1 引言

按照目前使用教材的分類, 沉樁僅指的是預(yù)制樁, 不包括鋼樁(鋼管樁和H-Pile), 如下圖所示. 不過在我們的討論中, 把這兩種樁合并在一起, 統(tǒng)稱為沉樁(Driven Piles). 

鋼樁在加拿大的巖土工程中應(yīng)用非常廣泛, 其中一個(gè)主要原因是由于許多工程,特別是石油和天然氣運(yùn)輸管線, 高壓輸電線路的工程場(chǎng)地都位于人煙稀少的地段, 使用混凝土非常不方便, 因此許多情況下都使用鋼管樁或H-Pile, 例如<樁基礎(chǔ)的分類(Classification of Piles)>中顯示的鋼管樁基礎(chǔ)是用于高壓輸電線路的, 此外, 在油罐(Oil Tank)基礎(chǔ)和機(jī)器地基的設(shè)計(jì)中, 也大都使用鋼樁.

沉樁(Driven Piles)的分析理論性非常強(qiáng), 實(shí)踐中通用的方法是基于波動(dòng)方程進(jìn)行分析的, 例如WEAP和CAPWAP, 下圖所示的是一個(gè)真實(shí)的沉樁測(cè)試?yán)?

在許多標(biāo)準(zhǔn)的巖土工程教材中, 經(jīng)常使用如下所示的Alpha和Beta方法進(jìn)行沉樁分析, 在以后的文章中將詳細(xì)介紹. 這個(gè)筆記僅follow著教材內(nèi)容, 從施工的角度簡(jiǎn)要介紹沉樁.

2 打入樁

打入樁是通過錘擊(或以高壓射水輔助)將各種預(yù)先制好的樁(主要是鋼筋混凝土實(shí)心樁或管樁，也有木樁或鋼樁)打入地基內(nèi)達(dá)到所需要的深度。這種施工方法適應(yīng)于樁徑較小(一般直徑在0.60m以下)，地基土質(zhì)為砂性土、塑性土、粉土、細(xì)砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石類土的情況。

3 振動(dòng)下沉樁

振動(dòng)法沉樁是將大功率的振動(dòng)打樁機(jī)安裝在樁頂(預(yù)制的鋼筋混凝土樁或鋼管樁)，利用振動(dòng)力以減少土對(duì)樁的阻力，使樁沉入土中。它對(duì)于較大樁徑，土的抗剪強(qiáng)度受振動(dòng)時(shí)有較大降低的砂土等地基效果更為明顯。《公橋基規(guī)》將打入樁及振動(dòng)下沉樁均稱為沉樁。

4 靜力壓樁

在軟塑粘性土中也可以用重力將樁壓入土中稱為靜力壓樁。這種壓樁施工方法免除了錘擊的振動(dòng)影響，是在軟土地區(qū)，特別是在不允許有強(qiáng)烈振動(dòng)的條件下樁基礎(chǔ)的一種有效施工方法。

5 沉樁(預(yù)制樁)的特點(diǎn)

(1) 不易穿透較厚的砂土等硬夾層(除非采用預(yù)鉆孔、射水等輔助沉樁措施)，只能進(jìn)入砂、礫、硬黏土、強(qiáng)風(fēng)化巖層等堅(jiān)實(shí)持力層不大的深度。

(2) 沉樁方法一般采用錘擊，由此產(chǎn)生的振動(dòng)、噪聲污染必須加以考慮。

(3) 沉樁過程產(chǎn)生擠土效應(yīng)，特別是在飽和軟黏土地區(qū)沉樁可能導(dǎo)致周圍建筑物、道路、管線等的損失。

(4) 一般說來預(yù)制樁的施工質(zhì)量較穩(wěn)定。

(5) 預(yù)制樁打入松散的粉土、砂礫層中，由于樁周和樁端土受到擠密，使樁側(cè)表面法向應(yīng)力提高，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力也相應(yīng)提高。

(6) 由于樁的貫入能力受多種因素制約，因而常常出現(xiàn)因樁打不到設(shè)計(jì)標(biāo)高而截樁，造成浪費(fèi)。

(7) 預(yù)制樁由于承受運(yùn)輸、起吊、打擊應(yīng)力，需要配置較多鋼筋，混凝土標(biāo)號(hào)也要相應(yīng)提高，因此其造價(jià)往往高于灌注樁。