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摘要：从高速公路收费站场区移动的原因，分析高速公路设计中的问题，以引起对高速公路房建场区设计的重视，从而保障高速公路的正常运行；同时列出本工程的负摩阻力计算。
关键词：高速公路；收费站场区；负摩阻力
The reflections of Highway toll station area moving And the calculation of negative friction
WEN Qi wei
Abstract：From the highway toll station area moving，Analyze the problems in highway design，to give rise to design seriously the highway house construction site，in order to ensure the normal operation of highway；the author also lists the engineering calculation of negative friction resistance.
Keywords：highways，toll station area，negative friction
1、场区概况
原场区概况：收费站房建场区用地面积8.97亩。场区处于山区沟壑地段，两山之间山坳处，场区前期已经完成填方2～18米，但距场区设计标高尚有7米左右。设计阶段场区现状：原收费站场区已经全部回填至设计标高；其中位于山坳中下部，填方高度约18～48米的新增用地（约32亩），基本上已经完全被隧道和路基弃渣所堆满，并高出场区设计标高约10米。弃渣颜色、粒径及品种等差异很大。场区合并后，建筑最高位于30m左右的填方上。
原场区采取多阶放坡和防护处理，现阶段护坡均已被掩埋。
场区地形示意图 填方侧面（48米侧）
2、所面临的技术问题 2.1.场区整体稳定性
本场区位于山坳间，西低东高，坡度较陡，同时场地填土又为新近填土，在地震发生、雨水冲刷等不利自然条件下存在场地发生整体滑移、土体滑坡的可能性。同时《建筑抗震设计规范》强制性条文中也规定了要对岩土地震稳定性（如滑坡、崩塌、液化和震陷等）进行评价。
2.场区填土的质量
原有场区9～25米回填时，施工单位没有完全按照设计要求和质量标准进行施工；经过设计人员的实地查看，对比地质勘查报告，回填土的质量和施工单位的描述差异较大。在基础设计时，施工单位需要提供地基检测单位的验收合格报告。并且施工单位后期采用强夯填土的处理方法，是否满足《建筑地基处理技术规范》6.4.3强制性条文的质量检验要求，是否能起到强夯的作用，均没有确切依据。
2.3 桩基础的可行性
对场区填土质量和性质的未知性，将直接导致桩基础的施工是否可行（级配严重不均，开挖部分填土后其中某些石块单面长度超过2米），并将彻底影响建筑设计基础方案；同时填土的性质将对桩基础负摩阻力的计算带来相当程度的影响。（精确计算负摩阻力是复杂而困难的。迄今国内外学者提出的计算方法和公式都是近似和经验型的。）
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中5.4.2 规定，符合下列条件之一的桩基，当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力：
1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时；
2 桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；
3 由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。
本项目的负摩阻力则为新近沉积的欠固结土和人工填土，在自重情况下产生的。
本项目原基础设计（分层回填土层后强夯处理，再施工桩基础）时负摩阻力的计算如下：
本工程采用干作业钻孔灌注桩，桩身直径为800mm，承台埋深2.6m，桩的纵横向中心距均为2.4m，桩端持力层为砂岩层，砂岩层呈一定坡度，设计中取群桩中的最不利的桩基进行计算。
《建筑桩基技术规》JGJ94-2008中5.4.4：桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载，当无实测资料时可按下列规定计算（本项目无实测资料）：
1.根据现场实际情况，=0.3.
