四、关于桩的负摩阻
桩侧负摩阻力
桩侧负摩阻力摘要：基桩负摩阻力是桩基础设计中必须考虑的重要问题之一。
本文介绍了有关负摩阻力的一些基本概念、其影响因素、计算等。
简要介绍了桩基负摩阻力问题的研究现状, 分析了当前负摩阻力研究中存在的问题, 对今后桩基负摩阻力的研究方向提出建议。
关键词：桩基负摩阻力时间效应防治研究问题引言自20世纪20年代以来，国外对桩基负摩阻力开展了大量的研究工作，国内对负摩阻力的研究起步稍晚。
但至今国际上对负摩阻力的研究尚不深入，许多问题尚待解决。
理论研究方面：比较经典的是有效应力计算负摩阻力方法，但计算结果往往偏大。
1969 年Polous 提出了基于Mindlin解的镜像法计算桩的负摩阻力大小，但该方法仅用于端承桩。
1972 年在上述基础上并根据太沙基一维固结理论，导出了单桩负摩阻力随时间变化的关系。
影响负摩阻力的因素很多，精确确定负摩阻力难度很大，因此很多学者从有效应力法出发，提出经验公式。
目前多根据有关资料按经验公式进行估算。
原位测试方面：李光煜利用滑动测微计成功地量测了一根钢管桩的负摩阻力，并用有效应力法进行了一些探讨。
陈福全、龚晓南等通过现场试验，给出了中性点的深度。
随着计算机的发展，利用有限元计算桩基负摩阻力已经逐渐运用到工程设计中。
但是有限元的计算需要确定大量的参数，且参数不容易确定，同时需要占用较大的计算空间，因此在工程中很难得到广泛应用。
1. 负摩阻力及其成因桩基础中，如果土给桩体提供向上的摩擦力就称为正摩阻力，有利于桩承载；反之，则为负摩阻力，不利于桩承载。
桩侧负摩阻力产生的根本原因是，桩周土的沉降大于桩体的沉降。
桩土的相对位移(或者相对位移趋势)是形成摩擦力的原因，地基土沉降过大，桩和土相对位移过大地基土将对桩产生向下的摩擦力拉力，使原来稳定的地基变得不稳定，实际荷载可能超过原来建议的地基承载力。
一般可能由以下原因或组合造成：a. 固结的新近回填土地基；b. 地面超载；c. 打桩后孔隙水压力消散引起的固结沉降；d. 地下水位降低，有效应力增加引起土层下沉；e. 非饱和填土因浸水而湿陷；可压缩性土经受持续荷载，引起地基土沉降；桩周负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献，反而要产生作用于桩侧的下拉力，而造成桩端地基的屈服或破坏、桩身破坏、结构物不均匀沉降等影响。
列举产生桩侧负摩阻的情况
列举产生桩侧负摩阻的情况
答:产生负摩阻力的情况有以下几种:
(1)位于桩周的欠固结粘土或松散厚填土在重力作用下产生固结;
(2)大面积堆载或桩侧地面局部较大的长期荷载使桩周高压缩性土层压密;
(3)在正常固结或弱超固结的软粘土地区,由于地下水位全面降低〔例如长期抽取地下水〕,致使有效应力增加,因而引起大面积沉降;
(4)自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷;
(5)打桩使已设置的临桩抬升。
在上述情况下,土的重力和地面荷载将通过负摩阻力传递给桩。
桩基负摩阻力计算
桩基负摩阻力计算桩基负摩阻力是指在桩基施工过程中，桩基锚固深度以下的土层与桩基之间产生的负摩阻力。
它是桩基在受到荷载时所能产生的抗拔能力的重要指标之一。
正确计算桩基负摩阻力对于保证桩基的安全和稳定至关重要。
桩基负摩阻力的计算是基于摩擦作用和有效应力理论的。
摩擦作用是指土体颗粒间由于相互接触而产生的抗拔力，它与土体密实程度、土壤类型、桩身形状等因素相关。
有效应力理论是指土体中由于土层破坏或变形而引起的有效应力改变，有效应力的变化会影响负摩阻力的大小。
在计算桩基负摩阻力时，需要确定以下几个关键因素：1.土壤特性：土壤的类型、孔隙比、含水量等会影响负摩阻力的大小。
通常可以通过现场土壤取样和实验室试验来获取土壤特性参数。
2.桩身形状：桩的形状、直径、长度等都会对负摩阻力的计算产生影响。
不同形状的桩会受到不同的桩土侧阻力分布。
3.荷载：荷载的大小和施加方式都会对负摩阻力的计算产生影响。
一般情况下，负摩阻力随着施加荷载的增大而增大。
计算桩基负摩阻力的常用方法包括摩擦桩法和剪切桩法。
摩擦桩法是指土体与桩体之间通过摩擦力传递荷载，桩基负摩阻力的大小与侧面土壤的负摩阻力成正比。
剪切桩法是指通过土壤与桩体之间的剪切破坏形成负摩阻力，桩基负摩阻力的大小与土壤的剪切强度参数相关。
计算桩基负摩阻力的步骤如下：1.确定桩的直径和长度，以及桩基的锚固深度。
