張 靜 ,周 青 春,林 昇 昇

(1.湖北工業(yè)大學(xué) 土木建筑與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430068; 2.中國(guó)科學(xué)院 武漢巖土力學(xué)研究所巖土力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430071; 3.中廣核工程公司，廣東 深圳 518124)

1 研究背景

填海造地是沿海機(jī)場(chǎng)、港口、碼頭和電站建設(shè)的重要基礎(chǔ)工程。填海工程一般采用先挖后填的方式，即先將海床的軟弱層挖去，或通過(guò)擠淤的方式移除，然后采用吹填等措施回填，經(jīng)過(guò)預(yù)壓排水等地基處理手段，將填方固結(jié)，滿(mǎn)足工程對(duì)承載力和沉降的要求[1-4]。如果填方附近存在大規(guī)模的挖方工程，其土石料將是一種理想的填海造地材料。

地基處理是大規(guī)模填海造地首先要面對(duì)的難題。大面積填海造地工程具有填海面積大、填方厚度高、海底基床地質(zhì)復(fù)雜等特點(diǎn)。對(duì)于該類(lèi)填海工程，將面臨兩個(gè)問(wèn)題：一是填方不能完全固結(jié)，導(dǎo)致過(guò)大的工后沉降[5]；二是海床軟弱層厚度大，清理后仍存在一定厚度的可變形海相沉積層，超厚回填層的荷載可能造成該層的再固結(jié)，進(jìn)一步加大工后沉降。第一個(gè)問(wèn)題在工程界得到充分認(rèn)識(shí)，也有較成熟的處理手段[6]，對(duì)于后者，由于海相沉積層的工程地質(zhì)特性，其固結(jié)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，處理難度大[7-8]。由此可見(jiàn)，對(duì)于面積大、回填厚度高的填海工程，常規(guī)的處理手段無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)沉降敏感的建筑物要求，于是樁基這類(lèi)深基礎(chǔ)得到廣泛應(yīng)用。

樁基礎(chǔ)雖然可以解決建筑物的沉降問(wèn)題，但無(wú)法從根本上解除下臥層的變形進(jìn)而導(dǎo)致回填土層的沉降[9-10]。下臥層的變形對(duì)樁的承載性狀影響，目前研究資料不多，更多研究側(cè)重于回填層的自身變形對(duì)樁基性狀的影響[11-14]：如回填土的壓縮變形使單純抗壓樁不得不承受水平荷載，樁側(cè)土的沉降使得樁土之間在一定深度內(nèi)產(chǎn)生負(fù)摩阻力，使樁身額外承受附加荷載等。而對(duì)于大面積填海造地工程，在回填層的處理已經(jīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度和變形要求的情況下，對(duì)下臥層的變形對(duì)樁基性狀的影響沒(méi)有引起足夠的重視。因此基于大面積填海造地工程的沉降特點(diǎn)，研究樁基工作性狀，對(duì)于指導(dǎo)樁基設(shè)計(jì)，確保建筑物的安全有非常重要的意義。

本文通過(guò)一個(gè)填海工程現(xiàn)場(chǎng)樁基試驗(yàn)，對(duì)樁基瞬間承載性狀進(jìn)行研究，然后考慮填海工程的長(zhǎng)期變形特點(diǎn)，通過(guò)數(shù)值模擬分析不同回填層變形條件下樁基的承載性狀。

2 場(chǎng)地地質(zhì)概況

試驗(yàn)場(chǎng)地位于福建省福鼎市秦嶼鎮(zhèn)備灣山西側(cè)山腳下，原始地貌單元為濱海和淺海淤泥沉積區(qū)。該處場(chǎng)地通過(guò)爆破擠淤拋石回填的方式形成。回填分兩層：第一層高程為+5 m，采用6 000 kN·m夯能強(qiáng)夯處理，第二層為+9.5 m，采用2 000 kN·m夯能強(qiáng)夯處理。平板載荷試驗(yàn)顯示，處理后的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值大于200 kPa，變形模量大于100 MPa。

回填后的場(chǎng)地巖土層從上到下分別為人工填土層(Qml)、海相沉積層(Qm)、第四系殘積層(Qel)，下伏基巖為晚侏羅系南園組(J3n)火山碎屑巖。各地層巖土性質(zhì)如下：

