1概述
靜力觸探試驗(CPT)是在豎直方向上利用液壓機把圓錐探頭以一定速率壓入土層中，利用探頭中的傳感器，通過自動記錄儀來存儲貫入過程所得到的各種數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)反應(yīng)了地基土的各種測量參數(shù)，如土類的判別、土的物理性質(zhì)、土的強度等。由于它的測試精度高、功能齊全，具有快捷、準確、經(jīng)濟、節(jié)省人力等優(yōu)點，而且成果的可靠性與再現(xiàn)性好，并且測試成果處理的自動化和微機化程度很高。因此，在實際工程項目中靜力觸探越來越得到重視，尤其在濱海軟土地區(qū)，雙橋靜力觸探應(yīng)用很廣泛。同時，天津濱海平原地區(qū)采用預(yù)制樁尤其是預(yù)應(yīng)力管樁越來越多。通過工程實踐發(fā)現(xiàn)，由于土質(zhì)特征地區(qū)性差異的緣故，根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）提供的雙橋靜力觸探估算預(yù)制樁單樁極限承載力的公式進行計算，其結(jié)果與單樁靜載試驗結(jié)果差距較大，影響了靜力觸探成果的應(yīng)用。因此，有必要建立一個適合天津濱海平原地區(qū)的雙橋靜力觸探估算管樁單樁極限承載力的計算公式，以提高估算結(jié)果的準確性，從而提高工程初步設(shè)計的精度。
2確定計算公式
2.1基本規(guī)程
雙橋靜力觸探的基本參數(shù)和規(guī)程如下：
(1)探頭圓錐底截面積為15cm2，雙橋探頭側(cè)壁面積為300cm2，錐尖角為60度；
(2)探頭應(yīng)勻速垂直壓入土中，貫入速率以1.2m/min；
(3)探頭測力傳感器應(yīng)連同儀器、電纜進行定期標定，室內(nèi)探頭標定測力傳感器的非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移、歸零誤差均應(yīng)小于1%現(xiàn)場試驗歸零誤差應(yīng)小于3%；
(4)深度記錄的誤差不應(yīng)大于觸探深度的士1%；
(5)當貫入深度超過30m，或穿過厚層軟土后再貫入硬土層時，應(yīng)采取措施防止孔斜或斷桿，也可配置測斜探頭，量測觸探孔的偏斜角，校正土層界線的深度。
預(yù)應(yīng)力混凝土管樁的單樁靜載試驗嚴格按照《建筑樁基檢測技術(shù)規(guī)范》（JGJ106-2003）執(zhí)行。
2.2公式選取
為便于分析計算使用，以《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》為主并參考其它一些研究成果，選定雙橋探頭靜力觸探資料計算預(yù)應(yīng)力混凝土管樁單樁豎向極限承載力標準值按下式計算：
式中：—錐尖阻力修正系數(shù)；
—樁端平面上、下探頭阻力，取樁尖平面以上4d（d為管樁的直徑）范圍內(nèi)按厚度的加權(quán)平均值，然后再和樁尖平面以下1d范圍內(nèi)的值進行平均(kPa)；
—樁端面積，含敞口的面積(m2)；
—樁身周長(m)；
—樁身長度(m)；
—樁周土極限側(cè)摩阻力(kPa)；參考樁基規(guī)范，與靜力觸探側(cè)摩阻力的關(guān)系采用冪指數(shù)方程擬合，并轉(zhuǎn)換為線性表達式進行相關(guān)性分析，見下式：
2.3公式中有關(guān)參數(shù)的分析思路
根據(jù)天津濱海平原地區(qū)的地層特點，樁端一般為可塑粘性土或飽和粉土、砂土，其中密實狀態(tài)的粉土與砂土的力學性質(zhì)基本一致；參考樁基規(guī)范，并根據(jù)地區(qū)特點和經(jīng)驗作適當調(diào)整，確定錐尖阻力修正系數(shù)對仍粘性土取2/3，對飽和粉土、砂土取1/2。
