關(guān)于強(qiáng)夯后粗顆粒填土樁側(cè)負(fù)摩阻力計(jì)算的探討
--以重慶地區(qū)某場(chǎng)地為例

■　楊福榮　曾鵬　楊凱

（重慶川東南地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)院重慶400038）

關(guān)于強(qiáng)夯后粗顆粒填土樁側(cè)負(fù)摩阻力計(jì)算的探討
--以重慶地區(qū)某場(chǎng)地為例

■楊福榮曾鵬楊凱

（重慶川東南地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)院重慶400038）

為了避免高填區(qū)填土產(chǎn)生過(guò)大的沉降，通常在工程建設(shè)前在地表采用強(qiáng)夯進(jìn)行處理，由于強(qiáng)夯一般僅將表層的填土進(jìn)行了夯實(shí)，中下部的填土并不能被有效夯實(shí)，故樁的承載力設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮樁的負(fù)摩阻力。通過(guò)分析，強(qiáng)夯后填土的負(fù)摩阻力不能取消，但可以減??；夯實(shí)后填土的負(fù)摩阻力系數(shù)可以較強(qiáng)夯前減?。豢赏ㄟ^(guò)選擇典型地段做試樁試驗(yàn)，較為準(zhǔn)確地掌握?qǐng)龅靥钔恋牧W(xué)性質(zhì)及樁的承載力。

地質(zhì)地球化學(xué)找礦

重慶市主城區(qū)位于寬緩的南北向隔檔式構(gòu)造的向斜內(nèi)，向斜內(nèi)的地層為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組砂巖、泥巖地層（通常稱為“紅層”）。由于紅層地層較易風(fēng)化，向斜內(nèi)的地貌為丘陵地貌、低山地貌，溝谷與丘陵、低山存在一定的高差，故重慶城又稱“山城”。從遠(yuǎn)古到解放前，重慶地區(qū)的建筑一般均是依山就勢(shì)建筑，很少出現(xiàn)較大的挖填方，這也造就了具有山城特色的吊腳樓。

隨著重慶城市的建設(shè)，尤其是重慶市直轄以來(lái)，主城區(qū)迅速擴(kuò)大，急需大量的建設(shè)用地，而作為山城的重慶，地形條件較好的建設(shè)用地已基本用完，為了獲得更多的建設(shè)用地，通常采用挖山填溝的方法將原先起伏的丘陵、溝谷整理成較為平坦的建設(shè)場(chǎng)地，伴隨而來(lái)的就出現(xiàn)了很多高填區(qū)。為了避免高填區(qū)填土產(chǎn)生過(guò)大的沉降，通常在工程建設(shè)前在地表采用強(qiáng)夯進(jìn)行處理，由于強(qiáng)夯一般是將表層的填土進(jìn)行了夯實(shí)，中下部的填土并不能被有效夯實(shí)，所以當(dāng)采用樁基礎(chǔ)時(shí)，樁的承載力設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮樁的負(fù)摩阻力。那么樁的負(fù)摩阻力如何來(lái)計(jì)算呢？以下以重慶市一工程項(xiàng)目為例進(jìn)行淺析，以便得出強(qiáng)夯后粗顆粒填土的負(fù)摩阻力的確定方法。

1　工程實(shí)例

重慶市區(qū)某建筑場(chǎng)地原為填埋場(chǎng)，回填物有砂巖泥巖土石方棄方、建筑垃圾和生活垃圾等，厚度40～60m，填土粗顆粒大小不均，粗顆粒含量40%～70%，粒徑20～600mm，表層可見粒徑達(dá)1～2m的塊石，塊石在填土內(nèi)部分布不均，局部架空，鉆進(jìn)時(shí)垮孔現(xiàn)象嚴(yán)重。填土表層松散，中下部稍密，擬采用嵌巖樁基礎(chǔ)。按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008），樁穿越欠固結(jié)土進(jìn)入相對(duì)較硬層時(shí)，需考慮樁側(cè)負(fù)摩阻力。為減少地面沉降和減小樁的負(fù)摩阻力，業(yè)主委托施工單位對(duì)地基表層填土進(jìn)行了4000kN.m單擊夯擊能的強(qiáng)夯處理。強(qiáng)夯處理前，施工單位委托檢測(cè)單位對(duì)填土進(jìn)行了壓實(shí)度檢測(cè)，表層密實(shí)度87.7～88.7%。壓實(shí)后再次進(jìn)行測(cè)試，表層密實(shí)度93.3～94.3%。

2　強(qiáng)夯對(duì)樁負(fù)摩阻力的影響

那么填土強(qiáng)夯以后，負(fù)摩阻力系數(shù)應(yīng)取多少呢？這是該項(xiàng)目的一個(gè)難題，也一直是困擾重慶地區(qū)巖土工程師面對(duì)深厚粗顆粒欠固結(jié)土?xí)r的一個(gè)難題。

