静力触探在软土区桩长设计中的应用

静力触探在软土区桩长设计中的应用李汉江刘勇林晓芳（江西省交通设计院南昌330002）摘要：本文结合苏州市友新路高架桥设计实例，介绍静力触探勘探方法和在软土区桩长设计中的应用，为在今后桩长设计中积累一定的经验。关键词：桥梁工程；软粘土；静力触探；钻孔桩桩周土极限摩阻力；桩长0前言苏州友新路高架桥位于长江三角洲之太湖之滨，区域内发育厚层软塑状粘性土、粉砂，钻探70m多深未揭露基岩，为此桥基只能考虑采用钻孔摩擦桩基础，针对拟建基础的要求，勘察的重点是确定各土层的钻孔桩极限摩阻力。由于一般性钻探取样试验及原位测试查表确定土层桩周极限摩阻力，人为影响大，准确程度有限。静力触探既是一种原位测试手段，又是一种勘探手段，具有连续性、原位性等特点，适用于软塑状粘性土勘察，能很好地弥补钻探的不足，因此，本次勘察我们在钻探勘探的同时，布置了一定的静力触探工作，互为补充，目的是准确确定各土层的力学入阻力通过电信号输入到记录仪表记录下来图1-（b）,再通过贯入阻力与土的工程特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供土性参数、选择桩尖持力层和预估单桩承载力等岩土工程地质勘察目的。指标，为桩基设计提供可靠设计参数。1静力触探的基本原理静力触探（CPT）是一种应用比较广泛的原位测试技术，就是利用贯入装置一触探机在准静力状态下，将一个内部装有传感器的触探头匀速压入土中图1-（a）,由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力也不一样，传感器将这种大小不同的贯2数据的采集本次勘察在工程钻探的基础上，沿线共断续布置了40个静力触探孔，采用的仪器是双桥探头触探仪，采集的数据结合附近的钻探地质分层，进行了静力触探分层，确定各层的力学指标。通过静力触探得到了各土层的两个指标：探头锥尖阻力（和侧壁摩阻力（fs）,各土层平均静探指标见表1。各土层的静力触探力学指标统计表表1指标亚粘土-1淤泥质粘土淤泥质亚砂土亚粘土-2粉砂-1粉砂-2Ps(kPa)范围值0.91-3.170.92-1.540.90-1.461.95-7.85.12-7.136.74-12.0平均值1.621.211.203.996.138.49Fs(kPa)范围值24.39-76.5022.00-34.7218.11-29.1055.98-105.7596.46-103.894.69-166.8平均值57.1428.0223.9077.79100.14122.253静探参数桩长试算公式的确定利用静探指标确定单桩承载力应结合桩的类型、施工方法和土质特点等综合考虑，由于公路规范及岩土勘察规范均未涉及到双桥静探钻孔桩的计算方法，而拟建基础形式为钻孔灌注桩，因此本次勘察采用了铁道部静力触探技术规则（1989）计算方法中的双桥探头PS-fsi估算混凝土钻孔桩单桩容许承载力公式，计算公式如下：P=（aPsA+UIEBifsihi）/K式中P一单桩竖向容许承载力（kN）u桩周长（m）；a桩端截面积（m；hi分层土厚度（m）;K安全系数，以端承力为主时取2,以摩阻力为主时取2.5;Ps一桩底以上和以下44（4为桩径）的平均触探端阻力（kPa）;f与一桩周分层土的探头侧壁摩阻力（kPa）；a、Bi分别为灌注桩的端阻和侧阻综合修正系数，可根据桩径按表2查得。灌注桩直径（mm端阻a侧阻Bi小650a=20.46(Ps)-0.55Bi=3.49fsi-0.40灌注桩综合修正系数计算公式表2注：PS、fsi的单位都是Kpa4设计桩长的确定桥梁采用25米和30米跨径等截面预应力硅连续箱梁，通过上部结构at算，墩顶荷载为24380KN,根据上述已确定指标参数，通过单桩容许承载力计算公式反复试算，最后得出能满足以上各项要求的桩长在60米左右，安全系数为2.5,因此建议桩长按60米左右进行设计，基底放入第二层粉砂或第二层亚粘土中。5结语静力触探既是一种勘探手段，又是一种原位测试方法，较之钻探既具有快速、经济和简便等特点，又具有连续、精确、客观等特点。静力触探适用于细粒土地区，能连续、准确、快速地确定桩尖持力层及桩周摩阻力，这是一般常规勘察手段无法比拟的，获得的指标大于试验查表指标，因而降低了工程造价。目前该高架桥已建成通车，运行情况良好。参考文献：1JTJ02485,公路桥涵地基与基础设计规范S.2常士工程地质手册.第2版，中国建筑工业出版社.3铁道部，静力触探技术规则S.1989.通过反复试算，确定基础形式为墩下承台八根群桩基础图2,群桩设计为桩径1.20米的钻孔灌注桩