0、前言
錘擊法施工PHC樁已大量應(yīng)用于各種工程，然而對于設(shè)計(jì)中沉樁雙控的要求（即樁長和貫入度均滿足設(shè)計(jì)要求），在施工中，往往會(huì)有較大的出入，工程技術(shù)人員難以準(zhǔn)確判斷樁的實(shí)際承載力是否與設(shè)計(jì)值一致。因此需要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)測數(shù)據(jù)，尤其是最后三陣的平均貫入度值，來估算出實(shí)際的單樁承載力，以滿足設(shè)計(jì)承載力要求。
1貫入度和打樁公式
貫入度是指在地基土中用重力擊打貫入體，貫入體進(jìn)入土中的深度。進(jìn)行貫入測試的目的，是通過貫入度判斷地基土的軟硬程度，從而確定樁基或地基土的承載能力。一般地，土對樁的動(dòng)態(tài)阻力(貫入阻力)隨土質(zhì)和樁的擊入深度變化而變化，錘擊法打樁入土?xí)r，每一錘擊的入土深度，在硬土中比在軟土中要小。在勻質(zhì)土中打樁，同一根樁打得越深，則每一錘擊的入土深度也越小。打樁公式就是根據(jù)打試樁的數(shù)據(jù)來反映貫入度與貫入阻力之間關(guān)系的公式，它以碰撞理論和能量守衡原理作為依據(jù)推出，即輸入的能量等于有用的能量加被消耗的能量。但是，各種打樁公式實(shí)際上只能表示貫入阻力，并不能真正代表樁的承載力，因?yàn)樨炄胱枇εc樁的承載力之間存在著根本的差別，尤其對于粘性土中的摩擦樁更是如此。盡管用打樁公式來確定樁的承載力帶有局限性，但在工程實(shí)踐中仍有一定的參考意義。而在實(shí)際工程中，規(guī)范要求的貫入度和設(shè)計(jì)的樁長往往不能很好的吻合。本文通過一個(gè)工程實(shí)例，對比格氏打樁公式和福建、江浙一帶常用的貫入度經(jīng)驗(yàn)公式，對現(xiàn)場貫入度和樁長進(jìn)行調(diào)整，從而驗(yàn)證打樁經(jīng)驗(yàn)公式在本地區(qū)的可行性。為同類工程提供參考。
2.貫入度計(jì)算
某工程為大型倉庫，由于倉庫面積大，樁數(shù)多，需確定合理的樁長和貫入度值以保證整個(gè)基礎(chǔ)工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。本工程設(shè)計(jì)為直徑300的PHC管樁，單樁承載力特征值為800KN，樁長約為16米，設(shè)計(jì)貫入度要求最后三陣平均貫入度小于15cm。施工使用的樁錘類型是筒式柴油錘，錘重5t，落距1.8m。
2.1格氏打樁公式
即前蘇聯(lián)格爾謝萬諾夫打樁公式。它是根據(jù)“錘擊能量等于克服土的阻力，樁與土之間的彈塑性變形和消耗有害阻力的能量之和”的規(guī)律導(dǎo)出。
根據(jù)設(shè)計(jì)承載力計(jì)算控制貫入度：
式中Ra—樁的承載力特征值(kN)；
n—與樁和樁墊材料有關(guān)的系數(shù)；按表1取用；
K—安全系數(shù)，臨時(shí)性建筑物取1.5，永久性建筑物取2；
F—入土的樁身外表面面積(對于摩擦樁)或樁的橫截面面積(對于端承樁)(m2)；
M—系數(shù)，當(dāng)樁由沖擊作用的錘打入時(shí)，M=1；
E—樁錘的計(jì)算錘擊能量(KN·m)按表2取用；
e—最后貫入度，即打樁記錄的最后十擊的平均貫入度(m)；
Q—樁錘沖擊部分的重量(KN)；
q—樁及樁帽重(KN)；
ql—送樁重(KN)；
S—錘擊恢復(fù)系數(shù)，當(dāng)采用本質(zhì)錘墊的樁帽，由沖擊作用的錘打鋼筋混凝土樁及管柱時(shí)，S2=0.2；采用振動(dòng)樁錘時(shí)，S2=0.0。
表1系數(shù)n值
(2)h為樁錘錘心由于氣墊作用的第一次回跳高度，由尺量得。初步計(jì)算時(shí)可采用：對桿式錘h=0.6m；對筒式錘h=0.4m。
本工程中，
n=1500KN/m2；F=15.1m2；M=1；E=9x50x1.8=810KN；K=2；Ra=800KN
