影响钻孔灌注桩桩侧阻力的因素分析

万 明 （合肥钰丰建筑工程有限责任公司，安徽 合肥 232001）

0 引 言

施加于桩顶的荷载使桩产生相对于土的向下位移，而桩周土为了阻止桩的向下位移，在桩的表面会产生向上的侧摩阻力。由于桩侧阻力由上层到下层逐渐传递，使桩身轴力随深度而递减。随着荷载的增大，桩侧阻力从上层向下层传递到桩端，直至桩端阻力发挥作用。本文着重分析桩顶荷载、桩周土层特性等因素对桩侧阻力的影响。

1 桩侧阻力随桩顶荷载的变化特性

某工程桩基采用钻孔灌注桩，桩身采用预埋设弦式钢筋计的方法进行量测桩侧摩阻力。在静载试验中，得出以下2根试桩的桩侧阻力随桩顶荷载的变化特征,如图1、图2所示。

从桩侧阻力随桩顶荷载的变化特征曲线可以看出：

①试桩随桩顶荷载的增加，其桩侧阻力逐渐增加，但2根试桩的侧阻力值增加的幅度不同，在同一荷载值的侧阻力值变化也有区别；

②ZA-20#桩、ZA-94#桩侧阻力随桩顶荷载的变化曲线呈现明显的二阶性增长趋势，在桩顶荷载加载12000kN时，桩侧摩阻力达到一个峰值约为1350kN，但ZA-20#桩的侧摩阻力继续增加，ZA-94#桩增加平稳后继续增加达到峰值。

2 桩侧阻力与桩周土特性的关系

本文在2根试桩实测资料的基础上，分别对场地中土层的含水量w、重度v、液性指数IL、孔隙比e 和压缩模量E 等土性指标与发挥到极限时该土层的桩侧阻力进行了分析，以揭示桩侧阻力与桩周土特性的关系。桩周土层的物理力学参数见表1。

桩周土层的物理力学参数 表1

2.1 土层含水量对桩侧阻力的影响

由图3可以看出，土层含水量和桩侧阻力呈双曲线分布，当地基土层的含水量为0.23时，土层的极限侧阻力可达到最小值。

2.2 土层重度对桩侧阻力的影响

由图4可以看出，桩侧阻力随着土层重度的变化呈递增递减交替趋势，土层重度越大，桩侧摩阻力也越大，当地基土层重度从19.90kN/m3增大到20.00kN/m3时,桩侧极限摩阻力则从200kN增大到620kN。

2.3 土层液性指数对桩侧阻力的影响

由图5可以看出，桩侧阻力随着土层液性指数的增加逐渐减小，呈相关关系。当液性指数从0变化到0.175时,桩侧阻力的值从570kN降低到160kN。

2.4 土层孔隙比对桩侧阻力的影响

由图6可以看出，在孔隙比0.61～0.66范围内桩侧阻力随着土层孔隙比的增加而降低，在孔隙比为0.66处侧阻力最小。当孔隙比从0.66增大到0.68时，桩侧阻力反而增加，桩侧阻力则由180kN增加到430kN。

2.5 土层压缩模量对桩侧阻力的影响

由图7可以看出，桩侧阻力与土层压缩模量呈先减后增的关系,当土层压缩模量从9MPa增大到12.2MPa时，桩侧阻力则由625kN减小到200kN；当土层压缩模量从12.2MPa增大到15.7MPa时,桩侧阻力则由200kN增加到400kN。

3 影响桩侧阻力的其他因素

①成桩工艺影响桩土界面的外摩擦角。对钻孔灌注桩来说,施工工艺影响桩身的粗糙度，桩土接触面越粗糙，侧阻力发挥值越大。

②深度对桩侧摩阻力有一定的影响。随着深度的增加，在均质土中，桩侧摩阻力在一定深度范围内是随深度而增大的，超过该深度后，桩侧摩阻力基本上趋于定值，再通过增加长度提高承载力效果不明显。

③成孔施工的时间。护壁泥浆特性及钻机的型号等均对侧阻力的发挥有直接的关系，若施工时间长，护壁泥浆配比不当，会使桩周土应力松弛，形成松动土层，影响侧摩阻力的发挥。

4 结 论

影响单桩侧阻力发挥的因素很多,常见的因素有：桩的形状、成桩的工艺、土层性质、桩的入土深度、桩身材料、桩土间的相互位移以及成桩的时间等。良好的土层特性、适当的桩顶荷载以及高质量的施工工艺对提高桩侧阻力的发挥有着积极作用，为减少成本和施工安全有着重要意义。