由于土及側(cè)向位移導(dǎo)致樁基及折斷

1、.由于土的側(cè)向位移導(dǎo)致樁基的折斷Bengt H. Fellenius, Bengt Johansson下面參考文獻(xiàn)來(lái)自B.Broms(B.布朗姆斯)關(guān)于柔性結(jié)構(gòu)（如單樁和群樁）的穩(wěn)定性研究報(bào)告（發(fā)表于國(guó)家建筑雜志上，見(jiàn)圖7.2所示）。它是講述在軟土地基中采用樁基礎(chǔ)，由于室外超載對(duì)樁基礎(chǔ)的影響。10年（1962年）前，在瑞典Stockholm附近的Hudding鎮(zhèn)，有一棟2層高的房屋，它的基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)。樁長(zhǎng)約20m，樁基穿過(guò)未固結(jié)的軟土層，樁的截面尺寸為250×250mm2，為鋼筋混凝土預(yù)制樁。樁身縱向主筋為4條直徑為12mm的鋼筋。根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，該地區(qū)的軟土層厚達(dá)20m，且由高塑性的

2、泥炭組成，不排水抗剪強(qiáng)度約為1t/（10kpa）且含水量變化相當(dāng)大；圖1為該建筑場(chǎng)地的一個(gè)典型地質(zhì)剖面圖。_瑞典皇家土工技術(shù)研究院;沙文·泰倫·AB公司當(dāng)使用瑞典法液限儀測(cè)得的含水量推算的抗剪強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度是會(huì)有所降低的，當(dāng)液限大于80時(shí)，抗剪強(qiáng)度需乘一個(gè)折減系數(shù)加以修正。折減系數(shù)的取值關(guān)系如表1。表1.根據(jù)液限值確定的不排水抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)（液限測(cè)定是由Swedish fall cone test, karlesson,1961）液限（%） 折減系數(shù)<80 1.080100 0.9100120 0.8120150 0.7150180 0.6>180 0.5一種

3、粗略的計(jì)算下臥層粘土所能承受的填土層的極限高度為：式中=12kPa，折減系數(shù)取0.7，是根據(jù)不排水條件用swedis法測(cè)得的。2.5m的填土（上履土層）高度是一個(gè)什么概念呢？它是下臥土層（粘土）承受4.5t/（45kPa）的土層壓力。圖2表示填土超載引起支承房屋樁基損壞的效果圖。填土荷載連續(xù)不斷地增加，作用在原來(lái)的地面上，使到地下水位降低許多，引起地面沉降。樁的承臺(tái)底板設(shè)置在距原始地面約2.0m處（即埋深d=2.0m）。房屋四周的泥炭土不斷地被挖走，代替它的是回填砂（土），另外，填砂高度比原來(lái)地面高度還高出1.0m,即室外地面填砂后地坪標(biāo)高抬高了1.0m。考慮到卸除泥炭土這部份荷載，這些填土造

4、成側(cè)土層壓力增加了2.6t/(即26kPa)，由于挖基礎(chǔ)土方時(shí)，房子下部土層的卸載達(dá)1.0t/(10kPa)，這樣土的初始應(yīng)力就達(dá)到 36kPa。由于填砂超載及地下水位下降約1.0m，作用在地面上，所以地面產(chǎn)生沉降。由于室外不斷地填砂，所以沉降不斷地增加，作用在下臥粘土層的應(yīng)力又增加了20kPa，這樣，作用在下層地基土的部應(yīng)力增加到56kPa，當(dāng)然，沉降也增加了。今天（即1972年），總的沉降量大約在1.02.0m范圍。根據(jù)式（1），下臥土層所能承受的壓力約為45kPa，填土超載引起56kPa作用在地基土上已經(jīng)超過(guò)了它的承載能力。故產(chǎn)生了如圖2所示的破壞形式。4年前（即1968年）房

5、屋已出現(xiàn)裂縫和沉降（不均沉降），起初認(rèn)為原來(lái)樁基設(shè)計(jì)承載力計(jì)算有誤導(dǎo)致房子樁基沉降增加得這么厲害；因此用了一些Mega-pile（一種托換樁,譯者注）來(lái)對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行托換加固。然而，托換加固后并沒(méi)有阻止沉降的繼續(xù)增加。圖3顯示了某一承臺(tái)底下的Mega-pile，沉降和傾斜非常明顯。為了詳細(xì)調(diào)查沉降與傾斜的原因，一些承臺(tái)的底板被鑿開(kāi)，并且用大的鋼套護(hù)筒支護(hù)對(duì)一些問(wèn)題樁進(jìn)行開(kāi)挖，以便就地研究樁基的問(wèn)題。圖4是一張朝房屋方向折斷的樁基照片。通過(guò)開(kāi)挖暴露該樁，發(fā)現(xiàn)在距樁頂（承臺(tái)底板）約4.0m處折斷。圖5為指示彎曲變形的模式：在土的水平推力作用下，樁彎向房屋的一側(cè)，在受彎的過(guò)程中，由于樁身的抗彎強(qiáng)度不足以抵抗土的水平推力，使樁折斷。折斷后，由于斷樁上部的樁身強(qiáng)度不足以支承承臺(tái)傳來(lái)的豎向荷