Q=50KN；S2=0.2；q=28.3KN；ql=3.5KN。
計(jì)算得到貫入度：e=0.33m/10擊，即3.3cm/擊。也即最后三陣平均貫入度為33cm/10擊。
2.2福建、江浙一帶的經(jīng)驗(yàn)打樁公式：
其中W—為錘重，單位為t；
h—為落距，單位為m。
s—為貫入度（每擊米），單位為米。
本工程中，
W=5t；h=1.8m；Ra=80t
計(jì)算得到貫入度s=0.025m/擊，即2.5cm/擊。也即最后三陣平均貫入度為25cm/10擊。
由上述計(jì)算結(jié)果可知，福建打樁公式要求更加嚴(yán)格，而且福建打樁公式相對簡單，計(jì)算方便，綜合考慮目前僅有的廣東標(biāo)準(zhǔn)地基基礎(chǔ)規(guī)范上要求，設(shè)計(jì)規(guī)定的最后三陣平均貫入度控制在15cm/10擊以下。
3現(xiàn)場貫入度控制
（1）在實(shí)際施工中，樁管打至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，多少樁貫入度均大于設(shè)計(jì)要求，個(gè)別樁多達(dá)20～45cm/10擊。為了減小貫入度，對于部分貫入度較大的樁采用加長樁長方法?？紤]到本工程樁基工程量大，總數(shù)約1200余根，為了在保障安全的同時(shí)能節(jié)省投資，并為后續(xù)施工提供依據(jù)，對貫入度較大的樁調(diào)整了施工方案，將樁長加長2米，也就是進(jìn)入持力層更深2米，最后按上述公式重新計(jì)算了貫入度，選擇了最后三陣的平均貫入度為20cm/10擊。
（2）另一種情況是，部分樁樁長遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)樁長時(shí)（小1～2米），錘擊數(shù)很多，貫入度已經(jīng)很小，每米的錘擊數(shù)達(dá)到130～150擊，也即貫入度在2～5cm/10擊，此時(shí)繼續(xù)再打三陣，發(fā)現(xiàn)貫入度值比較穩(wěn)定，平均每陣貫入度在2～5cm。最后調(diào)整設(shè)計(jì)樁長，將原樁長減小1～2m，以控制貫入度為主，樁長為輔。
選擇了3根樁進(jìn)行了靜載試驗(yàn)，承載力特征值分別為850KN、840KN、840KN，沉降量分別為20mm、17mm、19mm，單樁承載力特征值和沉降量均滿足設(shè)計(jì)要求。從試驗(yàn)結(jié)果還可以看出，原設(shè)計(jì)貫入度因參考規(guī)范要求，偏于保守，而按打樁公式計(jì)算的值，反而接近實(shí)際的情況。
結(jié)語
本文實(shí)例表明錘擊法施工預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格采用樁長和貫入度進(jìn)行雙控。施工中應(yīng)密切觀察貫入度，當(dāng)已達(dá)設(shè)計(jì)樁長，但貫入度還比設(shè)計(jì)值大很多時(shí)，可考慮適當(dāng)增加樁長，并根據(jù)打樁公式，重新調(diào)整貫入度，適當(dāng)放大貫入度限值。當(dāng)打樁過程中難以達(dá)到設(shè)計(jì)樁長，而貫入度已經(jīng)很小，錘擊數(shù)太大，應(yīng)該按經(jīng)驗(yàn)公式用現(xiàn)場的貫入度值，反過來估算單樁承載力特征值，以相應(yīng)減小樁長。
參考文獻(xiàn)：
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劉金波主編.建筑樁基技術(shù)規(guī)范理解與應(yīng)用.中國建筑工業(yè)出版社，2008
廣東省標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（DBJ15-31-2003），中國建筑工業(yè)出版社.
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