓強(qiáng)度增大，在成層土地基中，硬土中的樁端阻力還將受到分界處粘土層的影響，上覆蓋層為軟土?xí)r，在臨界深度以內(nèi)樁端阻力將隨壓入硬土內(nèi)深度增加而增大。下臥為軟土?xí)r，在臨界厚度以內(nèi)樁端阻力將隨壓入硬土的增加而減少。
一般將樁摩阻力從上到下分成三個(gè)區(qū)：上部柱穴區(qū)，中部滑移區(qū)，下部擠壓區(qū)。施工中因接樁或其它因素影響而暫停壓樁的間歇時(shí)間的長(zhǎng)短雖對(duì)繼續(xù)下沉的樁尖阻力無(wú)明顯影響，但對(duì)樁側(cè)摩阻力的增加影響較大，樁側(cè)摩阻力的增大值與間歇時(shí)間長(zhǎng)短成正比，并與地基土層特性有關(guān)，因此在靜壓法沉樁中，應(yīng)合理設(shè)計(jì)接樁的結(jié)構(gòu)和位置，避免將樁尖停留在硬土層中進(jìn)行接樁施工。
靜壓法施工是通過靜力壓樁機(jī)的壓樁機(jī)構(gòu)以壓樁機(jī)自重和機(jī)架上的配重提供反力而將樁壓入土中的沉樁工藝。由于這種方法具有無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、無(wú)沖擊力等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)今后對(duì)綠色巖土工程的要求；同時(shí)壓樁樁型一般選用預(yù)應(yīng)力管樁，該樁作基礎(chǔ)具有工藝簡(jiǎn)明，質(zhì)量可靠，造價(jià)低，檢測(cè)方便的特性。兩者的結(jié)合便大大推動(dòng)了靜壓管樁在廣東地區(qū)的應(yīng)用，使之有望成為廣東今后樁基發(fā)展的主打產(chǎn)品。人們?cè)趯?duì)《靜壓樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)程》千呼萬(wàn)喚的同時(shí)，也希望對(duì)靜壓樁的沉樁機(jī)理及工程實(shí)踐中的應(yīng)用有進(jìn)一步的了解，本文為此作一介紹。
2 靜壓樁沉樁機(jī)理
沉樁施工時(shí)，樁尖“刺入”土體中時(shí)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(duì)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(shí)，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(dòng)（粘性土）或擠密側(cè)移和下拖（砂土），在地表處，粘性土體會(huì)向上隆起，砂性土則會(huì)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(dòng)影響，此時(shí)，樁身必然會(huì)受到土體的強(qiáng)大法向抗力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(shí)的這些抵抗阻力，樁將繼續(xù)“刺入”下沉。反之，則停止下沉。
壓樁時(shí)，地基土體受到強(qiáng)烈擾動(dòng)，樁周土體的實(shí)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(duì)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(duì)樁周表面產(chǎn)生摩阻力。當(dāng)樁周土質(zhì)較硬時(shí)，剪切面發(fā)生在樁與土的接觸面上;當(dāng)樁周土體較軟時(shí)，剪切面一般發(fā)生在鄰近于樁表面處的土體內(nèi)，粘性土中隨著樁的沉入，樁周土體的抗剪強(qiáng)度逐漸下降，直至降低到重塑強(qiáng)度。砂性土中，除松砂外，抗剪強(qiáng)度變化不大，各土層作用于樁上的樁側(cè)摩阻力并不是一個(gè)常值，而是一個(gè)隨著樁的繼續(xù)下沉而顯著減少的變值，樁下部摩阻力對(duì)沉樁阻力起顯著作用，其值可占沉樁阻力的50～80％，它與樁周處土體強(qiáng)度成正比，與樁的入土深度成反比。
粘性土中，樁尖處土體在擾動(dòng)重塑、超靜孔降水壓力作用下，土體的抗壓強(qiáng)度明顯下降。砂性土中，密砂受松馳效應(yīng)影響土體抗壓強(qiáng)度減少，松砂受擠密效應(yīng)影響土體抗壓強(qiáng)度增大，在成層土地基中，硬土中的樁端阻力還將受到分界處粘土層的影響，上覆蓋層為軟土?xí)r，在臨界深度以內(nèi)樁端阻力將隨壓入硬土內(nèi)深度增加而增大。下臥為軟土?xí)r，在臨界厚度以內(nèi)樁端阻力將隨壓入硬土的增加而減少。
一般將樁摩阻力從上到下分成三個(gè)區(qū)：上部柱穴區(qū)，中部滑移區(qū)，下部擠壓區(qū)。施工中因接樁或其它因素影響而暫停壓樁的間歇時(shí)間的長(zhǎng)短雖對(duì)繼續(xù)下沉的樁尖阻力無(wú)明顯影響，但對(duì)樁側(cè)摩阻力的增加影響較大，樁側(cè)摩阻力的增大值與間歇時(shí)間長(zhǎng)短成正比，并與地基土層特性有關(guān)，因此在靜壓法沉樁中，應(yīng)合理設(shè)計(jì)接樁的結(jié)構(gòu)和位置，避免將樁尖停留在硬土層中進(jìn)行接樁施工。