桩基负摩擦力(共28张PPT)
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2 对于自重湿陷性黄土地基，可采用强夯、挤密土桩等先 行处理，消除上部或全部土的自重湿陷；
3 对于欠固结土，先期排水预压；
4 对于挤土沉桩，应采取消减超孔隙水压力、控制沉桩速率 等措施；
i
—分别为第i 计算土层和其上第m 土层的重度，
地下水位以下取浮重度；
i m —第i 层土、第m层土的厚度；
—地面均布荷载。
z i zm
p
4.桩根底
表5.4.4-1
土类 饱和软土 黏性土、粉土
砂土 自重湿陷性黄土
负摩阻力系数 n n
0.15～0.25 0.25～0.40 0.35～0.50 0.20～0.35
下拉荷载：
n
Q g nn uq s n iL i 1 .0 3 .1 4 (3 0 1 0 5 0 6 ) 1 8 8 4 k N
i
4.桩根底
中性点深度 ln 一般应按桩周土层沉降与桩沉降相 等的条件计算确定，也可参照表 5.4.4-2 确定。
表5.4.4-2
持力层性质
中性点深度
黏性土、粉土 中密以上砂 砾石、卵石
注：1 在同一类土中，对于挤土桩，取表中较大值，对于非挤土 桩，取表中较小值； 2 填土按其组成取表中同类土的较
大值；
4.桩根底
考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：
n
Qgn n u qsnili i1
n saxsay/dqm sn d4
4.桩根底
式中 n —中性点以上土层数；
li —中性点以上第 i 土层的厚度；
4.桩根底
1. 2. 产生负摩阻力的原因
桩周有较大的堆载，引起桩周土的固结； 桩穿过欠固结的软粘土或新填土进入硬持
力层，土层产生自重固结下沉； 软粘土地区，地下水下降或深基坑开挖降水等
引起桩周土下沉； 黄土中的桩，地基土湿陷作用引起桩周土下沉； 砂土液化和冻土融化。
4.桩根底
1. 3. 负摩阻力的分布
对于预制桩可在外表涂上沥青或采用预钻孔法；
【例题】某端承灌注桩桩径1.
—桩周第 i 层土负摩阻力系数，按表5.
分析可知：在 O 点桩的轴力到达最大，即轴力分布曲线在该点的斜率为 0 ，然后可求出桩身
4-1
负摩阻力系数
桩群外围桩自地面算起，桩群内部桩自承台底算起；
4-2
中性点深度
图 5-6 隔离桩方法
n —负摩阻力群桩效应系数；
sax 、 say —分别为纵横向桩的中心距；
q
n s
— o 以上桩周土厚度加权平均负摩阻力标准值；
m — o 以上桩周土层厚度加权平均重度。
对于单桩根底或按上式计算的群桩效应系数
n
＞1时，取 =1。
【例题】某端承灌注桩桩径1.0m，桩长22m，桩周土性 参数如下图，地面大面积堆载 p=60kPa，桩周沉降变形 土层下限深度 20m，试按桩基标准计算下拉荷载标准值 〔中性点深度 Ln / L0=0.8，粘土负摩阻力系数取0.3，粉 质粘土负摩阻力系数取0.4，负摩阻力群桩效
4.桩根底
中性点深度 ln 一般应按桩周土层沉降与桩沉降相 等的条件计算确定，也可参照表 5.4.4-2 确定。
表5.4.4-2 持力层性质
中性点深度 黏性土、粉土 中密以上砂 砾石、卵石
中性点深度比
0.5~0.6
0.7~0.8
0.9
ln / l0
基岩 1.0
注：1 ln , l0 分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；
4.桩根底
表5.4.4-1 土类
饱和软土 黏性土、粉土
砂土 自重湿陷性黄土
负摩阻力系数
n n
0.15～0.25 0.25～0.40 0.35～0.50 0.20～0.35
注：1 在同一类土中，对于挤土桩，取表中较大值，对于非挤土桩 ，取表中较小值； 2 填土按其组成取表中同类土的较
大值；
4.桩根底
中性点深度比
0.5~0.6
0.7~0.8
0.9
ln / l0
基岩 1.0
注：1 ln , l0 分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；
2 桩穿过自重湿陷性黄土层时，ln 可按表列值增大10％〔持力层为基岩除外〕；
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
、
4 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.4~0.8 折减。
'1m i 1 1m zm 1 2i zi1 2 8 1 04 0 kP a
'28101 2106110kPa
1 ' p 1 6 0 4 0 1 0 0 k P a
2 ' p 2 6 0 1 1 0 1 7 0 k P a
负摩阻力标准值：