2.根据现场土壤取样和实验室试验结果，确定土壤特性参数，如饱和黏聚力、内摩擦角、重度等。
3.根据桩身形状和荷载大小，选择适当的计算方法，如摩擦桩法或剪切桩法。
4.进行负摩阻力的计算，根据土壤特性参数和桩身形状，采用相关公式或曲线来计算负摩阻力的大小。
5.验证计算结果的合理性，进行桩基负摩阻力的安全检查，确保其能够满足工程要求。
需要注意的是，桩基负摩阻力的计算是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
为了保证计算结果的准确性，建议在计算过程中进行合理的取样和试验，尽可能考虑实际情况中的各种因素。
桩的负摩阻力
桩的负摩阻力
桩的负摩阻力是指桩在承受荷载时，由于土体的变形而产生的一种阻力。
这种阻力是桩基础设计中必须考虑的因素之一，因为它会对桩的承载力和稳定性产生影响。
桩的负摩阻力主要是由于土体的变形引起的。
当桩在土体中承受荷载时，土体会发生变形，从而产生一定的阻力。
这种阻力是桩基础设计中必须考虑的因素之一，因为它会对桩的承载力和稳定性产生影响。
桩的负摩阻力的大小取决于多种因素，如桩的直径、长度、土体的性质、荷载的大小和作用时间等。
一般来说，桩的直径越大，负摩阻力就越小；桩的长度越长，负摩阻力就越大；土体的性质也会影响负摩阻力的大小，如土壤的密度、含水量、压缩性等；荷载的大小和作用时间也会对负摩阻力产生影响。
在桩基础设计中，需要考虑负摩阻力对桩的承载力和稳定性的影响。
如果负摩阻力过大，会导致桩的承载力不足，从而影响桩的稳定性；如果负摩阻力过小，会导致桩的承载力过大，从而影响桩的使用寿命。
为了减小负摩阻力的影响，可以采取一些措施，如增加桩的直径、减小桩的长度、改变土体的性质等。
此外，还可以采用一些特殊的桩基础结构，如摩擦桩、端承桩等，来减小负摩阻力的影响。
桩的负摩阻力是桩基础设计中必须考虑的因素之一，它会对桩的承载力和稳定性产生影响。
在设计和施工过程中，需要根据具体情况采取相应的措施，以减小负摩阻力的影响，保证桩基础的安全和稳定。
桩侧负摩阻力的计算
桩侧负摩阻力的计算一、 规范对桩侧负摩阻力计算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。
4、 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；当缺乏可参照的工程经验时，可按下列规定验算。
① 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：N k 乞 R a（ 7-9-1）② 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 可按下式验算基桩承载力：N k Q g <Ra（ 7-9-2）③ 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。
注：本条中基桩的竖向承载力特征值只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
二、 计算方法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： 1、中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值，可按下列公式计算：q ?i = ni ；「i（ 7-9-3）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 71ri -mm i 厶i m =2（7-9-3 ）〜（7-9-5）式中：q ?i ――第i 层土桩侧负摩阻力标准值；当按式（7-9-3）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；-ri ――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;当地面分布大面积荷载时：；★二p • c ri(7-9-4) 其中， (7-9-5)Ci ■――桩周第i层土平均竖向有效应力；i, m――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;.'