(1)人工填土層(Qml)。

素填土①：褐色、褐紅色，主要成分為粉質(zhì)黏土，含少量填石，松散狀態(tài)。

填石②：雜色，主要為中、微風(fēng)化熔結(jié)凝灰?guī)r、花崗巖及流紋巖等開(kāi)山碎石組成，塊徑3～30 cm不等，局部地段含有大塊填石。填石空隙中稍有粉質(zhì)黏土充填，稍密-中密。

(2)海相沉積層(Qm)。

淤泥③：深灰、灰黑色，有腥臭味，含少量的貝殼碎片，不均勻含少量砂礫，砂礫級(jí)配不良，呈飽和，流塑狀態(tài)，部分層厚較薄處淤泥呈軟-可塑狀。

粉砂混淤泥④：灰色、青灰色，主要由石英組成，不均勻含淤泥質(zhì)土，局部夾淤泥質(zhì)土薄層，含少量貝殼碎片，呈飽和，稍密-中密狀態(tài)。

粗砂⑤：灰色為主，礦物成分主要為石英，含有大量貝殼碎片，夾少量淤泥質(zhì)土，級(jí)配不良，呈飽和，松散-稍密狀態(tài)。

淤泥混砂⑥：深灰、灰黑色，含少量的貝殼碎片，有腥臭味，所含砂級(jí)配不良，呈飽和，流塑-軟塑狀態(tài)。

(3)第四系殘積層(Qel)。

粉質(zhì)黏土⑦：灰黃、褐黃色，由凝灰?guī)r風(fēng)化殘積而成，組織結(jié)構(gòu)已全部破壞，已風(fēng)化成土狀，呈硬塑狀態(tài)。

(4)晚侏羅系南園組(J3n)火山碎屑巖。

強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r⑧：灰黃、灰褐色。結(jié)構(gòu)大部分破壞，礦物成分已顯著變化，風(fēng)化裂隙很發(fā)育，巖體破碎，局部含中風(fēng)化的碎塊。

中風(fēng)化凝灰?guī)r⑨：灰褐、青灰色。結(jié)構(gòu)部分破壞，沿節(jié)理面風(fēng)化為次生礦物，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體成塊狀。

微風(fēng)化凝灰?guī)r⑩：青灰、深灰色。巖石結(jié)構(gòu)基本未變，僅節(jié)理面有鐵錳質(zhì)浸染，裂隙一般發(fā)育，巖體成塊狀，巖質(zhì)堅(jiān)硬。

3 樁基靜載試驗(yàn)

3.1 試樁概況

試樁工藝為沖孔灌注樁，樁基穿過(guò)回填層進(jìn)入中風(fēng)化凝灰?guī)r2 m。由于試樁兼作工程樁使用，試驗(yàn)最大荷載不超過(guò)極限承載力即12 000 kN。試樁基本參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 樁基本參數(shù)

為測(cè)試樁身側(cè)摩阻力和端阻力，在樁側(cè)土層的分界面布置鋼弦式傳感器。傳感器布置在樁身鋼筋籠的主筋上，每個(gè)分界面對(duì)稱(chēng)布置4個(gè)傳感器，同時(shí)在樁頂附近布置一組傳感器，另外在距樁底1 000 mm處布置一組傳感器，以測(cè)試樁端阻力。3號(hào)試樁傳感器布置情況見(jiàn)圖1。

圖1 傳感器布置(單位:cm)

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)Q-S(荷載-位移)曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。根據(jù)樁基設(shè)計(jì)參數(shù)表1，試驗(yàn)樁樁端進(jìn)入中風(fēng)化凝灰?guī)r2 m，樁基承載性狀為端承樁。由圖2可見(jiàn)，3根試樁Q-S曲線(xiàn)均呈現(xiàn)緩變形特性，即樁頂?shù)某两惦S荷載的增加而緩慢的增加，具有端承樁典型Q-S曲線(xiàn)特征。在整個(gè)加載歷程中，沉降沒(méi)有明顯的加速跡象，說(shuō)明整個(gè)樁土系統(tǒng)處于彈塑性狀態(tài)。由于試驗(yàn)最大加載為12 000 kN，根據(jù)Q-S曲線(xiàn)的特征，試驗(yàn)樁的極限承載力不小于12 000 kN。

安裝在樁基主筋上的傳感器測(cè)試鋼筋的應(yīng)變。根據(jù)鋼筋與混凝土變形協(xié)調(diào)原則，鋼筋計(jì)的應(yīng)變即為樁身應(yīng)變，因此根據(jù)樁身應(yīng)變及樁身鋼筋混凝土彈性模量可以計(jì)算樁基的軸向力。本文以3號(hào)試樁為例，研究各級(jí)荷載作用下樁身軸力分布。

