樁基礎(chǔ)負(fù)摩阻力的防治對(duì)策分析

周星平

【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各類工程建設(shè)迎來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，特別是建筑行業(yè)得到了空前發(fā)展，城市高層建筑的數(shù)量日益劇增。樁基礎(chǔ)因其自身具有較好的穩(wěn)定性，能夠承受較大的建筑荷載，在目前的工程建設(shè)中被廣泛采用。然而由于樁基礎(chǔ)存在負(fù)摩阻力，降低了其實(shí)際的承載力。如何對(duì)樁基礎(chǔ)的負(fù)摩阻力進(jìn)行防治，成為工程建設(shè)中備受關(guān)注的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因進(jìn)行具體分析，探討對(duì)其防治的有效對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】工程建設(shè)；樁基礎(chǔ)；負(fù)摩阻力；防治對(duì)策

近幾年來(lái)，部分地區(qū)的建筑物出現(xiàn)了裂損和傾斜現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了建筑物的使用，若由此而引發(fā)建筑物倒塌事件，將會(huì)對(duì)居民的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅。根據(jù)相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，建筑物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定是由樁基礎(chǔ)不穩(wěn)固造成，因?yàn)闃痘A(chǔ)自身存在負(fù)摩阻力，降低了樁基礎(chǔ)的荷載承受能力，從而發(fā)生不均勻沉降，由此導(dǎo)致建筑物不穩(wěn)。

一、防治樁基礎(chǔ)負(fù)摩阻力的重要意義

隨著建筑事業(yè)的迅猛發(fā)展，樁基礎(chǔ)被廣泛應(yīng)用于各類建筑施工中，特別是對(duì)于軟弱地基的處理，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)非常關(guān)鍵。樁基礎(chǔ)不僅可以承受建筑物的各種荷載，像水平荷載、豎向荷載等，更具有較大的剛度和整體性，能夠增強(qiáng)建筑物的整體穩(wěn)定。然而樁基礎(chǔ)的負(fù)摩阻力卻降低了其承受能力，對(duì)樁基礎(chǔ)產(chǎn)生了負(fù)面的影響，由于樁基礎(chǔ)存在負(fù)摩阻力，增加了樁基礎(chǔ)的自重，從而相應(yīng)的降低了對(duì)于外荷載的承受能力，若負(fù)摩阻力過(guò)大將導(dǎo)致樁基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降，不僅降低建筑物的使用壽命，嚴(yán)重者將威脅居民的人身安全?；诖耍乐螛痘A(chǔ)的負(fù)摩阻力具有重要意義，減少負(fù)摩阻力對(duì)樁基礎(chǔ)的影響，不僅可以提高建筑工程質(zhì)量，增加建筑物使用年限，更為人們提供了安全穩(wěn)定的居住環(huán)境[1]。

二、負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因分析

由于樁基礎(chǔ)會(huì)與土體進(jìn)行直接接觸，兩者若存在相對(duì)位移，就會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦阻力，而摩擦阻力的作用將由具體位移情況決定。樁基礎(chǔ)會(huì)因?yàn)榻ㄖ锝o予的豎向荷載而發(fā)生下沉，同時(shí)建筑地基也會(huì)受到各方面因素發(fā)生下沉，如果兩者的下沉速率相同，摩擦阻力將不會(huì)產(chǎn)生，但是在現(xiàn)實(shí)情況中該種現(xiàn)象極少或者根本不會(huì)發(fā)生，正是由于兩者發(fā)生的下沉速率不同，而造成了摩擦阻力的產(chǎn)生。摩擦阻力分為兩種，一種是正摩阻力，即樁基礎(chǔ)的下沉速度較快，由于兩者存在相對(duì)位移，地基會(huì)對(duì)樁基礎(chǔ)產(chǎn)生向上的作用力，對(duì)樁基礎(chǔ)起到一定的支撐作用。另一種是負(fù)摩阻力，它與正摩阻力的產(chǎn)生正好相反，是由于地基的下沉速度過(guò)快產(chǎn)生的，對(duì)樁基礎(chǔ)將產(chǎn)生一定的抵抗作用，降低樁基礎(chǔ)的承載能力。通過(guò)以上分析，不難發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因，一般就是造成地基快速下沉的原因，對(duì)此進(jìn)行具體的總結(jié)歸納。

第一，隨著城市用水的增加，對(duì)地下水的開(kāi)發(fā)日漸增多，部分地區(qū)出現(xiàn)了地下水位下降現(xiàn)象。地下水位的下降對(duì)部分正常固定的粉土和粘土地基而言，將產(chǎn)生嚴(yán)重影響，由于地基會(huì)隨著土層沉降而發(fā)生下沉，造成土層的有效應(yīng)力增加，相應(yīng)的會(huì)增大樁基礎(chǔ)的負(fù)摩阻力[2]。

第二，對(duì)于路橋建筑的樁基礎(chǔ)而言，樁基礎(chǔ)的負(fù)摩阻力往往由淤泥層的沉降造成，路橋樁基礎(chǔ)建成之后會(huì)受到河床的沖刷，在樁基礎(chǔ)周?chē)菀桩a(chǎn)生欠固結(jié)的淤泥層，隨著時(shí)間的流失，該淤泥層會(huì)因固結(jié)而沉降，對(duì)水下樁基礎(chǔ)造成負(fù)摩阻力。

第三，地基環(huán)境將對(duì)樁基礎(chǔ)產(chǎn)生加大影響，如果樁基礎(chǔ)設(shè)置在容易受到環(huán)境影響的土層，那么負(fù)摩阻力的產(chǎn)生概率有所增大。比如說(shuō)，樁基礎(chǔ)設(shè)置在了膨脹土地基中，該地基會(huì)受到氣候的變化產(chǎn)生變形，造成負(fù)摩阻力的產(chǎn)生。與此同時(shí)，可液化土層、自重濕陷性黃土層等都會(huì)增大負(fù)摩阻力的產(chǎn)生。