■■Zi ---- 第 i 层土、第 m层土的厚度；p――地面均布荷载；桩周第i层土负摩阻力系数，可按表 7-9-1取值;表7-9-1 负摩阻力系数匕土类5土类5饱和软土0.15 〜0.25 砂土0.35 〜0.50粘性土、粉土0.25 〜0.40 自重湿陷性黄土0.20 〜0.35②填土按其组成取表中同类土的较大值；2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：nQ f 二n 八側（7-9-6）(7-9-7)式中，n ――中性点以上土层数；l i――中性点以上第i土层的厚度；n ――负摩阻力群桩效应系数；S ax, S ay ――分别为纵横向桩的中心距；q S?――中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值；m――中性点以上桩周土层厚度加权平均重度（地下水位以下取浮重度）。
桩侧负摩阻力的计算
桩侧负摩阻力的计算一、规范对桩侧负摩阻力计算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。
4、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；当缺乏可参照的工程经验时，可按下列规定验算。
①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： a k R N ≤ （7-9-1）②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，并可按下式验算基桩承载力：a ng k R Q N ≤+ （7-9-2）③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。
注：本条中基桩的竖向承载力特征值只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
二、计算方法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： 1、中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值，可按下列公式计算：i ni nsiq σξ'= （7-9-3） 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：ri i σσ'=' 当地面分布大面积荷载时：rii p σσ'+=' （7-9-4） 其中, i i i m m m riz z ∆∑+∆='-=γγσ1121（7-9-5） （7-9-3）～（7-9-5）式中：nsi q ——第i 层土桩侧负摩阻力标准值；当按式（7-9-3）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；ri σ'——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；i σ'——桩周第i 层土平均竖向有效应力；m i γγ,——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；m i z z ∆∆,——第i 层土、第m 层土的厚度；p ——地面均布荷载；ni ξ——桩周第i 层土负摩阻力系数，可按表7-9-1取值；表7-9-1 负摩阻力系数ξ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；2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：∑⋅==ni i nsi n n gl q u Q 1η （7-9-6）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=4d q d s s m n s ya x a n γπη （7-9-7）式中，n ——中性点以上土层数； l i ——中性点以上第i 土层的厚度；n η——负摩阻力群桩效应系数；ay ax s s ,——分别为纵横向桩的中心距；ns q ——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值；m γ——中性点以上桩周土层厚度加权平均重度（地下水位以下取浮重度）。
桩基础负摩阻力的防治对策分析
