填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究_康景文

场地土层中赋存有上层滞水和基岩裂隙水两种 类型的地下水。 勘察期间为枯水期， 未测得地下水。
3 基桩受力测试及分析
为研究和掌握桩基负侧摩阻力的分布规律，选 取 8 根基桩（编号 1#～8#）进行量测[2]。通过钢筋 计量测桩身不同位置处钢筋的应变，根据应变计算 出对应截面上的轴力，再由各截面的轴力和桩顶所 受荷载确定出桩侧摩阻力及其分布。 3.1 测桩方案 各测桩的基本信息见表 1。
图 5 桩侧摩阻力沿深度的分布 Distributions of pile side friction along depth
入岩深度/m 强风化 中风化 2.4 1.3 1.6 5.3 0.7 2.9 3.0 0.5 1.4 1.7 1.2 4.3 2.0 1.6 1.5 2.0
桩径 /m 1.0 1.0 1.0 1.4 1.1 1.1 1.1 1.0
桩长 /m 25.3 28.3 26.6 23.4 31.0 33.0 32.0 27.6
表 1 测桩基本信息 Table 1 Basic information of test pile
图 1 场地地貌 Fig.1 Site topography
桩 号 1# 2# 3
#
桩侧土层(非岩)厚度/m 填土 21.5 25.5 23.8 13.8 16.3 15.0 15.5 19.6 淤泥质粉 质黏土 0.0 0.0 0.0 0.0 1.6 2.0 6.8 5.5 黏土 0.0 0.0 0.0 0.0 10.4 11.5 5.2 0.0
(1. Chinese Southwest Architectural Design and Research Institute Co., Ltd., Chengdu 610052, China; 2.School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610042, China)
Abstract: For the thick fill foundation, due to its effects of consolidation on piles, deformation, the pile negative side fricition can
not be ignored. Based on the monitoring data of the actual project site, the distribution law of the negative side of pile friction in thick fill site is analyzed; and a simplified theory calculated figure of negative side friction linear distribution along the axial, and the negative side friction coefficient calculation method are proposed. Through the comparison and analysis of the monitoring data, the negative side friction coefficient in thick fill foundation is obtained about 0.09-0.15, which verifies the rationality of the method proposed for the rational design of similar site pile foundations. Key words: thick fill; pile foundation; negative side friction
桩 号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 设计 桩号 A1-J05 A1-J10 A1-F16 A2-AZ02 B2-E01 B2-D01 C2-D16 A1-E01 桩长 /m 25.3 28.3 26.6 23.4 31.0 33.0 32.0 27.6 主筋直径 /mm 16 16 16 20 18 18 18 16 量测截面数× 每个截面钢筋计数量 8×3 10×3 8×3 7×3
第 35 卷增刊 2 2014 年 10 月
文章编号：1000－7598(2014)增 2－0025－05
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.35 Supp.2 Oct. 2014
填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究
康景文 1，毛坚强 2，许 建 1，姚文宏 1，章学良 1，李可一 1
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3.2
测试结果及分析 对 1#~8# 桩在上部结构施工期间及主体结构完
成后进行长达 2 a 监测。采用在同一断面 3 处测得 的钢筋应力平均值作为该位置处钢筋应力，以此计 算出桩身轴力及桩侧摩阻力。 图 5 和表 3 为 8 根测桩最终侧摩阻力沿深度的 分布。表 3 中给出了各桩正侧摩阻力、负侧摩阻力 大小和相应深度以及中性点深度（表中 l0 为土层总
桩 号 1# 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 桩长 /m 25.3 28.3 26.6 23.4 31.0 33.0 32.0 27.6 桩侧土层厚度/m 填土 21.5 25.5 23.8 13.8 16.3 15.0 15.5 19.6 淤泥质 粉质黏土 0.0 0.0 0.0 0.0 1.6 2.0 6.8 5.5 黏土 0.0 0.0 0.0 0.0 10.4 11.5 5.2 0.0 l0 /m 21.5 25.5 23.8 13.8 28.3 28.5 27.5 25.1 不同深度下最大正摩阻力 分布深度 /m 19.90 25.45 21.55 20.45 28.60 30.60 25.25 25.35 摩阻力值 /kPa 66.68 101.49 69.61 30.00 108.65 102.15 94.47 21.46 分布深度 /m 17.10 17.35 13.45 9.25 23.00 22.20 20.65 17.85