重點求解式2、式3中的系數(shù)A、B。通過收集到的多個天津地區(qū)工程項目的資料（包括勘察雙橋靜力觸探資料和單樁靜載試驗報告）進行匯總分析整理，按如下思路進行：①計算樁端平面上、下探頭阻力，進而計算出修正后樁端極限阻力；②用單樁靜載試驗測得的極限承載力標準值Quk減去得到樁的總側(cè)阻力；③通過樁的總側(cè)阻力以及樁徑樁長等參數(shù)，求出樁周土極限側(cè)摩阻力；④根據(jù)勘察報告提供的數(shù)據(jù)按厚度加權(quán)計算出樁身范圍土的靜力觸探側(cè)摩阻力；⑤依據(jù)對應(yīng)的與，按照式3，采用線性回歸法中的最小二乘法計算出參數(shù)A、B。通過數(shù)據(jù)整理，推算出參數(shù)A=21.675，參數(shù)B=0.147，代入式2得：
（式4）
聯(lián)立式1和式4，即可得到通過雙橋靜力觸探成果估算預(yù)應(yīng)力混凝土管樁單樁豎向極限承載力標準值的計算公式。
3工程實例驗證
下面通過一個典型工程的資料對上述公式的可靠性作初步驗證。工程位于天津市西青區(qū)，場區(qū)地層分布、靜力觸探成果數(shù)據(jù)以及依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）采用物性指標經(jīng)驗參數(shù)法確定的樁基設(shè)計參數(shù)。
該工程樁端持力層選擇了可塑狀態(tài)⑤1粉質(zhì)粘土層，樁型為Φ400mmPHC型預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，試樁樁長（樁端入土深度）20m。共進行6棵場外試樁單樁靜載試驗，均加載至破壞，取破壞前一級荷載作為單樁豎向極限承載力Quk，其中4棵樁Quk為1700kN，2棵樁Quk為1850kN，Quk平均值為1750kN。
按照表3-1的地層資料，根據(jù)本文給出的估算公式進行計算。樁端平面上、下探頭阻力；樁端持力層為可塑粘性土，錐尖阻力修正系數(shù)取2/3；樁身范圍土的靜力觸探側(cè)摩阻力按厚度加權(quán)平均值，依據(jù)式4得；將這些數(shù)據(jù)以及樁長、樁徑等參數(shù)代入式1，得：。
采用《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）提供的靜力觸探估算預(yù)制樁單樁承載力的公式計算的結(jié)果為Quk=2047.7kN。采用經(jīng)驗參數(shù)法計算的結(jié)果為Quk=1328.4kN。
由上面的數(shù)據(jù)比較可知，本文提出的估算公式所得結(jié)果更接近于靜載試驗結(jié)果，樁基規(guī)范的靜力觸探估算公式所得結(jié)果偏大，而經(jīng)驗參數(shù)法計算的結(jié)果明顯偏小。通過初步驗證，本文提出的估算公式對天津地區(qū)的地層是適用的，可靠性比較高。
4結(jié)語
4.1本文提出了適于天津平原地區(qū)的雙橋靜力觸探預(yù)估預(yù)應(yīng)力管樁單樁極限承載力的公式，通過實例初步驗證，其預(yù)估的結(jié)果與單樁靜載試驗確定的承載力基本吻合，具有一定可靠性。
4.2后期收集更多的測試數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，可以對估算公式中的有關(guān)參數(shù)進行修正，使其更精確，更具實用性。
4.3今后尚可采取一些技術(shù)手段，針對天津平原地區(qū)常見的三類土（淤泥質(zhì)土，一般粘性土，飽和粉土砂土）分別推導(dǎo)靜力觸探側(cè)摩阻力與樁周土極限側(cè)摩阻力之間的關(guān)系，使估算公式進一步科學化，提高估算結(jié)果的準確度。
參考文獻
[1]孟高頭.土體原位測試機理、方法及其工程應(yīng)用[M].北京：地質(zhì)出版社.1997.
[2]劉松玉，吳燕開.論我國靜力觸探技術(shù)（CPT）現(xiàn)狀與發(fā)展[J].巖土土工程學報.2004
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