洪群芳，钟 操

（浙江四维水利设计有限公司，浙江 温州 325011）

沿海地质构成较为复杂，软土地层是主要的地质结构。此种类型的地质具有以下特点。如渗透系数不高，在高压缩性情况下，天然抗剪强度不高，此外有较高的含水量孔隙比较大。该类型的地质结构主要分布在沿海地带，正是由于此种地质结构的特点，给沿海工程桩基础设计施工带来一定影响。本文主要从沿海地质结构和分灌注桩、预制桩等施工环节上对影响桩基水平向承载力进行分析。

1 沿海地质桩基水平承载力计算

P-y曲线（见图1）是桩基水平承载力的计算模型，该曲线的得出经过了反复的模型实验，以及对P-y曲线不断的调整、外延。P-y曲线适用于海洋工程项目中大直径长桩的计量。水平向荷载的设计计算是桩基础抵抗力主要的来源，桩基础在设计过程中需要具备承受静和侧向循环荷载的要求，其中桩基础在设计过程中的最大影响因素为地面附近的侧向抗力。针对此种问题，桩基础水平承载力在计算过程中需要将桩安装作业中由于扰动和冲刷对土抗力产生的影响充分考虑进去，以此获得沿海地质桩基水平承载力的计算方法。

P-y曲线初始计算方程：

由以上两式导出公式:

式中:χ为斜桩极限抗力的比值；α为斜桩倾斜角；S（a，z）为深渡z处的面积；β0为深渡z处的β值。

图1 x向桩身水平位移分布曲线图

1.1 硬粘土水平承载力

硬粘土水平承载力与侧向静荷载不同，Pmc在8C～12C之间遵循硬粘土（C＞96 kPa）的极限承载力特点，在设计周期性荷载力时需要将极限静抗力降低，原因在于在硬粘土的水平承载力的周期性荷载作用下强度迅速降低。其中硬粘土与软黏土的相同点在于，硬粘土也具有非线性的应力和应变关系，但是与软黏土不同的是硬粘土的脆性较大。因此针对此种特点需要在建立硬粘土的应力应变曲线和P-y曲线时，迅速而又准确的判断大变形情况下承载力的迅速减小情况。

1.2 软黏土水平承载力

Pmc在8C～12C之之间变化是软黏土的极限水平承载力的变化特点。水平静荷载力浅层土受到上覆土的影响，导致浅层土压力较小。水平承载力会在循环荷载力作用下下降，并比静荷载下的数值要低。因此目前在软黏土水平承载力计算准则缺失前，可以采用以下的方式进行计算。比如，X自0增加到XR时，可以采用以下公式从3C增加到9C：Pmc=3C+rX+JCX/D；当X大于XR时，可以采用公式Pmc=9C（X≥XR）。其中以上公式中Pmc为极限抗力，单位为kPa；未受扰动的黏土土样的不排水康健强度为C，单位为kPa；桩直径为D，单位为mm；土的单位有效质量为r，单位为kg/m3；依靠现场试验确定的出J，并且J的变化范围在0.25～0.5之间，属于无量纲经验常数；泥面以下深度为X，单位为mm；泥面以下到土抗力减小区底部深度为XR，单位为mm。

1.3 砂土水平承载力

砂土的水平承载力的计算，当给定深度一定时，可以采用下式计算：

式中: 极限抗力为 Pmc，N/m；rt为有效土重量，N/m3；X 为深度，mm；C1、C2、C3为系数；D为从泥面到给定深度的平均桩直径，mm。

2 沿海地质桩基水平承载力的影响因素

2.1 施工扰动软土触变对桩基水平承载力的影响

沿海工程桩基成孔施工时，会将原有的地质结构改变，在土层受到强大力量挤压下，会促使孔壁土体内空隙水压力在短时间内上升，有效应力相对减小，桩周和桩端强度也极大下降，此时桩基承载力达到最低。但是伴随时间的延长，地基情况会有所好转。当土强度恢复成桩后，桩基承载力也会逐渐上升。但是针对影响桩基承载力因素较多的问题，目前沿海工程施工中不能准确计量出承载力的增大数值。在实际测量中常以桩静荷载试验做参考。沿海工程中对群桩有较大影响的是施工扰动。沉桩带来的挤土效应会在群桩影响下，程度不断加强，由此对土层造成的扰动作用会更大，可能出现（1）桩基强度伴随时间的流逝，呈现强度不断增加的趋势；（2）固结过程中的土体，逐渐形成一层硬壳，该层硬壳紧密与桩基表面贴合，由此增加了桩基承载表面积，在土体密度不断增加的基础下，促使桩基承载力较之前有了显著提高，乃至超过原始桩基承载力强度[1]。再者，影响桩基水平承载力的另一种因素为在挤土施工过程中，施工区域会发生地表隆起的问题，促使桩和桩周土体也出现不同程度的位移，给桩基和周围建筑带来不好的影响，影响桩基水平承载力，造成水平承载力急剧下降，或者废桩问题，会对施工带来较大影响，出现严重的经济损失。因此针对以上存在的问题需要制定防治对策，设计方面可以采用非挤土桩，尽可能增加桩基水平承载力。

2.2 液化土层对桩基水平承载力的影响

桩基施工中遇到液化土层时，会使液化土层桩段的侧阻力极大降低，造成桩基不稳定的问题。针对以上问题需要在桩基设计时，严格规划设计图纸，采取有效措施降低液化土层对桩基水平承载力带来的不良影响。其中液化土层影响桩基水平承载力可以从两方面分析：（1）液化层液化后再次固结对桩产生的负摩擦力；（2）液化层侧阻力取值为零时对桩基水平承载力的影响。

2.3 淤泥土层对桩基水平承载力的影响

当施工场地浅层为淤泥地质时，可以在施工过程中将基坑开挖以及维护方案考虑进去，这样的设计原则可以减少对桩基承载力的影响。比如施工设计中需要采取针对性的措施，对桩基进行合理布置，可以将钢筋笼长度适当延长，并将桩的配筋率适当提升等等，这样具体化的施工操作可以避免因为机械开挖对桩头产生影响造成基坑周围土坍塌等问题，从而影响桩基水平承载力[2]。

3 结语

沿海地区在进行桩基工程设计时，需要针对本地区的地质特点，严格按照建筑桩基设计规范进行，充分利用本地区地质结构特点，将其转变为促进桩基施工的有利条件，并严格按照灌注桩、预制桩等施工要求进行，在此基础上，不断促进沿海桩基建设工程技术的发展，进一步提高桩基水平向承载力。