場(chǎng)地表層填土強(qiáng)夯后，提高了表層填土的密實(shí)度，但由于底部填土尚未固結(jié)，填土仍會(huì)發(fā)生相對(duì)于樁向下的位移，仍將對(duì)樁產(chǎn)生負(fù)摩阻力。根據(jù)JGJ 94-2008規(guī)范5.4.4條的條文說(shuō)明“負(fù)摩阻力系數(shù)ζn與土的類別和狀態(tài)有關(guān)，對(duì)于粗粒土，ζn隨土的粒度和密實(shí)度增加而增大；對(duì)于細(xì)粒土，則隨土的塑性指數(shù)、孔隙比、飽和度增大而降低”、“qni=ζn?σ＇i超過(guò)土的極限側(cè)阻力qsk時(shí)，負(fù)摩阻力將不再增大”。

從JGJ 94-2008規(guī)范條文說(shuō)明來(lái)看，由于強(qiáng)夯作用使填土更加密實(shí)，其有效內(nèi)摩擦角進(jìn)一步提高，導(dǎo)致負(fù)摩阻力系數(shù)ζn增大。淺部填土因夯實(shí)導(dǎo)致淺部樁負(fù)摩阻力qni增大，樁身達(dá)到一定深度后其負(fù)摩阻力qni已大于正摩阻力qsk（其深度應(yīng)比未強(qiáng)夯時(shí)淺），負(fù)摩阻力大于正摩阻力以下段采用正摩阻力qsk來(lái)計(jì)算負(fù)摩阻力。則計(jì)算出來(lái)的負(fù)摩阻力引起的下拉荷載Qgn勢(shì)必比未強(qiáng)夯前大。

從以上分析，強(qiáng)夯反而增大了整樁的負(fù)摩阻力，這肯定是一個(gè)謬論。原因可能僅有一個(gè)：強(qiáng)夯使填土壓實(shí)，則其中性點(diǎn)深度ln應(yīng)小于樁周軟弱土下限深度l0，而不是JGJ94-2008規(guī)范規(guī)定的，當(dāng)持力層為基巖時(shí)ln等于樁周軟弱土下限深度l0。但ln應(yīng)取多少？目前，似乎尚未有這方面的研究。

3　如何來(lái)處理

那么工程實(shí)踐中怎么來(lái)處理這種情況？像重慶地區(qū)，深厚填土區(qū)普遍采用嵌巖樁基礎(chǔ)。由于填土多由砂巖、泥巖土石方棄方組成，粒徑大小不一，均勻性極差。通?？辈鞎r(shí)，無(wú)法獲得填土的正摩阻力qsk，負(fù)摩阻力系數(shù)ζn也是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定。而設(shè)計(jì)單位也僅能根據(jù)勘察報(bào)告提供的參數(shù)按JGJ 94-2008規(guī)范對(duì)樁計(jì)算負(fù)摩阻力，其通常是整樁按統(tǒng)一的負(fù)摩阻力系數(shù)ζn計(jì)算。而實(shí)際情況，可能在樁身一定深度范圍內(nèi)其負(fù)摩阻力qni已大于正摩阻力qsk。故若負(fù)摩阻力系數(shù)ζn取值不當(dāng)，計(jì)算出來(lái)的樁的負(fù)摩阻力引起的下拉荷載Qgn可能偏大。

那么怎么通過(guò)簡(jiǎn)便的辦法來(lái)解決強(qiáng)夯后填土負(fù)摩阻力引起的下拉荷載Qgn的計(jì)算問(wèn)題呢？較為簡(jiǎn)便的方法是降低負(fù)摩阻力系數(shù)ζn，但取多少合適？仍是一個(gè)難題。為了較準(zhǔn)確、合理地設(shè)計(jì)樁，可以選擇典型地段做試樁試驗(yàn)，了解場(chǎng)地填土的力學(xué)性質(zhì)及樁的承載力，然后再在項(xiàng)目?jī)?nèi)進(jìn)行推廣。

4　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析，可以得出以下結(jié)論：（1）強(qiáng)夯后表層段填土的負(fù)摩阻力不能取消，但可以減?。唬?）較為簡(jiǎn)便的方法是降低夯實(shí)后填土的負(fù)摩阻力系數(shù)ζn，以減小強(qiáng)夯后填土負(fù)摩阻力引起的下拉荷載Qgn；（3）通過(guò)選擇典型地段做試樁試驗(yàn)，較為準(zhǔn)確地掌握?qǐng)龅靥钔恋牧W(xué)性質(zhì)及樁的承載力，然后再在項(xiàng)目?jī)?nèi)進(jìn)行推廣。

[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》 （JGJ 94-2008）.中國(guó)建筑工業(yè)出版社

[2]陳興坤.基樁中負(fù)摩阻力的影響及其對(duì)策[J].巖土工程界，2004 [3]李志軍等.樁基負(fù)摩阻力的計(jì)算研究[J].北方交通，2009

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-3-306-1