q s n 1 n 1 1 0 . 3 1 0 0 3 0 k P a q s k 4 0 k P a , 取 q s n 1 = 3 0 k P a q s n 2 n 2 2 0 . 4 1 7 0 6 8 k P a q s k 5 0 k P a , 取 q s n 2 = 5 0 k P a
2 桩穿过自重湿陷性黄土层时，ln 可按表列值增大10％〔持力层为基岩除外〕；
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
、
4 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.4~0.8 折减。
4.桩根底
1.4. 桩基标准关于桩的负摩阻力的相关规定
下面情况中的桩基，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：
4.桩根底
桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载，当无实测资料 时可按以下规定计算：
o 以上单桩桩周第i 层土负摩阻力标准值，可按下
列公式计算：
qsni
n
'
ii
当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结和 地下水降低时：
' i
'
i
4.桩根底
当地面分布大面积荷载时：
i' p'i
' i
m i11mzm12izi
q
n si
—第 i 层土桩侧负摩阻力标准值；计算值大于正摩
阻力标准值时，取正摩阻力标准值进行设计；
4.桩根底
n i —桩周第 i 层土负摩阻力系数，按表5.4. 4-1 取值；
' i
—由土自重引起的桩周第 i 层土平均竖向有效应力；桩
群外围桩自地面算起，桩群内部桩自承台底算起；
—桩周第i 层土平均竖向有效应力；
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；
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；
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。
4.桩根底
桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，应根据工
程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响
c d 线桩各截面的位移分布
由相对位移可知，在 o 点以上桩受负摩阻力，在 o 点 以下桩受正摩阻力，所以 o 点定义为中性点。
4.桩根底
+qs -qs
Nz
分析可知：在
O 点桩的轴力到达
最大，即轴力分布
曲线在该点的斜率
为 0 ，然后可求出
桩
身
侧阻力的分布。
关于中性点的位置与桩周土的压缩性、变形条件、土层分布及 桩的刚度等因素有关，较难确定。而且中性点还随时间而变化。实 际工程中，我们可以参考?桩基标准?给出的中性点深度与桩长的比 值，
应系数取1.0〕。
粘土 侧阻力qsk=40kPa 饱和重度γsat=18kN/m3
粉质粘土
侧阻力qsk=50kPa 饱和重度γsat=20kN/m3
砂卵石 侧阻力qsk=80kPa 端阻力qpk=2500kPa
地下水位 10m
10m 2m
【解】 计算中性点深度： 第一层土： 第二层土：
L n 0 .8 L 0 0 .8 2 0 1 6 m
1. 7. 工程中如何减小负摩阻力
2. 对于预制桩可在外表涂上沥青或采用预钻孔法；
3. 对于灌注桩，浇注前在孔壁铺设塑料膜或用高稠
4. 度膨润土〔斑脱土〕泥浆；
5. 套管法； 6. 对于群桩可采用设置保护桩。
7. 施工中可调整施工顺序如：
4.桩根底
根据大量工程实践和试验说明，贝伦提出的 “有
砂土液化和冻土融化。
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
3 对于欠固结土，先期排水预压；
下面情况中的桩基，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：
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
软粘土地区，地下水下降或深基坑开挖降水等
对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零，并可按下式验算基桩承载力：
只计R 中a 性点
当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应 将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降 。
4.桩根底
1. 5. 负摩阻力的计算 2. 根据大量工程实践和试验说明，贝伦提出的 “有 3. 效应力法〞 较为接近实际。我国?建筑桩基技术标准?