第四，樁基礎(chǔ)設(shè)置不當(dāng)也會(huì)造成負(fù)摩阻力的產(chǎn)生，比如說(shuō)，硬土層之上存在欠固結(jié)的土層，樁基礎(chǔ)如果支撐與該硬土層中，欠固結(jié)的土層會(huì)因固結(jié)發(fā)生沉降，此時(shí)地基沉降速度會(huì)大于樁基礎(chǔ)的沉降速度，負(fù)摩阻力將會(huì)產(chǎn)生。同等道理，當(dāng)樁基礎(chǔ)設(shè)置與軟土地基中時(shí)，由于地基的快速沉降會(huì)產(chǎn)生較大的負(fù)摩阻力。

三、樁基礎(chǔ)負(fù)摩阻力的防治對(duì)策

通過(guò)對(duì)以上負(fù)摩阻力產(chǎn)生原因進(jìn)行具體分析，不難發(fā)現(xiàn)要想防治負(fù)摩阻力的產(chǎn)生，可以從兩方面入手，一是通過(guò)創(chuàng)新樁基礎(chǔ)的沉樁技術(shù)，通過(guò)一定的防治方法，減少地基和樁基礎(chǔ)的沉降；二是在地基的施工階段，通過(guò)相應(yīng)的工程措施，對(duì)地基進(jìn)行處理，減少地基固結(jié)的可能，從而減少負(fù)摩阻力的產(chǎn)生。

（一）負(fù)摩阻力的防治方法

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，負(fù)摩阻力的防治方法越來(lái)越多，先將建筑工程中最為常見(jiàn)的集中防治方法進(jìn)行概述[3]。

第一，涂層法。由于涂層法操作較為簡(jiǎn)單，在樁基礎(chǔ)施工中的應(yīng)用較為廣泛。該技術(shù)主要借助對(duì)瀝青的使用，對(duì)預(yù)制打入樁樁身進(jìn)行瀝青涂抹，形成1mm厚的涂層，通過(guò)涂層的剪應(yīng)變減少樁表面的負(fù)摩阻力。

第二，套管保護(hù)樁法。顧名思義，該方法是通過(guò)運(yùn)用套管對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)，具體的施工方法主要是對(duì)樁基礎(chǔ)的中性點(diǎn)以上部位，套上鋼套管，施工過(guò)程中一定要注意鋼套管直徑應(yīng)大于樁徑。

第三，地基浸水法。要想減少負(fù)摩阻力，可以通過(guò)減少地基沉降來(lái)實(shí)現(xiàn)，地基浸水法就是充分運(yùn)用該原理，在樁基礎(chǔ)沉樁之前，對(duì)地基先浸水處理，使地基的孔隙水壓力增大，從而減少日后的負(fù)摩阻力。

第四，軟土地基處治。軟土地基發(fā)生沉降的可能性更大，因此產(chǎn)生負(fù)摩阻力的概率也有所增加，基于此，在對(duì)軟土地基施工時(shí)，應(yīng)先通過(guò)一定的地基處理，之后再進(jìn)行鉆孔和樁基礎(chǔ)的灌注。

除此之外，負(fù)摩阻力的防治方法還有多種，比如說(shuō)群樁法、承柱樁法、分段施工法等。想要對(duì)以上防治方法科學(xué)選用，應(yīng)具體結(jié)合施工地基的實(shí)際情況，分析可能產(chǎn)生負(fù)摩阻力的具體原因，對(duì)癥下藥。

（二）防治負(fù)摩阻力的工程措施

伴隨著地基與樁基礎(chǔ)的接觸，負(fù)摩阻力也隨著兩者的位移而產(chǎn)生，因此對(duì)負(fù)摩阻力的防治應(yīng)貫穿于建筑建設(shè)和使用全過(guò)程。特別是建筑的施工階段，負(fù)摩阻力的防治十分重要。目前我國(guó)對(duì)負(fù)摩阻力在施工階段的工程防治有以下幾方面：

第一，通過(guò)增加正摩阻力對(duì)負(fù)摩阻力進(jìn)行抵消。地基與樁基礎(chǔ)因發(fā)生位移會(huì)產(chǎn)生兩種摩擦阻力，這兩種阻力之間存在此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，因此增加正摩阻力可以相應(yīng)的減少負(fù)摩阻力。增加正摩阻力可以將樁基礎(chǔ)進(jìn)入持力層的樁尖加長(zhǎng)[4]。

第二，加大對(duì)軟土地基、欠固結(jié)土層地基的相關(guān)處理，通過(guò)打砂樁的方法增加土層的強(qiáng)度，或者將地基的原有填筑材料更換，采用固結(jié)良好的土進(jìn)行地基填筑，減少地基的沉降。

第三，如果建筑物所處位置存在地下水位降低現(xiàn)象，應(yīng)盡可能的不采用樁基礎(chǔ)施工，如果由于其他原因不得不使用時(shí)，則要設(shè)置良好的排水設(shè)施，同時(shí)增加樁基礎(chǔ)的支撐樁。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，負(fù)摩阻力的存在嚴(yán)重影響了樁基礎(chǔ)的承載能力，加強(qiáng)對(duì)負(fù)摩阻力的防治具有重要意義。在建筑施工過(guò)程中，通過(guò)選用科學(xué)的防治方法，加強(qiáng)地基強(qiáng)度，可有效減少其沉降而造成的負(fù)摩阻力。

參考文獻(xiàn)：

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