圖2 試樁Q-S曲線(xiàn)

樁身軸力沿深度的分布反映了樁側(cè)土體對(duì)樁的作用效果，單位深度樁土間側(cè)摩阻力越大，軸力變化梯度越大。圖3表明，不同加載等級(jí)的軸力梯度會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)樁頂荷載小于9 600 kN 時(shí)，回填層軸力梯度最大，其它土層較?。浑S著樁頂荷載的增加，強(qiáng)風(fēng)化層軸力梯度逐漸加大，而海相沉積層的軸力梯度變化緩慢。當(dāng)樁頂荷載達(dá)到6 000 kN時(shí)，填石層、海相沉積層、強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r和中風(fēng)化凝灰?guī)r側(cè)摩阻力為分別為4 895，472，542 kN和78 kN；最大加載量12 000 kN時(shí)，填石層、海相沉積層、強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r和中風(fēng)化凝灰?guī)r側(cè)摩阻力為分別為6 473，680，3 460 kN和1 143 kN，分別占樁頂荷載的53.9%、5.7%、28.8%和9.5%，樁端阻力為245 kN。樁側(cè)的填石層、海相沉積層和強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r摩阻力承擔(dān)了荷載的88.5%，說(shuō)明樁的承載性質(zhì)為摩擦樁。

圖3 3號(hào)試樁樁身軸力分布

圖4為根據(jù)圖3得到的不同荷載下各土層樁身側(cè)摩阻力平均值的分布圖，該圖反映了樁側(cè)摩阻力的發(fā)展過(guò)程。圖4中，各土層摩阻力隨樁頂荷載增加響應(yīng)規(guī)律不盡相同：填石層的摩阻力在樁頂荷載為3 600 kN前增長(zhǎng)較快，3 600～8 400 kN后摩阻力增量出現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)，8 400 ～12 000 kN時(shí),摩阻力在160 kPa徘徊，近乎進(jìn)入軟化狀態(tài)；海相沉積層的變化規(guī)律與填石層相似，當(dāng)樁頂達(dá)到最大荷載時(shí)，淤泥層、粉砂混淤泥層、淤泥砂層摩阻力分別為17,34 kPa和22 kPa；強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r的樁側(cè)摩阻力的變化與其上面的土層不同，樁頂荷載在8 400 kN前，側(cè)摩阻力的增加幅度隨荷載增加而穩(wěn)步增大，荷載在8 400～12 000 kN時(shí)，進(jìn)入快速增加狀態(tài)，最終側(cè)摩阻力為132 kPa，明顯沒(méi)有達(dá)到軟化狀態(tài)。中風(fēng)化凝灰?guī)r與強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r的樁側(cè)摩阻力的變化規(guī)律類(lèi)似，最終側(cè)摩阻力為175 kPa，亦未進(jìn)入軟化狀態(tài)。

圖4 3號(hào)試樁樁側(cè)摩阻力分布

圖5為樁端承載力與樁頂荷載關(guān)系。樁端承載力的發(fā)展過(guò)程可以分為3個(gè)階段：樁頂荷載為2 400～4 800 kN期間，由于填石層樁側(cè)摩阻力增長(zhǎng)較快，荷載主要由該層側(cè)摩阻力承擔(dān)，樁端承載力幾乎可以忽略；4 800～9 600 kN期間，各土層側(cè)摩阻力雖然有所增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度不及樁頂荷載增加的速度，因而樁端承載力逐漸增加；9 600～12 000 kN期間,樁端承載力隨樁頂荷載明顯增加，說(shuō)明部分土層樁側(cè)摩阻力逐步進(jìn)入軟化狀態(tài)，增加的樁頂荷載漸漸開(kāi)始由樁端承擔(dān)。

圖5 3號(hào)試樁端阻力與樁頂荷載關(guān)系

試驗(yàn)樁的承載性狀可以結(jié)合試驗(yàn)條件及場(chǎng)地地層特征進(jìn)行分析。由于試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間短(加載時(shí)間18 h)，場(chǎng)地變形影響幾乎可以忽略；另外場(chǎng)地的填石層厚度大，且經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯處理，具有較高的抗剪強(qiáng)度，加上沖孔樁的工藝特征，當(dāng)填石層與樁基間的相對(duì)位移較小時(shí)，側(cè)摩阻力就已經(jīng)很大，因此以填石層作為主要持力層的樁基，在Q-S曲線(xiàn)上表現(xiàn)類(lèi)似端承樁的特征。

