静压预制桩终压力的监理控制

静压预制桩终压力的监理控制静压预制桩以其其质量可靠、施施工速度快、无无噪声、无污污染、综合经经济效益高等等优点，已在在各地得到广广泛应用。尽尽管静压预制制桩在厦门地地区已应用了了一段时间，但但由于现行规规范对静压法法的论述较少少，往往造成成在施工中技技术人员缺乏乏理论验算的的规范依据，凭凭经验、凭感感觉的现象比比较普遍，特特别监理人员员在审核《施施工方案》时时对试打桩确确定施工控制制指标、桩机机机械性能检检验、终压力力复核验算等等几方面把关关不严，使得得静压预制桩桩施工质量存存在诸多的不不确定因素。下下面结合以往往工作的心得得体会，对监监理单位如何何按照设计指指标对终压力力进行控制谈谈几点心得。一、利用试打桩桩静荷载试验验指导施工目前试打桩一般般是由设计人人员、监理人人员、施工管管理人员在现现场对试打过过程进行目测测观察，根据据试打桩过程程所表现出的的现象判断原原设计图纸中中桩的承载力力指标是否可可行，以及提提出进入正式式施工后质量量控制指标，所所以这种方法法只能对成桩桩过程有一个个大致的了解解，无法定量量地判断能否否满足设计要要求，主观性性比较强。总总结多个工程程中遇到的各各种各样的情情况，笔者认认为对于一级级建筑物或水水文地质条件件复杂的地区区，应建议业业主对试打桩桩进行现场静静载荷试验，由由此对照单桩桩设计承载力力值，作为必必要时对设计计指标进行调调整的依据，这这样无疑是比比较慎重的作作法，同时可可以检验桩机机自重及电机机功率是否满满足施工要求求，并了解桩桩的穿透能力力以获得压入入控制值。许多工程的静载载试验值远高高于设计计算算出来的单桩桩承载力极限限值，有关单单位（特别是是业主）人员员往往认为设设计指标偏保保守，施工单单位也因此在在施工中掉以以轻心，认为为不必精心组组织施工即可可完成合同规规定的工作内内容。实际上上是没有完全全理解桩的工工作机理。现现将原因分析析如下：（1）强大的振振动力将预制制桩强行打入入强度较高的的强风化岩层层或密实的砂砂层内，在受受外力冲击波波和动应力时时，使桩端附附近的持力层层发生剧烈的的挤压加固作作用其地基承承载力比原状状时有较大的的提高。（2）由于软土土地基上部存存在一定厚度度的淤泥层，而而淤泥对桩身身的阻力影响响较小，振动动箱冲击力直直接作用在桩桩端土体，不不产生无效功功，其振动能能量向下面土土层传递动力力应力和压缩缩波、剪切波波，层层向下下挤压，使桩桩端土的反力力和锤击冲击击作用形成一一对作用力和和反作用力的的恒等关系。土土体中反作用用力随土颗粒粒密度、压缩缩模量、变形形模量增大而而增大，当反反作用力增大大到与振动箱箱作用力接近近时，桩端以以下土体及周周围土体层层层挤压密实并并重新排列，形形成一层超压压密土层包围围在桩端以下下，桩端持力力层的强度和和桩端土阻力力则被强化提提高。（3）如果采用用预应力管桩桩，大多数采采用开口桩尖尖，桩端土不不断地被挤入入桩腔内，土土挤力与腔壁壁摩擦力达到到平衡后形成成土塞效应，可可以提高其承承载能力。（4）一般情况况下，设计人人员套用国标标图集选择桩桩型，而国标标图集中不同同规格的桩的的承载力值曲曲线不是连续续曲线，当选选用截面较小小的桩不能承承载上部荷载载时，选用较较大截面又往往往超过之。由于以上因素目目前在仍未有有明确力学模模式，在设计计中一般不予予考虑，因此此，不能由于于静载实验得得出的桩承载载力高于设计计值，就认为为设计承载力力安全系数取取值过高，在在施工中任意意降低各类控控制指标。因此，忠实于设设计蓝图及设设计文件对监监理人员来说说责无旁贷，无无论在任何情情况下都不能能随意曲解设设计提出的指指标，是能否否监理好静压压预制桩施工工的基础。