2.确定中性点的深度。
中性点深度比=1. 中性点的深度=1*（15+1）=16m
3.计算中性点以上的单桩桩侧第i层土的负摩阻力标准值
=0.3*（20*15）/2=45KPa
=0.3*（20*15+22*1/2）=93.3KPa
4.依据第5.4.4条公式5.4.4-3和5.4.4-4计算群桩效应的基础下拉荷载
计算中性点以上的桩侧土层厚度的加权平均负摩阻力标准值
=（45*15+93.3*1）/（15+1）=48.02KPa
计算中性点以上的桩侧土层厚度的加权平均重度
=（20*15+22*1）/16=20.1Kn/m
计算负摩阻力群桩效应系数
=2.4*2.4/【3.14*0.8（48.02/20.1+0.8/4）】=0.88
5.计算考虑群桩效应的基桩下拉荷载
=0.88*（3.14*0.8）*（45*15+93.3*1）=1698.37Kn
6.大直径桩单桩极限承载力标准值
=（0.8/d）1/3*3.14*0.8*0.8*2400=4823.04KN
7.单桩竖向承载力特征值
=4823.04/2=2411.52KN
8. NK：荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力
NK<2411.52-1698.37=713.15KNA
713.15>本工程标准组合下轴心受力单桩竖向力，原桩基础满足规范要求。
3、最终技术方案
考虑到场区的整体稳定性问题，评价机构建议调整场区位置；同时由于填土质量问题（如用大直径不均匀石粒填筑场区，桩基础不可行），最终建设方同意将场区移动。对原有高填方场区进行绿化，并把附属用房等体量及荷载较小的建筑放置在填方相对较小的场区，设计方并对建筑物基础采取措施，以防止由于沉降不均匀产生质量隐患。
笔者了解到此场区部分区域在2-3年间发生了较大的沉降，附属建筑各项指标均满足要求。
4、对场区移动思考
本项目由于各种不利原因组合，使得收费站场区不得不移动到别处，不但增加造价而且滞后了工期等；并且随着建筑物距离长度的加大，各种管线铺设的长度也随之增加，在当前存在较多尚未固结的新近填土时，由于土体发生沉降，使得管道损坏的可能性增大。
笔者认为以后有必要从几个方面对场区设计进行思考。
1）公路主体专业和交通工程专业选址时应协同房建工程专业共同对场区进行选择。公路主体专业路线布设时，应考虑房建专业的设计需求，应同步开展配合工作。即前期控制场区用地规模，宏观位置等基本功能以便
关键词：高速公路；收费站场区；负摩阻力
The reflections of Highway toll station area moving And the calculation of negative friction
WEN Qi wei
Abstract：From the highway toll station area moving，Analyze the problems in highway design，to give rise to design seriously the highway house construction site，in order to ensure the normal operation of highway；the author also lists the engineering calculation of negative friction resistance.
Keywords：highways，toll station area，negative friction
1、场区概况
原场区概况：收费站房建场区用地面积8.97亩。场区处于山区沟壑地段，两山之间山坳处，场区前期已经完成填方2～18米，但距场区设计标高尚有7米左右。设计阶段场区现状：原收费站场区已经全部回填至设计标高；其中位于山坳中下部，填方高度约18～48米的新增用地（约32亩），基本上已经完全被隧道和路基弃渣所堆满，并高出场区设计标高约10米。弃渣颜色、粒径及品种等差异很大。场区合并后，建筑最高位于30m左右的填方上。
原场区采取多阶放坡和防护处理，现阶段护坡均已被掩埋。
场区地形示意图 填方侧面（48米侧）
2、所面临的技术问题 2.1.场区整体稳定性
本场区位于山坳间，西低东高，坡度较陡，同时场地填土又为新近填土，在地震发生、雨水冲刷等不利自然条件下存在场地发生整体滑移、土体滑坡的可能性。同时《建筑抗震设计规范》强制性条文中也规定了要对岩土地震稳定性（如滑坡、崩塌、液化和震陷等）进行评价。
2.场区填土的质量