4. 〔JGJ 94-2021 〕采用该法计算负摩擦力标准值。
；当缺乏可参照的工程经验时，可按以下规定
验
算
：
对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零 ，并可按下式验算基桩承载力：
Nk Ra
4.桩根底
对于端承型基桩除应满足上式要求外，尚应考虑负摩阻
力引起基桩的下拉荷载 ，并可按Q g下n 式验算基桩承载力
：
Nk Qgn Ra
注：本条中基桩的竖向承载力特征值 以下局部侧阻值及端阻值。
4.桩根底
4.5 桩的负摩阻力
4.桩根底
正摩阻力
负摩阻力
桩侧摩阻力示意图
4.桩根底
1. 桩的负摩阻力概念
正摩阻力：桩相对于周围土向下运动，土对桩 施加向上的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩承载 力的一局部。
负摩阻力：桩相对于周围土向上运动，土对桩
施加向下的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩荷载
的一局部，减少了桩的承载力，还可能引起较大的 沉降。
图 5-7 保护桩方法
Broms
4.桩根底
思考题
1、什么是负摩擦力？什么情况产生负摩擦力？ 2、什么是中性点？ 3、如何计算负摩擦力？ 4、工程中如何减小负摩擦力？
4.桩根底
1 对于填土场地，宜先填土并保证填土的密实性，软土场 地填土前应采取预设塑料排水板等措施，待填土地基沉降 根本稳定前方可成桩；
2. 桩身负摩阻力的分布与桩周土与桩的相对位移 3. 相关，一般除了支撑于基岩上的非长桩以外，都不 4. 是沿桩身全局部布着负摩阻力。
4.桩根底
se sp ss
ca
S位区
s e 地面土沉降量
s p 桩端的下沉量
s s 任一截面下桩的压缩量
a b 线桩周土的下沉量分布
3 对于欠固结土，先期排水预压；
4 对于挤土沉桩，应采取消减超孔隙水压力、控制沉桩速率 等措施；
i
—分别为第i 计算土层和其上第m 土层的重度，
地下水位以下取浮重度；
i m —第i 层土、第m层土的厚度；
—地面均布荷载。
z i zm
p
4.桩根底
表5.4.4-1
土类 饱和软土 黏性土、粉土
砂土 自重湿陷性黄土
负摩阻力系数 n n
0.15～0.25 0.25～0.40 0.35～0.50 0.20～0.35
下拉荷载：
n
Q g nn uq s n iL i 1 .0 3 .1 4 (3 0 1 0 5 0 6 ) 1 8 8 4 k N
i
4.桩根底
中性点深度 ln 一般应按桩周土层沉降与桩沉降相 等的条件计算确定，也可参照表 5.4.4-2 确定。
表5.4.4-2
持力层性质
中性点深度
黏性土、粉土 中密以上砂 砾石、卵石
注：1 在同一类土中，对于挤土桩，取表中较大值，对于非挤土 桩，取表中较小值； 2 填土按其组成取表中同类土的较
大值；
4.桩根底
考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：
n
Qgn n u qsnili i1
n saxsay/dqm sn d4
4.桩根底
式中 n —中性点以上土层数；
li —中性点以上第 i 土层的厚度；
4.桩根底
1. 2. 产生负摩阻力的原因
桩周有较大的堆载，引起桩周土的固结； 桩穿过欠固结的软粘土或新填土进入硬持
力层，土层产生自重固结下沉； 软粘土地区，地下水下降或深基坑开挖降水等
引起桩周土下沉； 黄土中的桩，地基土湿陷作用引起桩周土下沉； 砂土液化和冻土融化。
4.桩根底
1. 3. 负摩阻力的分布
对于预制桩可在外表涂上沥青或采用预钻孔法；
【例题】某端承灌注桩桩径1.
