简述 静压桩 沉桩过程中桩间摩 阻力情况

白秋俊

[摘要]：静压桩沉桩是公路工程施工中常用的基础处理方式，本文以内蒙古自治区某地公路工程施工案例为研究对象，通过国内已经成熟的算法公式进行计算分析，得出了影响静压沉桩的影响因素。

[关键词]：内蒙古；静压桩沉桩；算法公式；

0.引言

本文通过分静力压桩法的具体操作和实施，对静压桩沉桩过程中桩间摩阻力情况进行简述。静压桩沉桩是公路工程施工中常用的基础处理方式，按压桩方式分可以分为中压式、箍压式和前压式，按具体的压桩工艺可以分为钢筋混凝土预制桩、PHC管桩、钢管桩沉入到预定土层中。

1.研究方法

早在上世纪四五十年代，就有研究人员对静压桩进行过系统的研究和分析，其中压桩力、承载力、挤土效应及其对周围土体和环境的影响是研究的主要课题，关于沉桩阻力的研究方法，目前学术界比较认可的方法主要有现场实测值、室内试验研究和理论分析研究法等^[1-3]。

现场实测和室内试验研究方面：国内同济大学土木工程学院唐世栋教授等专家学者于2004年对静压桩沉桩进行了分析和实测，形成了比较系统和完备的科研资料，对桩基施工中土的挤压力进行了系统研究。发现桩端的挤压力是施工时的最大影响力，它比桩身摩擦力的影响大得多。沉桩贯入时一般在桩尖水平处的土中挤压力最大，与球孔扩张的理论值相比，挤压力最大值与理论解基本接近。

现场试验反映的是真实情况，观测数据更加可信。但是，由于各个试验现场的条件差异很大，各种复杂的因素都会对最终的试验结果产生影响，因此现场试验中的结论有一定局限性，同时，现场试验成本较高，不能广泛开展。

理论分析研究方面：在上世纪六七十年代提出的在黏性土中桩侧摩阻力的计算公式为： ，我们目前在实际计算中运用比较多的就是这个经验公式，其中： 为桩侧土的侧压力系数； 为桩与土的外摩擦角，对静压桩为滑动外摩擦角，该公式也适用于计算砂土中的侧摩阻力，它描述了摩阻力随深度线性增大，与室内试验和原型试验的结果不符。

2实例探讨

本文以内蒙古某地一桥梁施工为研究对象，对静压桩沉桩过程中桩间摩阻力情况进行了深入的分析和研究。该项目拟建一座特大桥，采用静力压桩的方式对桥梁基础进行处理，由于工程周围是河流，地质条件差且复杂，故采用断面为250mmX250mm，标号为C30的预制静压方桩。结合地质勘察报告及现场情况，该项目采用静压桩的设计桩长为15m，以土层中强度较高的粉质黏土层作为桩端持力层，设计承载力为460kN。根据试桩资料及工程地质勘察报告分析可以发现：本工程的土质具有触变恢复性强、固结速度快的特点，故确定沉桩的终沉控制标准为：以600kN左右的终压力控制为主，以试桩的桩长控制为辅。如图2-1所示为静力压桩现场施工图。

图2-1 静力压桩现场施工图

本文研究的桩基工程历时三个月得以顺利完工。后经动、静检测试验，桩的承载力及桩身质量均满足设计要求。

从压桩力随桩入土深度的变化曲线可以看出，尽管不是同一建筑物的静压桩，其压桩力的变化趋势基本一致，均呈阶梯形变化。桩身上部的1/3范围内，压桩力基本相等；桩身中部的1/3范围内，压桩力缓慢增长；桩身下部的1/3范围内，压桩力迅速增加。

3.分析计算

在静压桩的施工中，沉桩阻力的大小和分布规律应受土质、土层排列、硬土层厚度、持力层埋深、桩数和桩距、施工顺序及深度等因素的影响^[4-7]。一般情况下，桩端阻力和桩侧阻力占沉桩阻力的比例是一个变值。桩土作用研究表明，当桩的入土深度较大时，通常桩侧摩阻力是主要的；当桩的入土深度较小时，桩端阻力所占的比例较大。桩体在垂直静压过程中，桩端使土体产生冲剪变形桩身使土体产生直剪变形。因此，桩体对土体的作用可分为两部分：桩端冲剪产生的挤压、扩张作用和桩身对土体的摩擦作用。根据工程地质报告上的土性资料，具体计算公式为：

采用上述沉桩阻力的计算公式，计算出压桩力并与在相应土层范围内的实际压桩力进行对比，结果如图3-1所示。

图3-1压桩力与实际压桩力对比图

4结语

静压桩贯入时，桩端土以挤压扩张为主，端阻力通常参阅静探试验的比贯阻力分析计算；而桩侧摩阻力属于滑动阻力，随桩长、土性而变化，与土体作用于桩身的法向应力及桩、土摩擦系数有关。本文结合工程实例，探讨了沉桩阻力的相关计算方法。但是，静压桩的沉桩机理非常复杂，不可能以一式而囊括所有的因素，对此问题的研究有必要进一步深入。

5.参考文献：

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