如果僅僅考慮試樁結(jié)果，該場(chǎng)地的樁基能夠滿(mǎn)足上部結(jié)構(gòu)對(duì)承載力的要求，而且由于填石層承擔(dān)了樁頂最大荷載的53.9%，樁端承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到極限狀態(tài)，樁端承載力可以作為樁基承載力的安全儲(chǔ)備。實(shí)際上，由于場(chǎng)地存在厚度較大(11 m)的海相沉積層，根據(jù)附近類(lèi)似場(chǎng)地監(jiān)測(cè)結(jié)果，厚度較大的填石層重力荷載對(duì)海相沉積層產(chǎn)生固結(jié)作用，整個(gè)回填層和海相沉積層將出現(xiàn)一定量的沉降[14]。而本場(chǎng)地18 m厚度的填石層荷載產(chǎn)生的沉降不容忽視，因此有必要考慮樁基在長(zhǎng)期使用過(guò)程中由于樁周土的沉降導(dǎo)致樁的承載性狀發(fā)生的變化。

為研究場(chǎng)地沉降對(duì)樁基承載性狀的影響，采用數(shù)值模擬方法，計(jì)算樁基在不同沉降條件下的側(cè)摩阻力和端阻力。

4 考慮下臥層變形的樁基性狀

4.1 計(jì)算模型

由于三維連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日法(FLAC3D)可以考慮樁的中性點(diǎn)上下樁側(cè)摩阻力的特征[11]，本文用其來(lái)分析固結(jié)沉降作用下樁土性狀。通過(guò)接觸面單元模擬樁土接觸關(guān)系，F(xiàn)LAC3D中的接觸面采用的是無(wú)厚度接觸面單元，接觸面本構(gòu)模型采用的是庫(kù)侖剪切模型，圖6為接觸面的本構(gòu)模型示意圖。對(duì)于庫(kù)侖滑動(dòng)的接觸面單元，存在兩種狀態(tài):相互接觸和相對(duì)滑動(dòng)。根據(jù)庫(kù)侖抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則可以得到接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)所需要的切向力Fs,max為

Fs,max=cifA+tanφif(Fn-uA)

式中，cif為接觸面的凝聚力，φif為接觸面的摩擦角，u為孔壓，F(xiàn)n為法向力。

當(dāng)接觸面上的切向力小于最大切向力(|Fs|

式中，φ為接觸面的膨脹角，|Fs|0為修正前的剪力大小。

圖6 接觸面單元原理示意

考慮到豎向荷載下單樁結(jié)構(gòu)和荷載的對(duì)稱(chēng)性，取1/4模型進(jìn)行數(shù)值分析，分別采用柱形隧道外圍漸變放射網(wǎng)格(radcylinder)和柱體網(wǎng)格(cylinder)建立地層模型和樁體模型，并在樁體表面生成接觸面單元，然后將樁體模型下移生成模型網(wǎng)格。計(jì)算時(shí)將巖土分為3個(gè)地層，即填石層、淤泥質(zhì)土層和基巖層。巖土體參數(shù)見(jiàn)表2，樁體參數(shù)見(jiàn)表3。

表2 巖土體參數(shù)

表3 樁體參數(shù)

由于樁基加載時(shí)間短，而樁周土變形主要是因海相沉積層排水固結(jié)產(chǎn)生的，需要經(jīng)歷相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間，因此首先設(shè)定樁基施加工作荷載12 000 kN，側(cè)摩阻力和端阻力采用靜載試驗(yàn)實(shí)測(cè)值，計(jì)算填石層每沉降10 mm時(shí)樁軸向荷載、側(cè)摩阻力。

4.2 計(jì)算結(jié)果

在長(zhǎng)期的固結(jié)作用下，樁周上部填石和底部基巖的壓縮可忽略不計(jì)，而中部淤泥質(zhì)土的壓縮將對(duì)樁身的應(yīng)力分布產(chǎn)生巨大的影響。因此，模擬了樁周中部淤泥質(zhì)土的固結(jié)壓縮。根據(jù)計(jì)算模型和設(shè)計(jì)工況，計(jì)算得到樁周土沉降10～100 mm時(shí)的樁土間的摩阻力、樁的軸向力及樁頂位移見(jiàn)圖7～9。圖中樁頂沉降100 mm對(duì)應(yīng)淤泥質(zhì)土的固結(jié)度為72%。

