桩基ps值对比试验分析

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1、桩基PS值对比试验分析摘要：文章根据工程实际，通过使用静力触探法，对比分析了软土地基不同土层的极限摩阻力及压缩模量，认为砂性土层摩擦桩承载力随吋间增长率比粘性土层的増长率要大，不足之处敬请同行指正。关键词：摩擦桩承载力；极限摩阻力；压缩模量TU473.1根据国内外多年多种类型摩擦桩的实验成果,可以发现一条规律：桩承载力随时间而增加，初期很快，逐渐减缓,最后趋于某个极限值。然而丄述实验成果未能反映不同土层的增长情况，软土地基中砂性土（包扌舌粘质粉土、砂质粉土、粉砂和细砂）随时间而增长速度很快，软土（包括粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土）则需比较长的时

2、间才能达到某个极值。通过杭州滨江某办公大楼桩基工程打桩前后的静力触探对比实验，桩群中（深度20m以内）粘质粉土层的Ps,由打桩前的4MPa,在打桩28d后增加到lOMPa,增长2.5倍。深度20m以上粉砂土层的Ps值，由5.5MPa增加到16・5MPa,增长3倍。桩群外围边缘以外4〜5m处上部（20m以内）粘质粉土的Ps值也增加50%,说明砂性土层随吋间增加得很快。1Ps值增长机理分析一根桩打入、压入或振入软土中，主要在两个方面改变了地基土的状态，一是破坏了地基土的天然结构。二是使土受到急速的挤压,导致孔隙水压力急剧上升,有效应力相应减少。这二种作用均使桩周

3、和桩尖土层的强度大为降低，致使桩周摩阻力和桩端支撑力都处于最低值。桩入土后随时间的推移，空隙水压力逐渐消散，土层不断重新同结,桩侧摩阻力不断增加，桩端支撑力不断恢复,桩的承载力也就随Z增长，这些变化主要表现在以下4个方面：（1）由于软土具有触变性，打桩扰动所损失的强度,随时间推移逐渐得到恢复,但恢复吋间很长，少则一年，多则数年。（2）随着桩周土中水分的逐渐迁移,孔隙水压力逐渐消散，有效应力随这增人。市于桩周土受挤压而密度提高，砂性土层尤为明显，随吋间增加的强度都会超过原始强度。软土的排水固结过程缓慢，固结后的强度略高于原始强度。（3）桩进入土中，桩周形成3个

4、区域。第I区屮土的结构完全破坏，这部分土紧贴桩身表面，成为桩身一部分。第II区为过渡区，土的结构部分被破坏。第III区土的结构保持原状，打桩时该区域未受挤压扰动。第I区在打桩时受挤压,而后固结到静置。经过相当时间后,强度得到恢复，其至超过原始强度。该区的土牢固地粘结于桩身而随桩一起移动，这一•现象在木桩、混凝土桩及钢桩屮都普遍存在，只不过粘附层厚度视土质、桩径、桩材及表面粗糙程度而有所差别。第I、II区土的分界面乃是桩破坏时的剪切滑动面，极限摩阻力则取决于第II区土的逐渐增长着的抗剪强度。（4）桩端土的强度也同样由于压密与固结作用而逐渐得到增长，同时，与桩端

5、粘结在一起的第I区土，又使端部受力面积有所扩大,桩端承力也随吋间而增长。2地基土层Ps对比实验滨江某广场地下商场和停车库的桩基工程中，建筑面积15000m2,桩径30cmx30cm，长度分别为18m、24m和27m的钢筋混凝土方桩，总桩数为2169根,采用静压桩施工工艺，桩基施工结束30d后,在桩群中选择桩入土前的静探孔J12和J13原始位置，进行桩入土30d后的C1和C2静探孔对比实验，获得Ps对比曲线（图1）和（图2）。根据桩入土前的J12、J13孔的Ps值,与其原位对应的桩入土后的Cl、C2孔的Ps值进行对比（表1）o3试验资料对比分析3」桩基明显降低

6、砂性土液化指数本次试验场区深度13m以上均为中等■严重液化的灰色砂质粉土层。经试验分析，桩基确实能够降低液化土层的等级。由于桩的挤密作用，液化等级至少降低一级。这次试验为周边拟建的34幢高层和小高层的桩基设计提供了依据。3.2摩擦桩承载力随时间增加幅度的分析软土地基不仅工程性质复杂，且其性质的区域性和个性都特别强。砂性土层和软土层的厚度、颗粒级配和先期固结压力的人小等，都直接影响桩承载力随时间而增加的幅度。现将各土层桩入土前后的极限摩阻力fs值列于表2。备注：用Ps估算fs，粘性土:当Ps<1000(kPa)时,fs=PsP20(kPa)；当Ps>1000(

7、kPa)时，fs=0.025Ps+25(kPa)。粉性土及砂性土：fs=Ps/50(kPa)。从表2中fs2/fsl的增长幅度来分析，软土fsDTsl在1.11〜1.24之间，砂性土在1.78〜2.38之间。木工程最长桩27m,桩尖持力层为⑥暗绿一黃色粉质粘土层，压桩时对⑦灰色砂质粉土层产生竖向压应力，使Ps值增大2.38倍。笔者认为，滨江地区软土地基中的摩擦桩承载力随时间而增加,从极限摩阻力fs来看，砂性土层fs2fsl取1.80〜2.20,软土层取1.10〜1.20比较合理。桩端极限摩阻力fp:砂性土层增加倍数取1.5，软土层增加倍数取1.10为妥。按增

8、长率系数来说，深圳软土地基应分为粉砂性土增长率a=0