二、终压力的确确定许多技术人员（包包括施工人员员和监理人员员）认为终压压力就是桩的的极限承载力力，只要按照照极限承载力力的设定值施施压，就能通通过静荷载试试验的检验。实实际上终压力力与单桩承载载力有着本质质差别，具体体表现在以下下几个方面：：（一）概念不同同。终压力是是沉桩过程中中使桩能贯入入土层所施加加的静压力；；单桩承载力力是沉桩完成成后该桩能保保持正常使用用（即稳定下下沉量不超过过容许值）时时可承受的最最大荷载。（二）性质不同同。终压力主主要来自压桩桩机克服的桩桩尖土层的抗抗冲剪阻力，是是一种破坏土土层的极限荷荷载；单桩承承载力主要来来自桩侧土的的摩阻力和桩桩端土的支承承力，是一种种利用土层支支承力和摩擦擦力的容许荷荷载。（三）数值大小小不同。终压压力包括桩尖尖土层阻力和和桩侧土层的的滑动摩擦力力，且主要是是桩尖土层阻阻力；单桩承承承载力包括括桩端土支承承力和桩侧土土的摩阻力，且且一般是桩侧侧摩阻力大于于桩端土支承承力。（四）作用效果果不同。终压压力会使桩尖尖土体冲剪破破坏挤压桩周周土体形成具具有很高孔隙隙水压力的扰扰动重塑区；；单桩承承载载力要靠消散散孔隙水压力力，使紧贴桩桩身的扰动重重塑土产生再再固结而逐渐渐恢复土体的的抗剪强度才才能最后形成成。直接寻求终压力力与单桩承载载力间的相依依关系还难以以实现，因为为靠简单的两两、三个参数数并不能恰如如其分地反映映出桩长、桩桩截面尺寸、桩桩侧桩端和下下卧土层的组组成情况及土土性特征等复复杂因素。当然，终压力大大可以说明该该桩所受到的的桩端土层的的阻力及下卧卧土层的强度度越大。这从从桩端土层的的支承力上可可反映其单桩桩承载力也较较大。但是，要要找其定量的的相关关系又又比较困难，何何况大多数的的桩的承载力力主要取决于于桩侧摩阻力力而不是取决决于桩端土的的支承力（端端承桩除外）。最最起码，只能能认为桩确实实达到了设计计承载力极限限值，但不能能确保桩头进进入了设计要要求的持力层层，这无疑无无法满足抗震震要求。那么，怎样才能能确定具体工工程静压预制制桩的终压力力呢？可以这这样理解，静静压预制桩的的终压力主要要是克服桩体体冲剪土体向向下穿透时的的桩端阻力，这这从压桩时油油压表上的读读数（即终压压力）可以证证实，该值并并不随深度而而递增，而是是随着桩尖达达到的土层所所产生的抗冲冲剪阻力而浮浮动。以某工程两根试试打桩A、B桩为例，如如图1，为450×450mm的静压预预制桩，设计计承载力极限限值为1980kNN，由于是非非标桩，第一一次试打时又又出现异常情情况，现场有有关单位人员员认为可能与与《地质勘察察报告》有出出入，应设计计要求对部分分地质孔位进进行的静力触触探，测定桩桩周遍的摩阻阻力。持力层层为强风化花花岗岩，深度度为23.8米和19.9米，《地质质勘察报告》提提供的承载力力标准值为450kPaa，桩侧摩阻阻力根据静力力触探结果推推算出及桩于于个土层的埋埋深见表1。当压入持持力层深度时时，终压力分分别为2160kNN和2090kNN。大家知道，静压压预制桩的终终压力Pc包括桩端阻阻力Rsc和桩侧的的动摩阻力Fmc。在终压压力作用下，桩桩端冲剪破+坏土体克服服阻力穿透土土层，其后桩桩侧向下移动动仅受到周围围土体的滑动动阻力Fmc。即：Pc=Rsc++Fmc=αRs+βFm（1）式中。Rs和FFm分别是用静静力触探Ps值估算的静静压预制桩桩桩端阻力和桩桩侧摩阻力；；α和β分别是这两两部分力组成成静压力的分分担系数。对于判断压压桩的可能性性和选择压桩桩机械的压力力大小，可以以采用土性指指标、标用静静力触探Ps值估算的桩桩侧摩阻力表1桩侧土层杂填土粉质粘土-淤泥质粘土粉质粘土-粘土互层合计备注用P值估算的桩桩侧摩阻力（kPPa）f=30f=35f=37.5见表2A桩桩长（m）1.714.08.123.8摩阻力（kPa）91.8882.0546.81520.6B桩桩长（m）5.210.93.819.9摩阻力（kPa）280.8686.7256.51224.0注：为桩端的静静力触探比贯贯入阻力准贯入试验、静静力触探试验验、现场压桩桩试验和经验验系数等方法法进行综合判判定和合理选选用。