湿陷性黄土中基桩的负摩阻力问题

1、非自重湿陷性黄土中桩的负s阻力问题丰大A於14京何华中国丸筑科学场竞忧总裹篦本文根据茶地s陷性黄土地基大面积侵水试验结果判定谏场*为韭自甄湿陷性土 场 览由负81力衽9水溶的发展规律.得出场地中大径扩底的负力是在停水后出 现的，说 明非自8S陷性黄土也应的负阻力同6.同时根据试验成果对勺虑负9 B刀的单承力的 会欠算方法a出了建议.-W述ft的负阻力问0比较复杂由于不同A区贾土 fi陷待tt不一便得陷性黄土地基中 桩的负9阴力问e变W尤为复杂关于负摩田力的研究国外大多集中于钢桩、预制碇桩上 对干fi陷性黄土地区tt的负a力的研究报道更少而非自合陷性黄土中的-是否应考 虑负9甩力问题以及音虑负阻

2、力的桩*力裂算方法都是黄土地区工程建设中要解决 的V 宴问0对于tt支承于可压土层上的情况面言（如本试验桩穿透a陷性土层支承于非陷性土 展上在一 ttW况下项加垂亶商载后，会有沉降.ft时tti体苜先对tt产生向上 的B力即正阻力衣黄土水fi陷时当其S陷ft大于的沉薛*时 土体食对产生 向下的a力即称负眠力其作用当于奁桃面上增加了一个外荷戴由此可见.形响负阻 力大小的S索虽然很多但主的条件是土的沉降大于tt的沉*两者室值越大负9阻 力也就越大实测明土层的湿陷沉降总层向探层S两住小 的-在桩身上部土 S的沉降 大于的沉】皆产生eE力而左桩身P土 S的沉降*就会小于tt的沉降将产生正阻力 因为fe

3、作为刚体（若忽略桩本身ffi *不计）艮上部与下部的位移H是相同的这样必状 在沿身方向上有一卞土层沉降与沉相*的点谏点处6力等于*而身会由向力*大-这 个特征点称为中性点，由此可见欲求出中性点位置育二个方法，其一是找出土层沉与桩沉 n相等的点；其二是在桩长方向求得轴向力最大的点，此并可得负阻力大小及其发生发 恳规-二、a+阻力的发规律本状试蜿浸水试脸自从1990年曰月15日开始至同年12月25日停水历时40夭.汗水近80000卅-由场地内符戈标点实苗浸水房te基止的S陷ii小于7un-判定本试fe场- 为非0&湿性黄X场地工根试桩设计第数如庶，示-te身应力炉用绞动渭*计试铳和锚言主设计鲁教表

4、庠号号数s )m)桩徨(m)主筋1 - -1AtV /q-7桩身扩大i1A： - A2240,22-5 z8w25 - 8 申 22等级C302Bl .322321,22.21218C303CI-C3.C6. C8610IM2 - 22225 1C23 !1彳C4.C92221.02.2136b25C?05gC： G2321.02.2Q2Cq?3C20试：叭并在埋设S力 宜以S对其桩举兹刀M试 结果为研究拄的员FS力 发生机a试脸 时分别二冲怡况加荷jpAl和 川先加荷至设计裔载的1. 2 倍ft试越至破坏(而 A? 32先浸水，a 土层 J6Hf5：时进行静*荷试 虢至a坏.实测的水前后全

5、汶程中a身抽向力发展典 惰况如田I示-由出可见试的负俎力是在停水后 990年；2月26日)发生的 这是由于本场地黄土的特性决 定的.与一魅馨前性黄土不 同，本场地为Qi与古土壤交互层-才后的沉笛* 主由序水后地基X固结引起的# 由图可2中性点位存水全过8 中经历了由气入深然 后沉降 总定而私定 的过程最后a定时中 性点位*见2示 各试链中性点位 sa时间变化关系如图 2禾另从twffli可见.Mtf煨 水后所做的静fitw荷试验荷戴M、Qd$ Q 2 nfS 0 tfsX #1柱的负阻力ttfo中性点2E号垂亶荷 fiMNftrn 沉味mm中性点位S m与tt 长的比借负*阻力正*限力力总值K

6、N平均单 位值MPa总值KN平均单位值MPa总值KN平均单位值MPaAl6 019.4717.5CM418!027. I397046.83840784Bl4.84h 8112.00. 38103027.3363057.82200579a203. 0033-00. 634H043 626404乱7H70300B2Q12. U02L00. 66296044.9146042.21500394* UM的坤加中性点位3箭上移，负阻力葩之少以至最络清失负阻力消失时的桩a荷fi对 于各 fi 分别约为 856OKNAI H). 6770KN (BI* UM桩)，5150KN(A2 fi). 3400KN(B

