根据上表中 450 的方桩和 500 的管桩计算结果的对比显而易见,在竖向承载力相当的 情况下,方桩(450)在面积比管桩(500)大的情况下(或者说方桩(450)在挤土效应更 明显的情况下) ,其桩的最小中心距的取值反而比管桩的要小,这明显有驳设计桩的最小桩 心距取值的初衷,无法在同等对比的情况下保证项目质量,这样的一种情况的存在将会如下结果: 由于方桩的最小桩间距不够给工程埋下隐患。 同时方桩和管桩对比, 在同等面积的情况下 (方 形和圆形对比同等面积的情况下方形周长比圆形大) 其摩擦力较大, 对应的由其所产生的反 向作用力也就越大, 或者换句话说其对土体的扰动也就越大, 为了减小挤土效应的影响其最 小桩心距 d 的取值也应该越大,才能尽可能的抵消由于挤土效应给工程项目施工带来的负面影 响。 表面积的大小将是决定桩的挤土效应的主要的因素, 那么就方桩和管桩在桩的最小中心距 的换算上应该以其面积为主要数据, 对于方桩可以将其面积折算成圆面积并以折算后的圆的 面积所取得直径为计算基础, 这样才可以更加合理, 例如方桩 (450) 其面积为 450*450=202500, 再换算成同等圆面积下的直径为 R= 2* 面积 / 3.14 =507.9, 桩的最小桩心距 d 的取值应该 取 507.9,由于方桩的摩阻力较管桩大,所以合理的情况下,倍数应该高于管桩,摩阻力和 表面积有关,如不考虑桩长从单位面积来算,就是和边长有关,还是以方桩(450)和管桩 (500)为例,方桩(450)边长为 450*4=1800,管桩 500 为 3.14*500=1570,那么方桩和管 桩摩阻力的系数关系应该是 1800/1570=1.15, 倍数的系数取值如果简单的按照该系数算应该 是 3.5*1.15=4.03,取 4 倍。那么方桩(450)的桩的最小桩心距应该是 507.9*4=2031.6 而不 是现在的 1575. 综上所述,建议桩基规范第 3.3.3.1 条注 1 条修订为:d----圆桩取直径;方桩取边长*1.25 或等效圆直径。这样才可以真实反映桩基规范对于挤土效应的重视。 方桩虽不是新产品,但由于其自身质量等方面的问题一直未在市场上大面积使用, 所以一直以来从检查到各方面技术规范都不完善, 为了能够更好的保证建筑质量, 不要给后期的施工和 建筑物的使用带来安全风险隐患, 希望各个有关主管部门能够认真考虑本文中提到的基桩最小桩 心距的问题,为社会建设和发展更好地提供保证。
根据中华人民共和国建设部在 2008 年 10 月 1 号批准的 《建筑桩基技术规范》 JGJ94-2008, 其中第 3.3.3 基桩布置宜合乎条件的规定:
挤土效应主要的负面影响是导致土体的垂直隆起和水平方向的位移。其中水平方向的 位移还在于对土层的挤压产生的水平压力作用的结果, 而垂直隆起这是因为在成桩过程 中摩擦力的反作用力造成, 在水平压力相同的情况下, 也就是说在桩径相同的情况下桩的摩 擦阻力越大其反作用力也就越大,或者说垂直隆起就会越明显。 同时由扩张理论: 单桩所产生的塑性区半径 R 值: R/r= (Es/2 (1u) Cu) 1/2; 桩 半径:r, Es 为土的压缩模量,Cu 为不排水强度,u 为当土处于不排水条件下其泊松比。 由上式可以明显看出单桩所产生的塑性区半径 R 值和桩径有直接联系,也就是说和桩的面 积有直接联系。 在《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008,其中第 3.3.3 基桩布置宜合乎条件的规定,的表 下的注解①d-圆桩直径或方桩边长 D-扩大端设计直径。对于方桩取边长这方面显然无法反 应出方桩真实的桩自身的体积“占用”了土体原有的空间的情况,也就无法真实反应出挤土 效应对项目的影响,例如在相同场地条件下,400 的方桩,其周长为 4*400=1600,其面积
桩的最小桩间距其目的是为了抵消挤土效应对桩基础的影响, 挤土效应越明显也就是 说桩自身的体积“占用”了土体原有的空间其取值应该也越大,但根据上表中 400 的方桩和 400 的管桩计算结果的对比显而易见,方桩(400)在面积比管桩(400)大的情况下(或者 说方桩(400)在挤土效应更明显的情况下,其桩的最小中心距的取值反而相同,这明显有 驳设计桩的最小桩心距取值的初衷。 表面积的大小将是决定桩的挤土效应的主要的因素, 那么就方桩和管桩在桩的最小中心距 的换算上应该以其面积为主要数据, 对于方桩可以将其面积这算成圆面积并以折算后的圆的 面积所取得直径为计算基础,这样才可以更加合理.从上表一能够准确的看出,在桩间距相同的情况 下,400 管桩面积和周长均只有 400 方桩的 0.785 倍,所以其挤土效应也只有 400 方桩的 0.785 倍. 又例如在同等承载力的条件下,450 的方桩,其边长为 450,按照上表中桩心距照 3.5d 算为 450*3.5=1575,其面积计算为 450*450=202500,而 500 的管桩按照同样的标准计算其 桩心距 500*3.5=1750,其面积计算为 3.14*250*250=196250。而 500 的管桩其周长为 500*3.14=1570, 的方桩其周长计算为 450*4=1800.显然,在压桩过程中它们对土体产生的 450 影响是大不相同的,500 的管桩对土体的影响远小于 450 方桩。 如考虑到内孔进土的问题,将两种桩型均归类为半挤土桩的线)的空心方桩 内孔截面积为 53066。500*100 的管桩内孔面积为 70650。能够准确的看出,前者内孔容土量小于 后者,所以挤土效应则大于后者。 桩型 d 取值 方桩(450) 450 管桩(500) 500