關于強夯后粗顆粒填土樁側負摩阻力計算的探討
--以重慶地區某場地為例

■　楊福榮　曾鵬　楊凱

（重慶川東南地質工程勘察設計院重慶400038）

關于強夯后粗顆粒填土樁側負摩阻力計算的探討
--以重慶地區某場地為例

■楊福榮曾鵬楊凱

（重慶川東南地質工程勘察設計院重慶400038）

為了避免高填區填土產生過大的沉降，通常在工程建設前在地表采用強夯進行處理，由于強夯一般僅將表層的填土進行了夯實，中下部的填土并不能被有效夯實，故樁的承載力設計時必須考慮樁的負摩阻力。通過分析，強夯后填土的負摩阻力不能取消，但可以減小；夯實后填土的負摩阻力系數可以較強夯前減小；可通過選擇典型地段做試樁試驗，較為準確地掌握場地填土的力學性質及樁的承載力。

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重慶市主城區位于寬緩的南北向隔檔式構造的向斜內，向斜內的地層為侏羅系中統沙溪廟組砂巖、泥巖地層（通常稱為“紅層”）。由于紅層地層較易風化，向斜內的地貌為丘陵地貌、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”。從遠古到解放前，重慶地區的建筑一般均是依山就勢建筑，很少出現較大的挖填方，這也造就了具有山城特色的吊腳樓。

隨著重慶城市的建設，尤其是重慶市直轄以來，主城區迅速擴大，急需大量的建設用地，而作為山城的重慶，地形條件較好的建設用地已基本用完，為了獲得更多的建設用地，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場地，伴隨而來的就出現了很多高填區。為了避免高填區填土產生過大的沉降，通常在工程建設前在地表采用強夯進行處理，由于強夯一般是將表層的填土進行了夯實，中下部的填土并不能被有效夯實，所以當采用樁基礎時，樁的承載力設計時必須考慮樁的負摩阻力。那么樁的負摩阻力如何來計算呢？以下以重慶市一工程項目為例進行淺析，以便得出強夯后粗顆粒填土的負摩阻力的確定方法。

1　工程實例

重慶市區某建筑場地原為填埋場，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1～2m的塊石，塊石在填土內部分布不均，局部架空，鉆進時垮孔現象嚴重。填土表層松散，中下部稍密，擬采用嵌巖樁基礎。按《建筑樁基技術規范》（JGJ 94-2008），樁穿越欠固結土進入相對較硬層時，需考慮樁側負摩阻力。為減少地面沉降和減小樁的負摩阻力，業主委托施工單位對地基表層填土進行了4000kN.m單擊夯擊能的強夯處理。強夯處理前，施工單位委托檢測單位對填土進行了壓實度檢測，表層密實度87.7～88.7%。壓實后再次進行測試，表層密實度93.3～94.3%。

2　強夯對樁負摩阻力的影響

那么填土強夯以后，負摩阻力系數應取多少呢？這是該項目的一個難題，也一直是困擾重慶地區巖土工程師面對深厚粗顆粒欠固結土時的一個難題。

場地表層填土強夯后，提高了表層填土的密實度，但由于底部填土尚未固結，填土仍會發生相對于樁向下的位移，仍將對樁產生負摩阻力。根據JGJ 94-2008規范5.4.4條的條文說明“負摩阻力系數ζn與土的類別和狀態有關，對于粗粒土，ζn隨土的粒度和密實度增加而增大；對于細粒土，則隨土的塑性指數、孔隙比、飽和度增大而降低”、“qni=ζn?σ＇i超過土的極限側阻力qsk時，負摩阻力將不再增大”。

從JGJ 94-2008規范條文說明來看，由于強夯作用使填土更加密實，其有效內摩擦角進一步提高，導致負摩阻力系數ζn增大。淺部填土因夯實導致淺部樁負摩阻力qni增大，樁身達到一定深度后其負摩阻力qni已大于正摩阻力qsk（其深度應比未強夯時淺），負摩阻力大于正摩阻力以下段采用正摩阻力qsk來計算負摩阻力。則計算出來的負摩阻力引起的下拉荷載Qgn勢必比未強夯前大。

從以上分析，強夯反而增大了整樁的負摩阻力，這肯定是一個謬論。原因可能僅有一個：強夯使填土壓實，則其中性點深度ln應小于樁周軟弱土下限深度l0，而不是JGJ94-2008規范規定的，當持力層為基巖時ln等于樁周軟弱土下限深度l0。但ln應取多少？目前，似乎尚未有這方面的研究。

3　如何來處理

那么工程實踐中怎么來處理這種情況？像重慶地區，深厚填土區普遍采用嵌巖樁基礎。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。通常勘察時，無法獲得填土的正摩阻力qsk，負摩阻力系數ζn也是根據經驗確定。而設計單位也僅能根據勘察報告提供的參數按JGJ 94-2008規范對樁計算負摩阻力，其通常是整樁按統一的負摩阻力系數ζn計算。而實際情況，可能在樁身一定深度范圍內其負摩阻力qni已大于正摩阻力qsk。故若負摩阻力系數ζn取值不當，計算出來的樁的負摩阻力引起的下拉荷載Qgn可能偏大。

那么怎么通過簡便的辦法來解決強夯后填土負摩阻力引起的下拉荷載Qgn的計算問題呢？較為簡便的方法是降低負摩阻力系數ζn，但取多少合適？仍是一個難題。為了較準確、合理地設計樁，可以選擇典型地段做試樁試驗，了解場地填土的力學性質及樁的承載力，然后再在項目內進行推廣。

4　結語

通過以上分析，可以得出以下結論：（1）強夯后表層段填土的負摩阻力不能取消，但可以減小；（2）較為簡便的方法是降低夯實后填土的負摩阻力系數ζn，以減小強夯后填土負摩阻力引起的下拉荷載Qgn；（3）通過選擇典型地段做試樁試驗，較為準確地掌握場地填土的力學性質及樁的承載力，然后再在項目內進行推廣。

[1]《建筑樁基技術規范》 （JGJ 94-2008）.中國建筑工業出版社

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

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-3-306-1