—桩周第 i 层土负摩阻力系数，按表5.
分析可知：在 O 点桩的轴力到达最大，即轴力分布曲线在该点的斜率为 0 ，然后可求出桩身
4-1
负摩阻力系数
桩群外围桩自地面算起，桩群内部桩自承台底算起；
4-2
中性点深度
图 5-6 隔离桩方法
n —负摩阻力群桩效应系数；
sax 、 say —分别为纵横向桩的中心距；
q
n s
— o 以上桩周土厚度加权平均负摩阻力标准值；
m — o 以上桩周土层厚度加权平均重度。
对于单桩根底或按上式计算的群桩效应系数
n
＞1时，取 =1。
【例题】某端承灌注桩桩径1.0m，桩长22m，桩周土性 参数如下图，地面大面积堆载 p=60kPa，桩周沉降变形 土层下限深度 20m，试按桩基标准计算下拉荷载标准值 〔中性点深度 Ln / L0=0.8，粘土负摩阻力系数取0.3，粉 质粘土负摩阻力系数取0.4，负摩阻力群桩效
4.桩根底
中性点深度 ln 一般应按桩周土层沉降与桩沉降相 等的条件计算确定，也可参照表 5.4.4-2 确定。
表5.4.4-2 持力层性质
中性点深度 黏性土、粉土 中密以上砂 砾石、卵石
中性点深度比
0.5~0.6
0.7~0.8
0.9
ln / l0
基岩 1.0
注：1 ln , l0 分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；
4.桩根底
表5.4.4-1 土类
饱和软土 黏性土、粉土
砂土 自重湿陷性黄土
负摩阻力系数
n n
0.15～0.25 0.25～0.40 0.35～0.50 0.20～0.35
注：1 在同一类土中，对于挤土桩，取表中较大值，对于非挤土桩 ，取表中较小值； 2 填土按其组成取表中同类土的较
大值；
4.桩根底
中性点深度比
0.5~0.6
0.7~0.8
0.9
ln / l0
基岩 1.0
注：1 ln , l0 分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；
2 桩穿过自重湿陷性黄土层时，ln 可按表列值增大10％〔持力层为基岩除外〕；
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
、
4 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.4~0.8 折减。
'1m i 1 1m zm 1 2i zi1 2 8 1 04 0 kP a
'28101 2106110kPa
1 ' p 1 6 0 4 0 1 0 0 k P a
2 ' p 2 6 0 1 1 0 1 7 0 k P a
负摩阻力标准值：
q s n 1 n 1 1 0 . 3 1 0 0 3 0 k P a q s k 4 0 k P a , 取 q s n 1 = 3 0 k P a q s n 2 n 2 2 0 . 4 1 7 0 6 8 k P a q s k 5 0 k P a , 取 q s n 2 = 5 0 k P a
2 桩穿过自重湿陷性黄土层时，ln 可按表列值增大10％〔持力层为基岩除外〕；
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
、
4 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.4~0.8 折减。
4.桩根底
1.4. 桩基标准关于桩的负摩阻力的相关规定
下面情况中的桩基，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：
4.桩根底
桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载，当无实测资料 时可按以下规定计算：
o 以上单桩桩周第i 层土负摩阻力标准值，可按下
列公式计算：
qsni
n
'
ii
当填土、自重湿陷性黄土湿陷、欠固结土层产生固结和 地下水降低时：
' i
'
i
4.桩根底
当地面分布大面积荷载时：
i' p'i
' i
m i11mzm12izi
q
n si
—第 i 层土桩侧负摩阻力标准值；计算值大于正摩
阻力标准值时，取正摩阻力标准值进行设计；
4.桩根底
n i —桩周第 i 层土负摩阻力系数，按表5.4. 4-1 取值；
' i
—由土自重引起的桩周第 i 层土平均竖向有效应力；桩
群外围桩自地面算起，桩群内部桩自承台底算起；
—桩周第i 层土平均竖向有效应力；
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；
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；