圖7 固結(jié)作用下樁側(cè)摩阻力變化曲線(xiàn)

圖8 固結(jié)作用下樁身軸力變化曲線(xiàn)

圖9 計(jì)算樁頂沉降量

4.3 樁基長(zhǎng)期工作性狀分析

樁基長(zhǎng)期工作過(guò)程中，由于樁頂荷載固定，其工作性狀主要受樁周土影響。將樁周土層簡(jiǎn)化為回填層、淤泥質(zhì)土層以及基巖層，其中淤泥質(zhì)土層在回填層的荷載作用下產(chǎn)生固結(jié)沉降，是主變形層。回填層的沉降主要來(lái)自于自身的壓縮變形及淤泥質(zhì)土層固結(jié)帶來(lái)的剛性變形。由于巖土層物理力學(xué)特性相差大，因此分析時(shí)將樁周土劃分成可變形層(包括回填層、淤泥質(zhì)土層)及非變形層(基巖層)。可變形層的沉降對(duì)樁承載特性的影響是本文的研究重點(diǎn)。

由于樁端嵌入中風(fēng)化基巖層，可以不考慮樁身剛性位移。根據(jù)設(shè)定工況，樁基在樁周土變形前即施加荷載，樁與樁周土間產(chǎn)生相對(duì)位移，之后樁周土固結(jié)沉降，樁與樁周土間同樣產(chǎn)生相對(duì)位移。因固結(jié)沉降導(dǎo)致的樁土相對(duì)位移與樁頂荷載施加過(guò)程中的樁土相對(duì)位移相反，疊加的結(jié)果減少了樁頂荷載施加過(guò)程中產(chǎn)生的樁土相對(duì)位移，樁土界面的摩擦力也將根據(jù)相對(duì)位移變化大小發(fā)生改變。圖7為樁基工作過(guò)程中，通過(guò)FLAC3D計(jì)算得到樁周土發(fā)生沉降后，不同的沉降量對(duì)應(yīng)的樁身側(cè)摩阻力沿深度分布。圖中可以看到，當(dāng)填石層沉降較小時(shí)(10 mm)，-15～-22 m范圍的樁土間摩阻力為負(fù)，其余為正。其中填石層樁身側(cè)摩阻力基本為正值，但相對(duì)于圖4荷載為12 000 kN時(shí)的側(cè)摩阻力已大為降低，說(shuō)明填石層的側(cè)摩阻力對(duì)沉降很敏感。隨著沉降的加大，樁身負(fù)摩阻力范圍逐漸增大，其特征是：在填石層的“中性點(diǎn)”逐漸上移，當(dāng)沉降大于30 mm時(shí)，整個(gè)填石層樁土界面的摩擦力均為負(fù)值；在淤泥質(zhì)土層，其“中性點(diǎn)”隨著沉降逐漸下移。當(dāng)填石層側(cè)摩阻力轉(zhuǎn)為負(fù)值后，其負(fù)摩阻力隨深度增加，而在淤泥質(zhì)土層，負(fù)摩阻力隨深度減少，最大負(fù)摩阻力發(fā)生在軟土層和填石層交界處。負(fù)摩阻力增長(zhǎng)的特征與正摩阻力增長(zhǎng)特征類(lèi)似，即樁周土沉降前期負(fù)摩阻力增加較快，以后逐漸降低?；鶐r層的側(cè)摩阻力在沉降發(fā)展過(guò)程中逐漸增加，當(dāng)沉降超過(guò)50 mm后增加緩慢，樁土界面基本進(jìn)入塑性狀態(tài)。

