有關(guān)樁若干問(wèn)題探討

邢朝陽(yáng)

【摘要】本文對(duì)影響樁的三個(gè)因素作了詳細(xì)介紹，簡(jiǎn)單分析了幾種因素対樁基礎(chǔ)產(chǎn)生的影響。通過(guò)對(duì)以上幾種因素的了解，給樁基礎(chǔ)實(shí)際應(yīng)用提出了寶貴的參考意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】承載力；時(shí)間效應(yīng)；負(fù)摩擦力；承臺(tái)效應(yīng)

1. 前言

在樁基礎(chǔ)應(yīng)用中，由于地質(zhì)情況不同和實(shí)際施工過(guò)程中的影響因素較多，對(duì)基樁的承載力產(chǎn)生不同程度的影響，因此，本文從基樁豎向承載力的時(shí)間效應(yīng)、樁的負(fù)摩擦力和樁的承臺(tái)效應(yīng)三個(gè)方面介紹了影響樁基的原因，為樁基礎(chǔ)使用中避免不利因素，達(dá)到較好的樁基礎(chǔ)效果提供參考意見(jiàn)。

2. 樁豎向承載力的時(shí)間效應(yīng)

基樁豎向承載力的時(shí)間效應(yīng)主要體現(xiàn)在：

（1）打入式預(yù)制樁施工時(shí)，由于擠土和振動(dòng)影響，使飽和土的孔隙水壓力上升，造成樁周土有效應(yīng)力下降，樁側(cè)和樁端土阻力降低。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，隨著超孔隙水壓力消散，樁側(cè)和樁端土阻力得到恢復(fù)。

（2）在粘性土中施工打入式預(yù)制樁時(shí)，沉樁過(guò)程對(duì)樁周土產(chǎn)生擾動(dòng)，由于土的觸變性，靈敏度越高，這種效應(yīng)越明顯。

（3）排土樁成孔過(guò)程中對(duì)樁周土體的擾動(dòng)，會(huì)造成樁側(cè)和樁端土阻力下降。

3. 樁的負(fù)摩擦力

3.1產(chǎn)生負(fù)摩擦力的原因。

3.1.1穿過(guò)軟土層支撐在堅(jiān)硬土層上的樁，一般說(shuō)來(lái)樁受荷載作用以后，地基土對(duì)樁側(cè)的阻力是向上作用的。但是軟弱土層由于某種原因而發(fā)生地面沉降時(shí)，樁周土體對(duì)樁身產(chǎn)生相對(duì)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(guò)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(chēng)為負(fù)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(fù)摩擦力變換處的位置，稱(chēng)為中性點(diǎn)。

3.1.2樁的負(fù)摩擦力問(wèn)題，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外普遍受到重視。由于未注意到負(fù)摩擦力問(wèn)題，也造成過(guò)一些工程事故。

3.1.3如上所述，負(fù)摩擦力是因?yàn)闃吨車(chē)翆拥南陆担ǖ孛娉两担┒a(chǎn)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(jié)的軟土或新填土上，由于土層的自重固結(jié)而產(chǎn)生。

（2）由于大面積地面荷載所造成的。

（3）場(chǎng)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(fù)摩擦力的影響因素。研究樁的負(fù)摩擦力，與正摩擦力一樣，實(shí)質(zhì)上也是研究土沿樁身的極限抗剪強(qiáng)度或土與樁的粘著力問(wèn)題。但這個(gè)問(wèn)題較為復(fù)雜，樁基沉降及地面沉降的大小、沉降速率、穩(wěn)定歷時(shí)等都對(duì)負(fù)摩擦力的大小有影響。由于地面沉降及樁的沉降都隨著時(shí)間而變化，所以樁與土間的剪變（相對(duì)位移）值也不斷變化，因此負(fù)摩擦力的分布及變化也較為復(fù)雜。

4. 樁的承臺(tái)效應(yīng)

建筑樁基多數(shù)為低承臺(tái)樁基，樁基承受豎向荷載時(shí)，樁、承臺(tái)、承臺(tái)底地基土是共同工作、變形協(xié)調(diào)的。承臺(tái)底地基土分擔(dān)荷載的效應(yīng)稱(chēng)為承臺(tái)效應(yīng)。

4.1大量試驗(yàn)和理論分析表明，承臺(tái)效應(yīng)的主要特性可歸納為如下幾點(diǎn)：

4.1.1承臺(tái)土抗力受樁距的影響最為敏感。對(duì)于群樁，樁間土的豎向位移受相鄰樁位移的疊加效應(yīng)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(tái)底土抗力愈大。

4.1.2承臺(tái)土抗力隨承臺(tái)寬度與樁長(zhǎng)比增大而增大，承臺(tái)寬度與樁長(zhǎng)之比Bc/L≥1時(shí)，承臺(tái)土抗力形成的壓力泡包圍整個(gè)樁群，由此引起土的豎向壓縮導(dǎo)致樁側(cè)、樁端土阻力降低、導(dǎo)致承臺(tái)土抗力增大，反之，承臺(tái)土抗力減小。

4.1.3承臺(tái)土抗力隨荷載水平變化。隨著荷載水平提高，樁土間相對(duì)位移由下而上發(fā)展承臺(tái)土抗力迅速增長(zhǎng)。當(dāng)荷載水平接近正常工作狀態(tài)（P/Pc=50%）承臺(tái)土抗力隨荷載同步增長(zhǎng)，即荷載分擔(dān)比趨于穩(wěn)值。當(dāng)荷載超過(guò)極限承載力，由于樁土塑性滑移發(fā)展，承臺(tái)分擔(dān)荷載比進(jìn)一步增大。

4.1.4承臺(tái)土抗力隨承臺(tái)區(qū)位和排列而變化承臺(tái)區(qū)內(nèi)（樁群包絡(luò)線(xiàn)以?xún)?nèi)）由于樁的相互影響明顯，導(dǎo)致樁間土豎向剛度顯著降低，而外區(qū)土受樁的牽連影響小，土的豎向剛度削弱效應(yīng)小，故土抗力形成內(nèi)區(qū)小，外區(qū)大的馬鞍形分布。

4.1.5考慮承臺(tái)效應(yīng)的條件。

（1）上部結(jié)構(gòu)剛度較好的建（構(gòu)）筑物（如剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土筒倉(cāng)等）。

（2）對(duì)于差異變形適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)筑物（如鋼板罐體）。

（3）對(duì)于按變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的樁基剛度相對(duì)弱化區(qū)。

（4）對(duì)于軟土地區(qū)多層建筑的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。

4.2對(duì)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(jié)土、新填土中的樁，飽和粘性土中的擠土樁等，不宜考慮承臺(tái)效應(yīng)。

5. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)影響樁基礎(chǔ)的三種因素的介紹，給樁基礎(chǔ)的使用提供了參考，為減少工程事故提供了依據(jù)，使樁基礎(chǔ)事故防患于未然。

參考文獻(xiàn)

[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008.

[2]胡中熊，土力學(xué)與環(huán)境土工學(xué)。上海 同濟(jì)大學(xué)出版社.endprint