摘要：本文通过分析长春强风化软岩的工程特性，探讨静压预应力管桩在强风化软岩中的工作机理，提出该桩型桩长和桩端阻力特征值的确定方法。
关键词：半刚性材料；结构强度；软岩；静压桩
前言
由于静压预应力管桩（以下简称为静压桩）具有穿透能力强，环保无噪音，性价比高等优点，因而在长春工民建中得到日益广泛的应用。静载试验表明，在粘性土中，静压桩的单桩承载力与普通预制桩相似，但在强风化软岩中其单桩承载力提高幅度巨大。分析这种现象的产生机理，出该桩型桩长和桩端阻力特征值的确定方法，对勘察、设计和施工都具有重大意义。 一、单桩承载力的产生机理
在强风化软岩中，静压桩之所以具有较高的承载力，主要是由强风化软岩的工程特性以及静压桩超强的穿透能力所决定。
1、强风化软岩属于“半刚性”材料
与粘性土的弹塑性相比，强风化软岩呈“半刚性”，如下表1、图1所示。
2、良好的结构强度
强风化软岩主要呈碎块状，天然状态下岩体比较完整，具有良好的结构强度。这种结构强度是在成岩作用中形成的，其大小与岩性及风化作用密切相关，遇水或空气时基岩会软化崩解，结构强度降低或丧失。 例如，人工挖孔桩施工中，强风化软岩需要用风镐才能挖掘，挖掘速度缓慢，挖出的泥岩和砂岩呈碎块状，泥岩岩块很快风化成硬塑粘土状，用手即可掰断或捻碎；砂岩岩块最终风化成松散砂状，见图片1、2、3，这表明强风化软岩，在天然条件下保持了良好的结构强度，并随风化作用而降低丧失。
静压桩贯入能力优于其他桩型，如预制桩一般仅能沉入到全风化软岩中，而静压桩可沉入到强风化软岩中，并能进入到一定深度，有利于强风化软岩结构强度的发挥，因而可获得较高的承载力。
3、裂隙水少或没有裂隙水
水是造成基岩软化的主要因素，但大量的工程实践表明，长春全风化～强风化泥岩中，一般不存在或仅有少量的基岩裂隙水，见图片1、干果礼品盒4，全风化泥岩还起着隔水作用。施工中见到的水主要来源于上部含水层中地下水沿孔壁坑壁的浸入。
静压桩优越于挖孔桩，其施工工艺可以避免桩端处强风化软岩浸水软化问题，从而避免了承载力因基岩软化而降低。
二、桩尖持力层及桩长的确定
工程经验表明，原位测试手段是确定静压桩桩尖持力层及桩长的有效方法，具体方法主要有：
1、车载静力触探
在下锚或增加配重的情况下，当Ps＞11 MPa或防盗手机套qc＞8 MPa时，可以该深度处强风化泥岩作为桩尖持力层；桩长与设计采用的管桩直径有关，根据现场试桩结果，对直径400mm管桩，桩尖能进入该层1.5～2.5米，对直径300mm303c管桩，桩尖能进入该层3.0～4.0米。
静力触探能真实反映探头处地基的力学性质，其数据可靠，影响因素少，因而静力触探是确定静压桩桩尖持力层的最佳手段。
2、标准贯入试验
丙烯酸酯胶>工地降尘结合地方标准，以实测锤击数N＞led发光模块50（泥岩）、N＞100（砂岩）作为判断强风化状态的依据，但应考虑深度修正问题。这是因为在基岩埋深浅，缩孔不严重的地段，如长春二道地区，基岩埋深一般小于8米，修正系数α≥0.90，深度修正对锤击数影响有限；但在基岩埋深大的地区，标贯试验的影响因素繁多，特别是缩孔严重的地段，如高新开发区，基岩埋深一般大于10米，上部粘性土缩孔严重，如不对锤击数进行杆长修正，容易使N值高于实际，造成基岩风化程度的误判。
三、桩端阻力的确定
强风化软岩从剪切波速，特别是岩石风化后的状态，均与碎石土有相近之处，因而可依据静载荷试验资料，参照国家桩基规范中碎石土的指标，确定长春强风化软岩的桩端阻力特征值，其范围建议采用5000～8500kpa，取值时，应考虑岩石的矿物成分，完整性及风化程度，对泥岩取中低值，对砂岩取中高值。
以图1工程为例，取强风化泥岩qp=7000kpa，计算单桩承载力特征值Ra=1343KN，与静载试验结果较为接近。
结语
由于没有收集到有关强风化砂岩的单桩静载试验资料，故本文中所提及的强风化软岩主要指泥岩。此外，因长春地下水位高，基岩埋深较大，特别是基岩遇水软化问题严重，使深井载荷试验的应用受到一定的限制，因而文中桩端阻力的确定只是从分析基岩的特性出发，参照与之相类似的碎石土来确定，其数据大小，还需要用工程实践来进一步验证。受水平所限，文中缺点错误在所难免，希望专家批评指正。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
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