基于静载实测数据的厦门地区海相土质桩基选型研究

基于静载实测数据的厦门地区海相土质桩基选型研究

钟佳良

同济大学上海市200092

1引言

伴随着厦门“跨岛战略”发展的推进，大量的桩基应用于厦门地区。在厦门地区复杂的地质条件下，存在着大量的海相土，在这些片区进行施工时，由于桩基选型不当，出现了种种问题。如何在海相土中做好桩基选型，对于本地区的地基基础研究和施工来说，就显得极其重要。

2地质特征

海相土的天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程性质，工程地质条件较差。海成滩涂是厦门地区主要的一种地貌，其土层分布概况如下：（1）杂填土；（2）淤泥或淤泥质土；（3）冲洪积土层；（4）残积粘性土；（5）基岩。厦门地区当地貌类型为海成滩涂时通常会有软土层，大部分地区分布的软土主要是近代海退形成的浅海湾沉积软土。多年来的工程经验表明，鉴于厦门软土的复杂性，对桩基成桩质量的影响很大，在勘察、设计、施工中对软土层一定要有充分的重视，并结合工程的具体情况对其进行合适的处理。

3研究方法[1][2][3][4][5][6]

单桩竖向抗压静载试验采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，是确定单桩竖向抗压承载力的最直观和最可靠的传统方法。本文由静载实测数据入手，结合本地区经验，通过JGJ94规范中提供的经验参数法公式及相关参数，以及福建省DBJ13-07-2006规范中的承载力估算公式及相关参数进行统计分析、计算，对厦门地区海相土质下桩基选型进行研究和讨论，以期未来对本地区的海相土桩基础理论研究和施工提供依据。

4案例介绍

为较有代表性地体现厦门地区桩基础在海相土质下的一些特点，本文选取了两个工程项目的静载数据进行介绍，这两个项目较好的展现了本地区桩基在海相土下应用和试验的现状。

项目一采用旋挖灌注桩基础，桩径D=800mm，桩端持力层设计为散体状强风化花岗岩，设计单桩竖向抗压承载力特征值均为3600kN，场地地质情况自上而下为：杂填土；填砂；填石；淤泥；粉质粘土；淤泥质土；粉质粘土；粗砂；残积砂质粘性土；全风化花岗岩；散体状强风化花岗岩；碎块状强风化花岗岩；中风化花岗岩；碎块状强风化花岗岩。试验相关信息如下：

项目二采用预制方桩基础，规格450×450mm，桩端持力层设计为土状强风化花岗岩，设计单桩竖向抗压承载力特征值均为2250kN，场地地质情况自上而下为：杂填土；素填土；淤泥-淤泥质土；中砂；粉质粘土；粗、砾砂；残积砾质粘性土；全风化花岗岩；土状强风化花岗岩；碎裂状强风化花岗岩；中风化花岗岩。试验相关信息如下：

表1单桩竖向静载抗压试桩结果一览表（项目一）

表2单桩竖向静载抗压试桩结果一览表（项目二）

图1左：项目一典型Q-S曲线右：项目二典型Q-S曲线

5分析讨论

（1）考虑到厦门地区基桩的承载主要以端承桩为主，但在海相土质下，桩长对桩基承载力的影响亦占有较大比重，因此取每个项目桩长最长、最短和中值或者是总沉降量最大的桩进行讨论。在桩的极限承载力确定方面，本文采用的是国家行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2014的方法，由于选取的桩均未压坏，因此在本文中桩极限承载力均取最大加载值。

（2）本文采用规范给出的经验参数法，按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中的经验公式和随公式一并给出的相关桩侧阻力极限标准值和桩端阻力极限标准值参数计算各桩极限承载力计算值，然后分析各桩在静载试验中的单桩竖向抗压极限承载力的试验取值和计算值之比（即试计比），进行数理统计，并根据统计结果的数字特征（试计比的均值、标准差和变异系数等）对桩侧阻力和端阻力进行调整，直到极限承载力标准值的计算值与试验值相等或接近相等为止。

（3）本文还采用福建省工程建设地方标准DBJ13-07-2006《建筑地基基础技术规范》所提供的单桩竖向承载力估算公式及一并给出的桩侧阻力极限值和桩端阻力极限值经验参数计算各桩承载力计算值：

Ra=（upΣqsikli+qpkAp）/2（式1）

式中，

Ra—单桩竖向承载力特征值（kN）；

up—桩身周边长度（m）。

由于估算公式计算出的是特征值，根据福建省和厦门市工民建一般的设计特点，单桩竖向承载力极限值Qu是特征值Ra的2倍，式（1）可改写为：

Qu=upΣqsikli+qpkAp（式2）

（4）在选取试算法的计算参数时，桩侧阻力极限值和桩端极限值采用上述规范提供的参数。由于JGJ94-2008中给出桩的极限端阻力标准值并不完整，因此结合地区经验对JGJ94-2008中基岩部分的桩的极限端阻力标准值进行了一定的补充，详见表3。最后进行数理统计，然后对初始表进行相应调整，其统计结果见表4和表5。

表3对JGJ94-2008桩的极限侧阻力标准值与桩的极限端阻力标准值的补充

表4单桩竖向静载抗压试桩实测资料、长径比、端阻分担比和试计比分析汇总（JGJ94-2008）

表5单桩竖向静载抗压试桩实测资料、长径比、端阻分担比和试计比分析汇总（DBJ13-07-2006）

6结语与建议

基于对厦门地区典型工程案例的分析与讨论，本文推荐直接采用福建省工程建设地方标准DBJ13-07-2006《建筑地基基础技术规范》所提供的单桩竖向承载力估算公式及一并给出的桩侧阻力极限值和桩端阻力极限值经验参数对厦门地区的试桩，特别是海相土质下的桩基承载力设计具有较好的适用性。

在海相土质下的桩基选型，应结合多种因素考虑，结合厦门地区的实际情况，本文提出如下建议：

（1）预制桩应避免在海相土层进行接桩；在设计施工应考虑桩周土对预制桩桩身材料的腐蚀性的影响，桩端头板应有一定的防腐措施。

（2）对于灌注桩，在条件许可的情况下宜采用桩侧和桩端注浆以确保桩的承载力，并采用更好的工艺进行清渣。

参考文献：

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[4]陈鹭琳，黄明辉.大直径锤击沉管混凝土灌注桩承载性状的试验研究[C].//滕延京.中国建筑学会地基基础专业委员会2004年学术年会论文集.北京：知识产权出版社，2004-9

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