樁周土的固結(jié)沉降對(duì)樁的直接影響就是使樁身軸力發(fā)生變化。由圖3可知，樁頂加載過(guò)程中樁身軸力最大值出現(xiàn)在樁頂，但隨著樁周土的沉降到達(dá)一定的值后，樁身軸力最大值的截面逐漸下移，見(jiàn)圖8。軸力發(fā)生變化的根本原因就是因?yàn)閭?cè)摩阻力性質(zhì)發(fā)生了改變。由圖3可見(jiàn)，瞬間加載時(shí)，由于樁土間的正摩擦阻力逐漸分擔(dān)了樁頂荷載，樁身軸力由上而下逐漸降低；當(dāng)樁周土發(fā)生固結(jié)沉降時(shí)，正摩阻力和負(fù)摩阻力此消彼長(zhǎng)的過(guò)程，導(dǎo)致樁身軸力發(fā)生改變(圖8)。比較圖3和圖8可以發(fā)現(xiàn)：樁身軸力隨樁深度的變化情況與樁周土變形大小有關(guān)。當(dāng)沉降較小時(shí)(沉降小于10 mm)，在填石層與淤泥質(zhì)土層交界處，軸力由5 527 kN增加到11 200 kN，而在淤泥質(zhì)土層與基巖層交界處，軸力由4 848 kN增加到11 000 kN，說(shuō)明在較小沉降情況下，可變形層樁的側(cè)摩阻力對(duì)樁軸力影響較大。當(dāng)沉降量達(dá)到20 mm時(shí)，填石層與淤泥質(zhì)土層交界處的樁身軸力即到達(dá)12 800 kN，超過(guò)樁頂荷載(12 000 kN)。隨著沉降的加大，填石層樁的軸力增加明顯，但增加量相對(duì)降低。在沉降為100 mm時(shí)，可變形層的樁身軸力最大為15 540 kN，為樁頂荷載的125.8%。在不可變形層，由于不存在負(fù)摩阻力且摩阻力基本上處于增長(zhǎng)階段，樁身軸力隨深度減少的趨勢(shì)不改。

固結(jié)沉降作用下樁頂沉降量隨樁周土沉降量變化曲線(xiàn)如圖9所示。由變化曲線(xiàn)可見(jiàn)：樁頂沉降隨樁周土沉降的增加而增加，當(dāng)樁周土沉降值100 mm，即淤泥質(zhì)土層固結(jié)度為72%時(shí)，樁頂沉降達(dá)20 mm。

根據(jù)以上分析可知，樁基在長(zhǎng)期工作過(guò)程中樁身軸力和樁頂位移均存在變化。根據(jù)圖3，瞬間加載時(shí)樁身軸力最大截面在樁頂，隨著樁深度增加軸力逐漸減少；當(dāng)樁周土沉降到一定程度時(shí)，除入巖段局部，樁身截面軸力普遍超過(guò)樁頂荷載，最大值為樁頂荷載的125.8%，額外增加的荷載影響樁基結(jié)構(gòu)的安全。樁頂?shù)母郊游灰茖?dǎo)致主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻沉降。由于大面積填海工程的海相沉積層厚度和回填層厚度不均勻，樁頂?shù)母郊映两当厝挥兴町?，因此樁基的附加沉降將?dǎo)致主體建筑物的不均勻沉降。

5 結(jié) 論

本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與數(shù)值模擬分析，揭示了大面積填海造地工程中樁基承載性狀的瞬時(shí)特征及由于下臥海相沉積層的固結(jié)所導(dǎo)致的樁基承載性狀發(fā)生的變化及其對(duì)工程的影響。

(1)在不考慮下臥層固結(jié)的情況下，樁基表現(xiàn)出很好的承載性能，樁基承載特性呈現(xiàn)摩擦樁的性質(zhì)；在考慮下臥層固結(jié)的情況下，當(dāng)樁周土沉降到一定程度，樁基性狀改變很大，填土層及海相沉積層的樁周摩擦力均變成負(fù)值，而且負(fù)摩阻力大小與瞬時(shí)加載時(shí)樁周正摩阻力大小相關(guān)，即正摩阻力大的土層，發(fā)生沉降后其負(fù)摩阻力也大，樁的工作性質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎顺袠丁?/p>

(2)由于負(fù)摩阻力的產(chǎn)生，樁身軸力發(fā)生改變。樁身軸力的改變導(dǎo)致樁身結(jié)構(gòu)安全系數(shù)降低。

(3)樁身軸力的改變導(dǎo)致樁頂產(chǎn)生附加位移，樁基的附加沉降將導(dǎo)致主體建筑物的不均勻沉降。

以上研究結(jié)果表明：類(lèi)似填海造陸場(chǎng)地樁基載荷試驗(yàn)結(jié)果不能作為樁基設(shè)計(jì)唯一依據(jù)，建議充分考慮場(chǎng)地長(zhǎng)期穩(wěn)定性，并由此合理確定樁基設(shè)計(jì)參數(shù)。