降雨过程对兰州黄土中桩基负摩阻力的影响

　　黄土是一种成分复杂的具有独特性状的土，是第四纪地质时期干燥条件下形成的多孔具有柱状节理的沉积物，主要成分是粉土颗粒（粒径0.05～0.005mm），约占60％ ～70％，可溶盐含量高达10％～30％，结构疏松，孔隙多而大，具有高压缩性。实践证明，黄土受到水的浸湿后，结构迅速破坏而产生显著的附加沉降，即湿陷。在实际生产生活中，如果将桩基修建在有明显湿陷性的黄土地区，桩侧土体遇水湿陷较大时，会对桩产生向下的拉力，即负摩阻力，这会极大地降低桩基的承载力。近些年，湿陷性黄土桩基负摩阻力导致的工程问题，引起了相关领域许多学者的关注。

　　虽然许多学者对湿陷性黄土桩基负摩阻力有研究，包括中国西北地区的一些科研机构和高校也做过此类试验，但仍存在一些问题。首先，在已有的大量研究中，如朱彦鹏等关于负摩阻力随桩长变化的研究，试坑浸水方式大部分是在桩周打泄水孔，这种方法虽然可以使桩周土达到饱和极限状态，研究其充分湿陷的情况，但与实际不吻合。其次，虽然魏进等做过类似浸水自然渗透的试验，但其摩阻力分布与融土地区类似，有明显分界。考虑到地域的广阔性、复杂性，尤其是在中国大力投资建设的西北部地区，针对其特有的环境（干燥的气候，大厚度高压缩性黄土），现有的研究还不充足。最后，中国现行规范对负摩阻力取值方式的规定过于简单粗略、单一保守，并没有考虑到实际桩基受力过程中中性点的变化。并且在实际工作生产中，不同地区土层状况千差万别。

　　随着中国生产技术和需求的不断发展，湿陷性黄土中桩基负摩阻力的研究还不足以满足相关需求。鉴于此，艾小平等人结合兰州地区独有的地质与气候条件，模拟兰州非连续降雨，进行较大型的现场桩基预载浸水试验，研究兰州地区湿陷性黄土对桥梁桩基摩阻力的影响。

　　（1）验模拟降雨的浸水方式下，通过埋设水分探头测得浸水最大深度在10m左右，且在该深度处含水率增量很小，说明浸水主要影响区域已在10m以上，并且桩基在浸水期间持力层也主要分布在10m以下，这印证了试验结果的正确性。

　　（2）在浸水过程中，由于浸水方式不同，水影响深度较浅，使桩侧正摩阻力呈现先增大、左右波动达到峰值后、经过减小后再次有增大的现象。

　　（3）试桩在恒压浸水至破坏过程中，桩侧负摩阻力始终存在，且其峰值随着荷载递增而增大。桩身负摩阻力区段长度ln，与桩长比值ln/l0为0.23～0.26，是一个变化的过程；卸载过程中，存在较大面积负摩阻力，ln/l0为0.28～0.45。设计时，可以考虑中性点区间特点，达到安全、经济、合理。

　　（4）在试验过程中，首次降雨对桩基轴力及摩阻力影响较大。间隔20d左右，试坑水干，再次降雨对摩阻力影响较小。鉴于此特点，设计时可以主要考虑首次降雨对桩基影响。

　　（5）试桩在短期浸水后，主要由于负摩阻力的影响，试桩的极限承载力只有自然条件下的60％。而试桩在极限荷载下的沉降量约自然条件下的1.73倍。设计时，在以承载力为主要控制参数时，要同时考虑桩基沉降的影响，保证承载力又兼顾桥梁路线的平顺。