淺談填土負(fù)摩阻力對(duì)嵌巖樁豎向承載力的影響

尚 華

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展,我們生活的城市也在不斷地向外擴(kuò)張。重慶不是平原地區(qū),而是丘陵地區(qū),因此,根據(jù)建設(shè)規(guī)劃的需要,原來的山坡被開挖掉了,溝谷也被填平了,漂亮的小區(qū)、高聳的樓房接二連三地立起來了。在施工平場(chǎng)回填的時(shí)候一般都是機(jī)械無序堆填,沒有采取措施進(jìn)行碾壓或夯實(shí)處理,因此,填方土體會(huì)逐漸產(chǎn)生自重固結(jié)沉降。下面就填方土體的自重固結(jié)沉降將對(duì)嵌巖樁基礎(chǔ)產(chǎn)生什么樣的影響作一論述。

1 填土負(fù)摩阻力對(duì)嵌巖樁豎向承載力的影響

大家知道,樁周土體只要對(duì)樁身產(chǎn)生相對(duì)向下的位移(即土的沉降大于樁的沉降),就要使樁承受向下作用的摩擦力,稱之為負(fù)摩阻力。與此相反,當(dāng)樁與樁周土的沉降一致或都無沉降時(shí),樁周土就不會(huì)對(duì)樁側(cè)產(chǎn)生任何摩阻力。土對(duì)樁的相對(duì)位移大,則產(chǎn)生的摩擦力就大,直至達(dá)到土的最大摩阻力。由于土體的壓縮沉降是地面最大,向深處逐漸減小,而樁身可視為剛體,樁身各處的沉降是相同的,因此,在樁身某一位置就處于正、負(fù)摩阻力的變換點(diǎn)(即摩阻力為零),此點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。中性點(diǎn)以上的樁身承受樁周土負(fù)摩阻力作用對(duì)樁施加下拉荷載。由于摩擦型樁的持力層(土層)壓縮性較大,在下拉荷載作用時(shí),隨之引起樁的沉降,從而減小了土對(duì)樁的相對(duì)位移,負(fù)摩阻力也隨之降低,直至轉(zhuǎn)化為零。因此,現(xiàn)行JGJ 94-2008建筑樁基技術(shù)規(guī)范第5.4.3條規(guī)定:“對(duì)于摩擦型基樁可取樁身計(jì)算中性點(diǎn)以上側(cè)阻為零”。但是對(duì)于嵌巖樁,因其樁端持力層堅(jiān)硬,在樁周土負(fù)摩阻力引起的下拉荷載作用時(shí),樁身不沉降。因此,負(fù)摩阻力將長期作用于嵌巖樁整個(gè)樁身側(cè)表面上。

所以,驗(yàn)算單樁承載力時(shí),作用于嵌巖樁上的豎向外荷載,除了樁頂豎向壓力外,尚應(yīng)加上樁周土的負(fù)摩阻力引起的下拉荷載。

樁側(cè)負(fù)摩阻力大小的影響因素比較復(fù)雜,主要與樁側(cè)土的上覆(豎向)有效壓力、土的類別及其狀態(tài)、樁的截面大小等因素有關(guān)。重慶地區(qū)新近填土多為碎、塊粗粒土,負(fù)摩阻力系數(shù)大,填土厚度往往很大(有的地方新近回填土的厚度可達(dá) 20m～30m甚至更大),平均豎向土壓力大,引起的固結(jié)沉降量也就很大,當(dāng)采用一樁一柱的嵌巖樁時(shí),樁截面尺寸大。上述特點(diǎn)造成了厚填土的嵌巖樁承受的下拉荷載往往很大,要抵消相當(dāng)一部分樁的承載力,在極軟巖作為樁的基礎(chǔ)持力層時(shí),甚至可能出現(xiàn)樁周土負(fù)摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載大于樁端阻力的情況。

不久前,本單位勘察的某房地產(chǎn)公司一項(xiàng)目就因?yàn)槠鋱?chǎng)地部分地帶的填土厚度太大(部分地帶厚達(dá) 30m～40m),設(shè)計(jì)單位按提供的負(fù)摩阻力系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,其結(jié)果為:填土的負(fù)摩阻力產(chǎn)生的下拉荷載大于樁身上部的建筑荷載,基礎(chǔ)造價(jià)太高,而不得不重新調(diào)整設(shè)計(jì)方案。

2 結(jié)語

在新近厚填土場(chǎng)地采用大直徑嵌巖樁時(shí),填土負(fù)摩阻力將長期作用于嵌巖樁整個(gè)樁身側(cè)表面上,施工過程中雖然可以采用諸如涂層法、套筒法、塑料膜隔離法等措施,但施工質(zhì)量較難保證,效果如何難以判斷。所以,驗(yàn)算單樁承載力時(shí),作用于嵌巖樁上的豎向外荷載,除了樁頂豎向壓力外,尚應(yīng)加上樁周土的負(fù)摩阻力引起的下拉荷載。如果以“樁身計(jì)算中性點(diǎn)以上側(cè)阻為零”為由不考慮負(fù)摩阻力,是斷章取義,是錯(cuò)誤的,而且這樣做將可能對(duì)工程安全造成重大隱患。巖土工程勘察時(shí)也應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況,慎重對(duì)待負(fù)摩阻力的影響,向業(yè)主和設(shè)計(jì)提供合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。

[1] JGJ 94-2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 孫振武.CFG樁處理填土地基及其檢測(cè)評(píng)價(jià)[J].山西建筑, 2010,36(11):97-98.