有关桩若干问题探讨
邢朝阳
【摘要】本文对影响桩的三个因素作了详细介绍，简单分析了几种因素対桩基础产生的影响。通过对以上几种因素的了解，给桩基础实际应用提出了宝贵的参考意见。
【关键词】承载力；时间效应；负摩擦力；承台效应
1. 前言
在桩基础应用中，由于地质情况不同和实际施工过程中的影响因素较多，对基桩的承载力产生不同程度的影响，因此，本文从基桩竖向承载力的时间效应、桩的负摩擦力和桩的承台效应三个方面介绍了影响桩基的原因，为桩基础使用中避免不利因素，达到较好的桩基础效果提供参考意见。
2. 桩竖向承载力的时间效应
基桩竖向承载力的时间效应主要体现在：
（1）打入式预制桩施工时，由于挤土和振动影响，使饱和土的孔隙水压力上升，造成桩周土有效应力下降，桩侧和桩端土阻力降低。经过一段时间后，随着超孔隙水压力消散，桩侧和桩端土阻力得到恢复。
（2）在粘性土中施工打入式预制桩时，沉桩过程对桩周土产生扰动，由于土的触变性，灵敏度越高，这种效应越明显。
（3）排土桩成孔过程中对桩周土体的扰动，会造成桩侧和桩端土阻力下降。
3. 桩的负摩擦力
3.1产生负摩擦力的原因。
3.1.1穿过软土层支撑在坚硬土层上的桩，一般说来桩受荷载作用以后，地基土对桩侧的阻力是向上作用的。但是软弱土层由于某种原因而发生地面沉降时，桩周土体对桩身产生相对的向下位移，这就使桩身承受向下作用的摩擦力，软弱土层通过作用在桩上的向下作用的摩擦力而悬挂在桩身上。这部分摩擦力不但不是桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外加荷载。这种由地面沉降引起的在桩上向下作用的摩擦力，称为负表面摩擦力。在桩的下沉比地基下沉量大的部分（桩的下部），桩身上仍为向上作用的正摩擦力，正、负摩擦力变换处的位置，称为中性点。
3.1.2桩的负摩擦力问题，近年来在国内外普遍受到重视。由于未注意到负摩擦力问题，也造成过一些工程事故。
3.1.3如上所述，负摩擦力是因为桩周围土层的下降（地面沉降）而产生的，造成地面沉降的原因大致有以下几种情况：
（1）在未固结的软土或新填土上，由于土层的自重固结而产生。
（2）由于大面积地面荷载所造成的。
（3）场地地下水大量抽降，造成上部软弱土层下沉。
（4）湿陷性黄土及其他湿陷性土层因湿陷引起。
3.2负摩擦力的影响因素。研究桩的负摩擦力，与正摩擦力一样，实质上也是研究土沿桩身的极限抗剪强度或土与桩的粘着力问题。但这个问题较为复杂，桩基沉降及地面沉降的大小、沉降速率、稳定历时等都对负摩擦力的大小有影响。由于地面沉降及桩的沉降都随着时间而变化，所以桩与土间的剪变（相对位移）值也不断变化，因此负摩擦力的分布及变化也较为复杂。
4. 桩的承台效应
建筑桩基多数为低承台桩基，桩基承受竖向荷载时，桩、承台、承台底地基土是共同工作、变形协调的。承台底地基土分担荷载的效应称为承台效应。
4.1大量试验和理论分析表明，承台效应的主要特性可归纳为如下几点：
4.1.1承台土抗力受桩距的影响最为敏感。对于群桩，桩间土的竖向位移受相邻桩位移的叠加效应而加大，在同一地层条件下，桩距愈大桩间土竖向位移愈小，即承台底土抗力愈大。
4.1.2承台土抗力随承台宽度与桩长比增大而增大，承台宽度与桩长之比Bc/L≥1时，承台土抗力形成的压力泡包围整个桩群，由此引起土的竖向压缩导致桩侧、桩端土阻力降低、导致承台土抗力增大，反之，承台土抗力减小。
4.1.3承台土抗力随荷载水平变化。随着荷载水平提高，桩土间相对位移由下而上发展承台土抗力迅速增长。当荷载水平接近正常工作状态（P/Pc=50%）承台土抗力随荷载同步增长，即荷载分担比趋于稳值。当荷载超过极限承载力，由于桩土塑性滑移发展，承台分担荷载比进一步增大。
4.1.4承台土抗力随承台区位和排列而变化承台区内（桩群包络线以内）由于桩的相互影响明显，导致桩间土竖向刚度显著降低，而外区土受桩的牵连影响小，土的竖向刚度削弱效应小，故土抗力形成内区小，外区大的马鞍形分布。
4.1.5考虑承台效应的条件。
（1）上部结构刚度较好的建（构）筑物（如剪力墙结构、钢筋混凝土筒仓等）。
（2）对于差异变形适应性较强的排架结构和柔性结构筑物（如钢板罐体）。
（3）对于按变刚度调平设计的桩基刚度相对弱化区。
（4）对于软土地区多层建筑的减沉复合疏桩基础。
4.2对于端承型柱，四根及以上的摩擦型柱，以及可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土中的桩，饱和粘性土中的挤土桩等，不宜考虑承台效应。
5. 结语
通过对影响桩基础的三种因素的介绍，给桩基础的使用提供了参考，为减少工程事故提供了依据，使桩基础事故防患于未然。
参考文献
[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.
[2]胡中熊，土力学与环境土工学。上海 同济大学出版社.