原有场区9～25米回填时，施工单位没有完全按照设计要求和质量标准进行施工；经过设计人员的实地查看，对比地质勘查报告，回填土的质量和施工单位的描述差异较大。在基础设计时，施工单位需要提供地基检测单位的验收合格报告。并且施工单位后期采用强夯填土的处理方法，是否满足《建筑地基处理技术规范》6.4.3强制性条文的质量检验要求，是否能起到强夯的作用，均没有确切依据。
2.3 桩基础的可行性
对场区填土质量和性质的未知性，将直接导致桩基础的施工是否可行（级配严重不均，开挖部分填土后其中某些石块单面长度超过2米），并将彻底影响建筑设计基础方案；同时填土的性质将对桩基础负摩阻力的计算带来相当程度的影响。（精确计算负摩阻力是复杂而困难的。迄今国内外学者提出的计算方法和公式都是近似和经验型的。）
《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中5.4.2 规定，符合下列条件之一的桩基，当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力：
1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时；
2 桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；
3 由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。
本项目的负摩阻力则为新近沉积的欠固结土和人工填土，在自重情况下产生的。
本项目原基础设计（分层回填土层后强夯处理，再施工桩基础）时负摩阻力的计算如下：
本工程采用干作业钻孔灌注桩，桩身直径为800mm，承台埋深2.6m，桩的纵横向中心距均为2.4m，桩端持力层为砂岩层，砂岩层呈一定坡度，设计中取群桩中的最不利的桩基进行计算。
《建筑桩基技术规》JGJ94-2008中5.4.4：桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载，当无实测资料时可按下列规定计算（本项目无实测资料）：
1.根据现场实际情况，=0.3.
2.确定中性点的深度。
中性点深度比=1. 中性点的深度=1*（15+1）=16m
3.计算中性点以上的单桩桩侧第i层土的负摩阻力标准值
=0.3*（20*15）/2=45KPa
=0.3*（20*15+22*1/2）=93.3KPa
4.依据第5.4.4条公式5.4.4-3和5.4.4-4计算群桩效应的基础下拉荷载
计算中性点以上的桩侧土层厚度的加权平均负摩阻力标准值
=（45*15+93.3*1）/（15+1）=48.02KPa
计算中性点以上的桩侧土层厚度的加权平均重度
=（20*15+22*1）/16=20.1Kn/m
计算负摩阻力群桩效应系数
=2.4*2.4/【3.14*0.8（48.02/20.1+0.8/4）】=0.88
5.计算考虑群桩效应的基桩下拉荷载
=0.88*（3.14*0.8）*（45*15+93.3*1）=1698.37Kn
6.大直径桩单桩极限承载力标准值
=（0.8/d）1/3*3.14*0.8*0.8*2400=4823.04KN
7.单桩竖向承载力特征值
=4823.04/2=2411.52KN
8. NK：荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力
NK<2411.52-1698.37=713.15KNA
713.15>本工程标准组合下轴心受力单桩竖向力，原桩基础满足规范要求。
3、最终技术方案
考虑到场区的整体稳定性问题，评价机构建议调整场区位置；同时由于填土质量问题（如用大直径不均匀石粒填筑场区，桩基础不可行），最终建设方同意将场区移动。对原有高填方场区进行绿化，并把附属用房等体量及荷载较小的建筑放置在填方相对较小的场区，设计方并对建筑物基础采取措施，以防止由于沉降不均匀产生质量隐患。
笔者了解到此场区部分区域在2-3年间发生了较大的沉降，附属建筑各项指标均满足要求。
4、对场区移动思考
本项目由于各种不利原因组合，使得收费站场区不得不移动到别处，不但增加造价而且滞后了工期等；并且随着建筑物距离长度的加大，各种管线铺设的长度也随之增加，在当前存在较多尚未固结的新近填土时，由于土体发生沉降，使得管道损坏的可能性增大。
笔者认为以后有必要从几个方面对场区设计进行思考。
1）公路主体专业和交通工程专业选址时应协同房建工程专业共同对场区进行选择。公路主体专业路线布设时，应考虑房建专业的设计需求，应同步开展配合工作。即前期控制场区用地规模，宏观位置等基本功能以便