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。
4.桩根底
桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，应根据工
程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响
c d 线桩各截面的位移分布
由相对位移可知，在 o 点以上桩受负摩阻力，在 o 点 以下桩受正摩阻力，所以 o 点定义为中性点。
4.桩根底
+qs -qs
Nz
分析可知：在
O 点桩的轴力到达
最大，即轴力分布
曲线在该点的斜率
为 0 ，然后可求出
桩
身
侧阻力的分布。
关于中性点的位置与桩周土的压缩性、变形条件、土层分布及 桩的刚度等因素有关，较难确定。而且中性点还随时间而变化。实 际工程中，我们可以参考?桩基标准?给出的中性点深度与桩长的比 值，
应系数取1.0〕。
粘土 侧阻力qsk=40kPa 饱和重度γsat=18kN/m3
粉质粘土
侧阻力qsk=50kPa 饱和重度γsat=20kN/m3
砂卵石 侧阻力qsk=80kPa 端阻力qpk=2500kPa
地下水位 10m
10m 2m
【解】 计算中性点深度： 第一层土： 第二层土：
L n 0 .8 L 0 0 .8 2 0 1 6 m
1. 7. 工程中如何减小负摩阻力
2. 对于预制桩可在外表涂上沥青或采用预钻孔法；
3. 对于灌注桩，浇注前在孔壁铺设塑料膜或用高稠
4. 度膨润土〔斑脱土〕泥浆；
5. 套管法； 6. 对于群桩可采用设置保护桩。
7. 施工中可调整施工顺序如：
4.桩根底
根据大量工程实践和试验说明，贝伦提出的 “有
砂土液化和冻土融化。
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
3 对于欠固结土，先期排水预压；
下面情况中的桩基，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：
3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0
软粘土地区，地下水下降或深基坑开挖降水等
对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零，并可按下式验算基桩承载力：
只计R 中a 性点
当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应 将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降 。
4.桩根底
1. 5. 负摩阻力的计算 2. 根据大量工程实践和试验说明，贝伦提出的 “有 3. 效应力法〞 较为接近实际。我国?建筑桩基技术标准?
4. 〔JGJ 94-2021 〕采用该法计算负摩擦力标准值。
；当缺乏可参照的工程经验时，可按以下规定
验
算
：
对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零 ，并可按下式验算基桩承载力：
Nk Ra
4.桩根底
对于端承型基桩除应满足上式要求外，尚应考虑负摩阻
力引起基桩的下拉荷载 ，并可按Q g下n 式验算基桩承载力
：
Nk Qgn Ra
注：本条中基桩的竖向承载力特征值 以下局部侧阻值及端阻值。
4.桩根底
4.5 桩的负摩阻力
4.桩根底
正摩阻力
负摩阻力
桩侧摩阻力示意图
4.桩根底
1. 桩的负摩阻力概念
正摩阻力：桩相对于周围土向下运动，土对桩 施加向上的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩承载 力的一局部。
负摩阻力：桩相对于周围土向上运动，土对桩
施加向下的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩荷载
的一局部，减少了桩的承载力，还可能引起较大的 沉降。
图 5-7 保护桩方法
Broms
4.桩根底
思考题
1、什么是负摩擦力？什么情况产生负摩擦力？ 2、什么是中性点？ 3、如何计算负摩擦力？ 4、工程中如何减小负摩擦力？
4.桩根底
1 对于填土场地，宜先填土并保证填土的密实性，软土场 地填土前应采取预设塑料排水板等措施，待填土地基沉降 根本稳定前方可成桩；
2. 桩身负摩阻力的分布与桩周土与桩的相对位移 3. 相关，一般除了支撑于基岩上的非长桩以外，都不 4. 是沿桩身全局部布着负摩阻力。
4.桩根底
se sp ss
ca
S位区
s e 地面土沉降量
s p 桩端的下沉量
s s 任一截面下桩的压缩量
a b 线桩周土的下沉量分布