■　杨福荣　曾鹏　杨凯

（重庆川东南地质工程勘察设计院重庆400038）

关于强夯后粗颗粒填土桩侧负摩阻力计算的探讨
--以重庆地区某场地为例

■杨福荣曾鹏杨凯

（重庆川东南地质工程勘察设计院重庆400038）

为了避免高填区填土产生过大的沉降，通常在工程建设前在地表采用强夯进行处理，由于强夯一般仅将表层的填土进行了夯实，中下部的填土并不能被有效夯实，故桩的承载力设计时必须考虑桩的负摩阻力。通过分析，强夯后填土的负摩阻力不能取消，但可以减小；夯实后填土的负摩阻力系数可以较强夯前减小；可通过选择典型地段做试桩试验，较为准确地掌握场地填土的力学性质及桩的承载力。

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重庆市主城区位于宽缓的南北向隔档式构造的向斜内，向斜内的地层为侏罗系中统沙溪庙组砂岩、泥岩地层（通常称为“红层”）。由于红层地层较易风化，向斜内的地貌为丘陵地貌、低山地貌，沟谷与丘陵、低山存在一定的高差，故重庆城又称“山城”。从远古到解放前，重庆地区的建筑一般均是依山就势建筑，很少出现较大的挖填方，这也造就了具有山城特色的吊脚楼。

随着重庆城市的建设，尤其是重庆市直辖以来，主城区迅速扩大，急需大量的建设用地，而作为山城的重庆，地形条件较好的建设用地已基本用完，为了获得更多的建设用地，通常采用挖山填沟的方法将原先起伏的丘陵、沟谷整理成较为平坦的建设场地，伴随而来的就出现了很多高填区。为了避免高填区填土产生过大的沉降，通常在工程建设前在地表采用强夯进行处理，由于强夯一般是将表层的填土进行了夯实，中下部的填土并不能被有效夯实，所以当采用桩基础时，桩的承载力设计时必须考虑桩的负摩阻力。那么桩的负摩阻力如何来计算呢？以下以重庆市一工程项目为例进行浅析，以便得出强夯后粗颗粒填土的负摩阻力的确定方法。

1　工程实例

重庆市区某建筑场地原为填埋场，回填物有砂岩泥岩土石方弃方、建筑垃圾和生活垃圾等，厚度40～60m，填土粗颗粒大小不均，粗颗粒含量40%～70%，粒径20～600mm，表层可见粒径达1～2m的块石，块石在填土内部分布不均，局部架空，钻进时垮孔现象严重。填土表层松散，中下部稍密，拟采用嵌岩桩基础。按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008），桩穿越欠固结土进入相对较硬层时，需考虑桩侧负摩阻力。为减少地面沉降和减小桩的负摩阻力，业主委托施工单位对地基表层填土进行了4000kN.m单击夯击能的强夯处理。强夯处理前，施工单位委托检测单位对填土进行了压实度检测，表层密实度87.7～88.7%。压实后再次进行测试，表层密实度93.3～94.3%。

2　强夯对桩负摩阻力的影响

那么填土强夯以后，负摩阻力系数应取多少呢？这是该项目的一个难题，也一直是困扰重庆地区岩土工程师面对深厚粗颗粒欠固结土时的一个难题。

场地表层填土强夯后，提高了表层填土的密实度，但由于底部填土尚未固结，填土仍会发生相对于桩向下的位移，仍将对桩产生负摩阻力。根据JGJ 94-2008规范5.4.4条的条文说明“负摩阻力系数ζn与土的类别和状态有关，对于粗粒土，ζn随土的粒度和密实度增加而增大；对于细粒土，则随土的塑性指数、孔隙比、饱和度增大而降低”、“qni=ζn?σ＇i超过土的极限侧阻力qsk时，负摩阻力将不再增大”。

从JGJ 94-2008规范条文说明来看，由于强夯作用使填土更加密实，其有效内摩擦角进一步提高，导致负摩阻力系数ζn增大。浅部填土因夯实导致浅部桩负摩阻力qni增大，桩身达到一定深度后其负摩阻力qni已大于正摩阻力qsk（其深度应比未强夯时浅），负摩阻力大于正摩阻力以下段采用正摩阻力qsk来计算负摩阻力。则计算出来的负摩阻力引起的下拉荷载Qgn势必比未强夯前大。

从以上分析，强夯反而增大了整桩的负摩阻力，这肯定是一个谬论。原因可能仅有一个：强夯使填土压实，则其中性点深度ln应小于桩周软弱土下限深度l0，而不是JGJ94-2008规范规定的，当持力层为基岩时ln等于桩周软弱土下限深度l0。但ln应取多少？目前，似乎尚未有这方面的研究。

3　如何来处理

那么工程实践中怎么来处理这种情况？像重庆地区，深厚填土区普遍采用嵌岩桩基础。由于填土多由砂岩、泥岩土石方弃方组成，粒径大小不一，均匀性极差。通常勘察时，无法获得填土的正摩阻力qsk，负摩阻力系数ζn也是根据经验确定。而设计单位也仅能根据勘察报告提供的参数按JGJ 94-2008规范对桩计算负摩阻力，其通常是整桩按统一的负摩阻力系数ζn计算。而实际情况，可能在桩身一定深度范围内其负摩阻力qni已大于正摩阻力qsk。故若负摩阻力系数ζn取值不当，计算出来的桩的负摩阻力引起的下拉荷载Qgn可能偏大。

那么怎么通过简便的办法来解决强夯后填土负摩阻力引起的下拉荷载Qgn的计算问题呢？较为简便的方法是降低负摩阻力系数ζn，但取多少合适？仍是一个难题。为了较准确、合理地设计桩，可以选择典型地段做试桩试验，了解场地填土的力学性质及桩的承载力，然后再在项目内进行推广。

4　结语

通过以上分析，可以得出以下结论：（1）强夯后表层段填土的负摩阻力不能取消，但可以减小；（2）较为简便的方法是降低夯实后填土的负摩阻力系数ζn，以减小强夯后填土负摩阻力引起的下拉荷载Qgn；（3）通过选择典型地段做试桩试验，较为准确地掌握场地填土的力学性质及桩的承载力，然后再在项目内进行推广。

[1]《建筑桩基技术规范》 （JGJ 94-2008）.中国建筑工业出版社

[2]陈兴坤.基桩中负摩阻力的影响及其对策[J].岩土工程界，2004 [3]李志军等.桩基负摩阻力的计算研究[J].北方交通，2009

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-3-306-1