【摘要】本文对影响桩的三个因素作了详细介绍，简单分析了几种因素対桩基础产生的影响。通过对以上几种因素的了解，给桩基础实际应用提出了宝贵的参考意见。
【关键词】承载力；时间效应；负摩擦力；承台效应
1. 前言
在桩基础应用中，由于地质情况不同和实际施工过程中的影响因素较多，对基桩的承载力产生不同程度的影响，因此，本文从基桩竖向承载力的时间效应、桩的负摩擦力和桩的承台效应三个方面介绍了影响桩基的原因，为桩基础使用中避免不利因素，达到较好的桩基础效果提供参考意见。
2. 桩竖向承载力的时间效应
基桩竖向承载力的时间效应主要体现在：
（1）打入式预制桩施工时，由于挤土和振动影响，使饱和土的孔隙水压力上升，造成桩周土有效应力下降，桩侧和桩端土阻力降低。经过一段时间后，随着超孔隙水压力消散，桩侧和桩端土阻力得到恢复。
（2）在粘性土中施工打入式预制桩时，沉桩过程对桩周土产生扰动，由于土的触变性，灵敏度越高，这种效应越明显。
（3）排土桩成孔过程中对桩周土体的扰动，会造成桩侧和桩端土阻力下降。
3. 桩的负摩擦力
3.1产生负摩擦力的原因。
3.1.1穿过软土层支撑在坚硬土层上的桩，一般说来桩受荷载作用以后，地基土对桩侧的阻力是向上作用的。但是软弱土层由于某种原因而发生地面沉降时，桩周土体对桩身产生相对的向下位移，这就使桩身承受向下作用的摩擦力，软弱土层通过作用在桩上的向下作用的摩擦力而悬挂在桩身上。这部分摩擦力不但不是桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外加荷载。这种由地面沉降引起的在桩上向下作用的摩擦力，称为负表面摩擦力。在桩的下沉比地基下沉量大的部分（桩的下部），桩身上仍为向上作用的正摩擦力，正、负摩擦力变换处的位置，称为中性点。
3.1.2桩的负摩擦力问题，近年来在国内外普遍受到重视。由于未注意到负摩擦力问题，也造成过一些工程事故。
3.1.3如上所述，负摩擦力是因为桩周围土层的下降（地面沉降）而产生的，造成地面沉降的原因大致有以下几种情况：
（1）在未固结的软土或新填土上，由于土层的自重固结而产生。
（2）由于大面积地面荷载所造成的。
（3）场地地下水大量抽降，造成上部软弱土层下沉。
（4）湿陷性黄土及其他湿陷性土层因湿陷引起。
3.2负摩擦力的影响因素。研究桩的负摩擦力，与正摩擦力一样，实质上也是研究土沿桩身的极限抗剪强度或土与桩的粘着力问题。但这个问题较为复杂，桩基沉降及地面沉降的大小、沉降速率、稳定历时等都对负摩擦力的大小有影响。由于地面沉降及桩的沉降都随着时间而变化，所以桩与土间的剪变（相对位移）值也不断变化，因此负摩擦力的分布及变化也较为复杂。
4. 桩的承台效应
建筑桩基多数为低承台桩基，桩基承受竖向荷载时，桩、承台、承台底地基土是共同工作、变形协调的。承台底地基土分担荷载的效应称为承台效应。
4.1大量试验和理论分析表明，承台效应的主要特性可归纳为如下几点：
4.1.1承台土抗力受桩距的影响最为敏感。对于群桩，桩间土的竖向位移受相邻桩位移的叠加效应而加大，在同一地层条件下，桩距愈大桩间土竖向位移愈小，即承台底土抗力愈大。
4.1.2承台土抗力随承台宽度与桩长比增大而增大，承台宽度与桩长之比Bc/L≥1时，承台土抗力形成的压力泡包围整个桩群，由此引起土的竖向压缩导致桩侧、桩端土阻力降低、导致承台土抗力增大，反之，承台土抗力减小。
4.1.3承台土抗力随荷载水平变化。随着荷载水平提高，桩土间相对位移由下而上发展承台土抗力迅速增长。当荷载水平接近正常工作状态（P/Pc=50%）承台土抗力随荷载同步增长，即荷载分担比趋于稳值。当荷载超过极限承载力，由于桩土塑性滑移发展，承台分担荷载比进一步增大。
4.1.4承台土抗力随承台区位和排列而变化承台区内（桩群包络线以内）由于桩的相互影响明显，导致桩间土竖向刚度显著降低，而外区土受桩的牵连影响小，土的竖向刚度削弱效应小，故土抗力形成内区小，外区大的马鞍形分布。
4.1.5考虑承台效应的条件。
（1）上部结构刚度较好的建（构）筑物（如剪力墙结构、钢筋混凝土筒仓等）。
（2）对于差异变形适应性较强的排架结构和柔性结构筑物（如钢板罐体）。
（3）对于按变刚度调平设计的桩基刚度相对弱化区。
（4）对于软土地区多层建筑的减沉复合疏桩基础。
4.2对于端承型柱，四根及以上的摩擦型柱，以及可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土中的桩，饱和粘性土中的挤土桩等，不宜考虑承台效应。
5. 结语
通过对影响桩基础的三种因素的介绍，给桩基础的使用提供了参考，为减少工程事故提供了依据，使桩基础事故防患于未然。
参考文献
[1]《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.
[2]胡中熊，土力学与环境土工学。上海 同济大学出版社.