如当土土层的塑性指指数指标IP<10时，一般不不引孔是很难难压入土层中中的。根据以上分析，利利用表1值代入式（1）可建立联联立方程组：：2160=α××（4500×00.45×0.45）+β×1520.662090=α××（4500×00.45×0.45）+β×1224.00解得：α=1.977β=0.24为方便计算，选选取α=2重新解得β=0.25，并将它们们代入式（1）得到Pc=2Rs++0.25FFm（2）写成PPc=2Rs+0.255UpFmfili（3）式中UUp——桩的截面周周长；fi、li———分别为桩周周各段土层的的摩阻力和各各段桩长。fi可由静力触触探指标Ps值进行估算算，也可利用用《地勘报告告》提供的指指标进行计算算，见表2。运用静力触触探P值估算不同同土质条件的的桩侧摩阻力力表2土质条件填土粘性土-淤泥质粘性土粘性土-粉土互层Ip≥10的粉粉质粘土和沙沙土桩侧摩阻力f取取值（kPaa）f=PS//20f=PS//20f=PS//40f=PS//50注：以上计算参参见《桩和桩桩基资料汇编编》，中国船船舶工业总公公司第九设计计院，1994年1月根据常识，一般般认为桩周土土体提供的摩摩阻力很大，为为什么此处却却显得很小呢呢？前面已经经分析过，在在压桩过程中中，桩周土体体在强大的压压力下塑化，所所能提供的摩摩阻力因此很很小，当桩静静止后，土体体会迅速恢复复，摩阻力呈呈几何级增加加。这就是许许多静压桩开开始施压时进进展迅速，接接桩后就无法法继续压入的的原因。由（3）和表22就可根据静静力触探指标标P值预估出静静压预制桩的的终压力，从从而选择静压压机械和判断断沉桩的可能能性。由于大大多数试打桩桩都定位于地地勘钻孔位，也也可以根据标标准惯入度值值进行推算，但但无疑使用静静力触探提供供是数据更为为精确。施工工中，对于不不同位置的桩桩，在施工中中还应根据相相应位置的地地勘资料，对对αβ值进行多次修修正。根据以上计算结结果可以发现现，实际需要要的终压力大大于设计承载载力极限值，这这是因为设计计人员为方便便计算，对一一批桩统一取取值（取小值值），因此同同样的压桩力力，不能保证证使桩长较的的桩进入持力力层。由于目目前对于打（压压）入桩何时时进入持力层层没有一个可可靠的判断的的标准，控制制终压力无疑疑成为一个较较直观控制手手段。三、复核桩机的的配重在许多工程施工工前，往往由由施工单位确确定桩机配重重，监理人员员对《施工方方案》中的配配重设计很少少进行复核，以以至于对终压压力能否满足足要求心中无无数，这显然然在静压预制制桩施工的监监理工作中遗遗漏了一个最最关键的质量量控制点。根根据福建省的的规定桩机自自重与配重之之和应略1.1倍于终压值值，压桩前监监理人员应对对配重进行严严格的复核：：（1）核实机身身自重和配重重的准确值，防防止虚报。并并确定机架重重心及配重折折减系数；（2）检查桩机机的油压表，要要求桩队出示示经过计量部部门检查准确确的证明文件件，然后用浮浮机来检查油油压表，看读读数反映的总总压力是否与与机身加配重重之各相符。终压力过大易压压坏桩，而终终压力过小，桩桩无法达到持持力层，桩底底嵌固不好，有有效桩长不足足，单桩承载载力不能满足足设计要求，且且易出现多桩桩承台施工时时邻桩上涌的的质量事故。安安全适宜的终终压力既可保保证桩身不受受破坏，又可可以确保桩端端嵌固至合适适的持力层，并并通过大吨位位桩端压力挤挤密桩底土体体提高桩端土土体力学性能能，取得较高高的桩端土极极限端阻力。