收稿日期：2014-06-05 。 基金项目：中建股份科技研发课题（No. CSCEC-2012-Z-17）
2 工程概况
工程总用地面积为 2.5×105 m2，总建筑面积为 3.0×105 m2，包括车间、仓库、办公楼等，1~4 层框 架结构。建筑物跨度在 8～12 m 之间，单柱荷载为 6.5～13.0 MN。设计采用机械成孔混凝土灌注桩基 础，桩直径为 1.0～1.5 m，桩端进入中风化砂岩层，
（1. 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，成都 610052；2. 西南交通大学 土木工程学院，成都 610042）
摘
要：厚填土场地地基自身固结变形对桩基产生的负侧摩阻力不可忽视。依托实际工程现场监测资料，对厚填土场地的桩
基负侧摩阻力的分布规律进行分析， 提出了简化的负侧摩阻力沿轴向线性分布理论计算图及负侧摩阻力系数计算方法。 通过 与监测资料进行的对比分析， 得到本工程填土场地基桩的负侧摩阻力系数为 0.09～0.15， 验证了所提出的计算方法的合理性， 为以后类似场地地基桩基的合理设计提供参考依据和工程借鉴。 关 键 词：厚填土；桩基；负侧摩阻力 文献标识码：A 中图分类号：TU473
修建于丘陵地带场地的建筑工程，常会遇到厚 填土地基处置的问题。 与正常沉积形成的土层相比， 新近厚填土地基具有压缩量大、 稳定时间长等特点； 同时，厚填土地基中，因自重固结变形对桩基础产 生的负侧摩阻力不可忽视。目前，国内外对厚填土 地基中负侧摩阻力的系统研究并不多见，现场量测 资料也非常有限，因此，开展现场量测，并深入分 析研究量测数据，对掌握厚填土中桩基负侧摩阻力 的特性、计算方法具有重要的实际意义。 某生产基地工程由 20 幢建筑物组成， 场地位于 丘陵地区，混凝土灌注桩基础，桩端以中风化砂岩 层为持力层。整个场地的地基土为无序堆填方式形 成的深厚土层，最大填筑厚度近 30 m，因其自重固
第一作者简介：康景文，男，1960 年生，博士，教授级高级工程师，主要从事地下结构与岩土工程方面的研究。E-mail：kangjingwen007@163.com
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岩
土
力
学
2014 年
桩长为 26～33 m。 场地地基土为无序新近填筑的 30 m 厚的开山石料。 该工程的场地原始地貌属山丘坡残坡积物沉积 地带及丘前冲沟地带，地形起伏较大，桩基施工时 已被回填。填筑情况如图 1 所示，填筑后开挖填土 情况见图 2。
[1] o o
钢筋计 安装钢筋计的钢筋
间距 2000 mm
未安装钢筋计的钢筋
400 mm
图 3 钢筋计布置示意图 Fig.3 Schematic diagram of pile reinforcement meter arrangement
增刊 2
康景文等：填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究
4# 5# 5
#
7# 8#
图 2 填土层状态 Fig.2 State in fill
每个测桩量测截面布置 3 根钢筋计（图 3） ，安 装后见图 4。每根测桩第 1 个量测截面（钢筋计中 心） 距桩顶面 0.4～1.5 m， 中部截面间的距离为 2.0～ 3.2 m（根据桩长及土层情况进行了适当调整）最下 端量测截面距桩底端 1～2 m。 各测桩量测截面及所 需的钢筋计数量见表 2。
Experiment study of calculation method for pile negative side friction in fill site
KANG Jing-wen1，MAO Jian-qiang2，XU Jian1，YAO Wen-hong1，ZHANG Xue-liang1，LI Ke-yi1
-150
-100
-50 0 -5 -10 -15 -20 -25 深度/m -30 -35
0
50
100
150 1 号桩 2 号桩 3 号桩 4 号桩 5 号桩 6 号桩 7 号桩 8 号桩
11×3 12×3 14×3 10×3
Fig.5 表 3 桩侧摩阻力汇总表 Table 3 Summary of pile side friction
桩帽 400 mm
场区所在区域属新华夏系，川中褶皱带威远辐 射状构造东北翼， 场区微构造不发育， 未发现断层、 褶皱等构造。场区内地层倾角平缓，地层总体倾向 东北方向，倾角为 1 ～2 。填筑后勘察所揭露的深 度内，场地地层可分 4 层 ： （1）填土层(Q4ml)：以回填黏土、砂岩块体为 主，局部趋于回填，有建筑垃圾、淤泥质土，填土 厚度为 1.5～28.2 m。 （2）淤泥质粉质黏土层 (Q4pl+dl)：流塑～软塑 状态，含有机质，为原古河道、池塘淤积形成，场 地内局部分布，厚度为 1.1～6.8 m。 （3）黏土层 (Q4pl+dl) ：软塑～可塑状态，场地 内局部分布，厚度为 1.1～12.1 m。 （4）基岩层(J2s2)：其中强风化砂岩岩芯破碎， 为极软岩，裂隙发育，厚度为 0.6～14.0 m；中等风 化砂岩裂隙较发育，结构面结合一般，勘察时未揭 穿。
Fig.4 图 4 测桩钢筋计安装 Installation of pile reinforcement meter
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深度；lnmax 为最大负摩阻深度；ln 为中性点深度）。
侧摩阻力/kPa
表 2 测桩量测断面及钢筋计数量统计表 Table 2 Statistics of test pile measuring section and reinforcement meters quantity
1 引
言
结尚未完成，故地基土后期变形量较大，将造成桩 基在使用过程中受到负侧摩阻力作用，对工程的安 全及经济性产生重大的影响。 本文通过现场量测并结合理论分析，对该场地 厚填土中桩侧负摩阻力的分布规律进行较为系统的 研究， 提出了一种基桩负侧摩阻力的设计计算方法， 为以后类似场地地基桩基的合理设计提供参考依据 和工程借鉴。