7、2 桩另外根据沉降相等0(刘求中性点的方法估算结果如图3示.fi然由于地面沉降试标点与试链相距20m并忽略了桩身材料弹性变影形响等因累，使得估算值与2中实值不完全一爰但是其tt律性还是物合的-即中性惠位与在，水期何的沉降有关而柱的沉犀童主要由桩及施加荷战以及持力层性质.桩长尊 因索决定拄地面沉降相同的情况下桩身沉大的产生的负力小中性点位9 3由桎的沉ffR 离衰2的测试结具与图3的估埠结果为*夸合这一规隼，例如B1供由于浸水期间桩沉 降 大因而中性点位置磔高总负阻力和平均单位负3阻力均小-另办由于桩项垂 直荷裁的长 W作用使金屯在浸*期间不斯沉障从而代航低中性点上移使A1和B1 tt的负ItB

8、i力均较 低-对于桩用无荷裁的A2和B2桩试验期问负厚撼此力巳充分发挥孰 值大致和桩的正球俎力 值相局这一结果，国外也巳有类似报道（以性甫表2可见本场地土虽然离于非自奠飙陷性 故七.但其浸水后产生的员阻力仍是很大的再次证明对于非 自湿性黄土仍有可能产八戈瞪 力三*虑负宾阻力时桩承力的验算基负阻力可能发生左工过程、便用前或便用过程中-对于8陷性背土而喜-也即是浸 水，陷后加荷盛加荷裁后发生水陷之分本试验结果丧明对于穿透陷性黄土支承在可压 垮性的非a陷性土上的tt.由于其tt端持力S并非同基岩一样的嵌丙作用Eft随着上增加, 桩的沉也履之增加之引起负摩阻力的降低（图I） .可见对于箕土地基中的康擦

9、（包样承- 桩），负第阻力问a首先屡一个附加沉降间题-其次才规承载力问祀tt身材料吧度*足 求的情况下应*奠考煤由负*阻力引起文寸沉降和差异沉 降*对建筑物的影耳.对ttS外也有类 似报遭另外由于负茂阻力出现检限值的按率是较小的因而左承力脸箕时可取较低的安全 系&基于上述并按文1叮介绍，对于考虑负KS力作用时tt承戴力flj弊*可按下式进行F +Q W（R - + RJ/K -身强度按下式聆笋2）作用于性项的长期设什荷aKN）,Q由负f?俎力引起的下一分剧为总正极力和总极限阻力（KN） i安全系数心建议值a 3序号议值*源附 注11.1文备己10荷兰E Horvat尊21.2文猷日本道路协会婷

10、范3.27.3文帆841.2用于先甩水后加荷情况1.6本文建议值1用于先加何后浸水情况fF具横我面枳V inOS一一 tt.身短期容许蹑度VKPa),K.-考虑负力的承力安全3取值关于本文建议K值为1.2和16的理内如下.根本试聘成食畏地基浸水饱和悄况下试堆的圾限承力分别为:A更桩J1MNS547 2MN(参*文献2?).上列数ft是在桩项荷戴与负挣阻力共同作用下得到的-因此若取安全系牧 K = 2,各桩的容许承力分别如表4所示静载商试斡已经明无论#先加题后水还*先浸水后 加戴，考魔了负阻力的作用下，上述容许*力值都*安全的-此可以得出*试殓中桥*受最大负 力肘所具有的安全系值此值即为考*负甩

11、力的承做力安全系数K.基于安全考虑对于两+ 不稠况分别取定为16和h 2f 4-必硝强调播出上施心值的取定是以本试脸场址*土为依初，而桩乂是穿透陷 性土层支 承于韭湿陷层上对于支承于基岩上的负51力的考虑与嘛算上述值不能宜接采用.安全系数心值的取定表4号极限荷箴MN容许荷戴MN (2)负阻力MN+安全系e安全系ft取 定值A1ILOO3. 501.807. 301. 501 - 60B17. 203. 601,034.631. 561.60A211.005- 504. 119.61I- 14L20B26. 403. 202. 966. 16h 041.201、本试验实我明，在地面沉储相问傅况下桩沉大负阻力小中性点高.本场地桩 的负9阻力迪在停水后发生的说明非自&陷性黄土也应考虑负阻力问浸水试笑中，tt的负力绘历了发生、发决、沌小以至在静荷试笑中，消失过 程实测 极限员瘵阻力倩大致铮于a的正除H力3考储负甩力的桥步ft力聆算方法可按本文式(1)和(2)进行对于穿过S陷性土支 承于 菲陷性土层上的桩茸安全系tt K.值应m据两种不同情况(先浸水后加栽或先加戴 后浸水人可 分疑取为12和】”.乡号文献1刘金-设计与计算，中国建