試論軟弱土+嵌巖樁的樁土抗震機理

幾乎所有人都認為，采用了樁基礎，房屋抗震就萬事大吉。筆者覺得這是一個誤區。下面短文論述，供大家批準指正：

為了簡化問題，把模型簡單化，極端化：

地質條件：地形水平，15米厚的松散填土+花崗巖。波速：130m/s 、900m/s?！狾K，Ⅲ類場地，Tg=0.45s。是不是不利地段，且不論——沒有突出地形，無須水平影響系數放大，設計并不關心。

房屋：高層多層均可、一層地下室，-5M深度。

基礎：嵌巖的小直徑樁。

Ⅲ類場地和0.45秒的周期既然確定，那么來自地基土部分的地震影響系數的參數也確定——這說明了，水平地震的“策動力”，是由地層確定的，無關什么基礎形式。簡單說，荷載來自覆蓋層。而不是說，用了樁基礎，地震荷載就會小。

再來說建筑物如何抵抗地震力這塊，也就是抗力?？沽碜詷?？承臺？地下室？還是上部結構？涉及阻尼比啊，嵌固端這些，這不是我的專業，并不大清楚。我僅就樁土體系這塊，來分析樁的受力，這塊作為巖土師，還是比較熟悉的。

常規豎向受力的時候，工程師是希望地下的結構體（樁、承臺、地下室），都和土緊密接觸，越緊密越好。這樣才能提供良好的側阻、側限，為豎向力服務，為了房屋更好“嵌入地球”服務。

地震力外的橫向力，往往施加于建筑物上部，比如風荷載。這時候，樁土，包括其他側限土，都是以被動土壓力的方式抵抗來自房屋結構體的位移，抵抗橫向荷載，而土的被動力是很強大的。

當地震力來臨的時候，地震剪切波推動松散土，震動是很厲害啊。首選是由5-15米深度的樁周土、0-5米深度的地下室側限土“策動”。15米下的花崗巖震幅小，上面的建筑結構剛度也很大，也還來不及震動。這時抗力和荷載，和風荷載狀況下顛倒。地震荷載來自原來的地基承載體，嵌巖樁端和上部結構成了抵抗的阻尼。是不是？

——風荷載的是外來的，首先施加于上部結構，然后樁、土、樁端嵌固巖石一起被動抵抗。

——地震荷載也是外來的，首先施工下部的樁土，然后上部結構和下部的樁端巖石，被動抵抗。

這個時候的嵌巖樁，對于抗震的有利是，他的震動相對很小，相對不動，所以是個抗力系統，有利于總體的抗震。

0-5米深度的土，主動震動，向地下室施加水平力；5-15米深度范圍的樁被土裹挾，主動震動。樁周土的動力模型也變了：在風荷載狀態下，被動抵抗樁的位移；在地震狀態下主動帶動樁的位移。巨大的被動力的保護沒有了，樁的模式就是一個失去了“握合力”的壓桿穩定。

那么，問題來了：樁頂、底嵌固不動，樁土大幅度震動，如果樁又很弱小，會不會剪切破壞？

的確，目前地震災害的破壞調查中，樁的破壞是很少見，這也許是樁埋在地下，并不能為人觀察到的原因。

既然上部房屋能被破壞，下部的小樁且無橫向連接，為什么不能破壞？

如果是斷樁破壞，不僅僅是水平破壞，也是豎向的破壞，建筑物一下就失去了豎向承載力，就會傾覆。

由此可見，樁周全是軟弱土，樁端是巖石嵌固，這種極端狀態下的樁的抗震性能是很差的。還不如地基加固后的天然地基。淺層天然地基的震動模式是搖籃式的，房屋基礎和土的接觸面積大，只要不液化，地基失穩的可能性不大。

綜上所述，軟弱土+嵌巖樁的配設，容易導致樁基破壞，導致傾覆破壞。

我終于理解抗震規范編制者的苦心：把軟弱土列為不利地段，讓工程師們注意。