有關樁若干問題探討

邢朝陽

【摘要】本文對影響樁的三個因素作了詳細介紹，簡單分析了幾種因素対樁基礎產生的影響。通過對以上幾種因素的了解，給樁基礎實際應用提出了寶貴的參考意見。

【關鍵詞】承載力；時間效應；負摩擦力；承臺效應

1. 前言

在樁基礎應用中，由于地質情況不同和實際施工過程中的影響因素較多，對基樁的承載力產生不同程度的影響，因此，本文從基樁豎向承載力的時間效應、樁的負摩擦力和樁的承臺效應三個方面介紹了影響樁基的原因，為樁基礎使用中避免不利因素，達到較好的樁基礎效果提供參考意見。

2. 樁豎向承載力的時間效應

基樁豎向承載力的時間效應主要體現在：

（1）打入式預制樁施工時，由于擠土和振動影響，使飽和土的孔隙水壓力上升，造成樁周土有效應力下降，樁側和樁端土阻力降低。經過一段時間后，隨著超孔隙水壓力消散，樁側和樁端土阻力得到恢復。

（2）在粘性土中施工打入式預制樁時，沉樁過程對樁周土產生擾動，由于土的觸變性，靈敏度越高，這種效應越明顯。

（3）排土樁成孔過程中對樁周土體的擾動，會造成樁側和樁端土阻力下降。

3. 樁的負摩擦力

3.1產生負摩擦力的原因。

3.1.1穿過軟土層支撐在堅硬土層上的樁，一般說來樁受荷載作用以后，地基土對樁側的阻力是向上作用的。但是軟弱土層由于某種原因而發生地面沉降時，樁周土體對樁身產生相對的向下位移，這就使樁身承受向下作用的摩擦力，軟弱土層通過作用在樁上的向下作用的摩擦力而懸掛在樁身上。這部分摩擦力不但不是樁承載力的一部分，反而變成施加在樁上的外加荷載。這種由地面沉降引起的在樁上向下作用的摩擦力，稱為負表面摩擦力。在樁的下沉比地基下沉量大的部分（樁的下部），樁身上仍為向上作用的正摩擦力，正、負摩擦力變換處的位置，稱為中性點。

3.1.2樁的負摩擦力問題，近年來在國內外普遍受到重視。由于未注意到負摩擦力問題，也造成過一些工程事故。

3.1.3如上所述，負摩擦力是因為樁周圍土層的下降（地面沉降）而產生的，造成地面沉降的原因大致有以下幾種情況：

（1）在未固結的軟土或新填土上，由于土層的自重固結而產生。

（2）由于大面積地面荷載所造成的。

（3）場地地下水大量抽降，造成上部軟弱土層下沉。

（4）濕陷性黃土及其他濕陷性土層因濕陷引起。

3.2負摩擦力的影響因素。研究樁的負摩擦力，與正摩擦力一樣，實質上也是研究土沿樁身的極限抗剪強度或土與樁的粘著力問題。但這個問題較為復雜，樁基沉降及地面沉降的大小、沉降速率、穩定歷時等都對負摩擦力的大小有影響。由于地面沉降及樁的沉降都隨著時間而變化，所以樁與土間的剪變（相對位移）值也不斷變化，因此負摩擦力的分布及變化也較為復雜。

4. 樁的承臺效應

建筑樁基多數為低承臺樁基，樁基承受豎向荷載時，樁、承臺、承臺底地基土是共同工作、變形協調的。承臺底地基土分擔荷載的效應稱為承臺效應。

4.1大量試驗和理論分析表明，承臺效應的主要特性可歸納為如下幾點：

4.1.1承臺土抗力受樁距的影響最為敏感。對于群樁，樁間土的豎向位移受相鄰樁位移的疊加效應而加大，在同一地層條件下，樁距愈大樁間土豎向位移愈小，即承臺底土抗力愈大。

4.1.2承臺土抗力隨承臺寬度與樁長比增大而增大，承臺寬度與樁長之比Bc/L≥1時，承臺土抗力形成的壓力泡包圍整個樁群，由此引起土的豎向壓縮導致樁側、樁端土阻力降低、導致承臺土抗力增大，反之，承臺土抗力減小。

4.1.3承臺土抗力隨荷載水平變化。隨著荷載水平提高，樁土間相對位移由下而上發展承臺土抗力迅速增長。當荷載水平接近正常工作狀態（P/Pc=50%）承臺土抗力隨荷載同步增長，即荷載分擔比趨于穩值。當荷載超過極限承載力，由于樁土塑性滑移發展，承臺分擔荷載比進一步增大。

4.1.4承臺土抗力隨承臺區位和排列而變化承臺區內（樁群包絡線以內）由于樁的相互影響明顯，導致樁間土豎向剛度顯著降低，而外區土受樁的牽連影響小，土的豎向剛度削弱效應小，故土抗力形成內區小，外區大的馬鞍形分布。

4.1.5考慮承臺效應的條件。

（1）上部結構剛度較好的建（構）筑物（如剪力墻結構、鋼筋混凝土筒倉等）。

（2）對于差異變形適應性較強的排架結構和柔性結構筑物（如鋼板罐體）。

（3）對于按變剛度調平設計的樁基剛度相對弱化區。

（4）對于軟土地區多層建筑的減沉復合疏樁基礎。

4.2對于端承型柱，四根及以上的摩擦型柱，以及可液化土、濕陷性土、高靈敏度軟土、欠固結土、新填土中的樁，飽和粘性土中的擠土樁等，不宜考慮承臺效應。

5. 結語

通過對影響樁基礎的三種因素的介紹，給樁基礎的使用提供了參考，為減少工程事故提供了依據，使樁基礎事故防患于未然。

參考文獻

[1]《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008.

[2]胡中熊，土力學與環境土工學。上海 同濟大學出版社.endprint