桩基础负摩阻力的防治对策分析桩基础是建筑工程中常用的基础类型，其优点在于可以通过加深的方法抵消土壤反力的影响，具有较好的承载能力。
在桩基础的设计与施工过程中，负摩阻力是一个常见的问题。
本文将对桩基础负摩阻力的防治对策进行分析。
一、负摩阻力的原因桩基础负摩阻力又称为摩擦阻力，它的作用是接受上部荷载并将其传递到土体中。
负摩阻力的产生原因是由于桩身与周围土体之间的摩擦力，从而形成一个外形为椭圆形的摩擦带，带状区域内土体与桩壁之间的摩擦力与桩顶承载的力矩相等，从而形成一个与桩身都负向相反的阻力。
二、负摩阻力的危害由于负摩阻力的存在，可能会影响桩基础的承载能力和工程质量，进一步对工程的安全性产生风险。
具体表现如下：1、减小了桩基础的有效长，导致桩基础的承载能力降低。
2、负摩阻力发展速度快，对桩基础的稳定性造成影响。
3、负摩阻力的作用周期长，会增加桩基础的荷载变形，导致工程的整体结构变形。
三、负摩阻力的防治对策负摩阻力在桩基础建设中是无法避免的，但是在实践中可以采取有效的措施降低其负面影响，具体如下：1、正确的设计方案：在桩基础的设计阶段，应合理地选取桩身直径、长度和孔隙率等参数，争取降低摩擦带面积，从而减少负摩阻力的产生。
2、挖孔优化：桩基础的挖孔施工对桩身周围土体的影响很大，会直接影响负摩阻力的大小。
在实际工程中，可以采用泥浆壁型、套管等方式优化挖孔施工过程，使得周围土体的密实程度更高，从而减少负摩阻力的产生。
3、施工工艺优化：在桩基础施工过程中，采用预灌注法、振动沉桩等方法可以加强桩基础承载能力，同时减少负摩阻力的产生，从而达到提高工程质量的目的。
四、结论负摩阻力在桩基础建设中是无法避免的，但是可以通过优化设计方案、挖孔施工和施工工艺等手段控制其产生，降低其危害。
针对不同的工程需求，可以采取不同的对策，力求提高工程的安全性、稳定性和承载能力，确保工程质量。
关于桩基负摩阻力的探讨
口
受负摩阻力 的桩 ， 桩 身下段 相对桩侧土体产 生向下 位移 ， 土体对桩 产 生向上 的正摩阻力 ； 桩身上段 ， 桩侧土 体相对桩产 生向下位 移 ， 土体 对桩 产生 向下 的负摩 阻力。对桩受力进行分析必将会 发现桩身 中部存 在 中性点 ， 该点处桩 和桩侧 土体的相对位移为零 ， 同时也意味着摩擦力 为零 ， 该点处 桩轴 力最大 。中性 点位置 的确 定对负摩 阻力计算 有重要 影 响。桩周 土欠 固结 程度越大 ， 欠固结 土层 越厚 ， 桩 端持力层 越硬 ， 中 性 点位置越深 。地面堆 载越重 中性 点位置 越深 。中性 点的位置 ， 在初 期也 是有变 化的 ， 随着桩 的沉 降增加而 向上 移动 ， 当沉 降趋于稳 定 ， 中 性点 也将稳定在 某一 固定 的深 度 ｌ 处 。除此 以外 高压缩性 土层 中性点 深度ｌ 随桩端持 力层 的强度和 刚度 的增大 而增大 。要 精确计算 出 １ 很 难， 一般 可近似按桩 基规范方法计算。 （ １ ． 取 值见表 １ ） 表 １中性 点深 度 ｌ
对负摩 阻力进行学习研究 ， 并应用于实际工程 中。 二、 产生负摩阻力的条件 根据《 建筑桩基技术规 范》 （ Ｊ Ｇ Ｊ 一 ９ ４ — ２ ０ ０ ８ ） ５ ． ４ ． ２ 条规定 ， 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。综 上所述的情况都是引起负摩 阻力 的原 因。 三、 负摩 阻力的计算
桩侧负摩阻力
桩侧负摩阻力
桩侧负摩阻力是指桩的竖向力矩作用下，在桩基底面的摩擦力的总和。
这个力的大小取决于桩的长度、直径和材料，以及桩基底面的土壤类型、湿度和压力。
桩侧负摩阻力是设计桩基时需要考虑的一个重要因素，因为它可以影响桩基的承载能力。
桩侧负摩阻力的计算方法通常有多种，常用的有下面几种：
1.比例计算法：根据桩的长度、直径和材料，以及土壤的类
型、湿度和压力，计算出桩侧负摩阻力的相对大小。
2.圆柱桩基础计算法：根据圆柱桩的直径、长度和材料，以
及土壤的类型、湿度和压力，计算出桩侧负摩阻力的绝对大小。
3.圆锥桩基础计算法：根据圆锥桩的底部直径、顶部直径、
长度和材料，以及土壤的类型、湿度和压力，计算出桩侧负摩阻力的绝对大小。
4.土压力平衡法：通过对桩基周围土体的变形和应力进行分
析，确定桩侧负摩阻力的大小。
桩侧负摩阻力的计算是建筑工程中很重要的一部分，因为它可以帮助我们确定桩基的承载能力，并且有助于确定桩基的位置、数量和布置方式。
浅谈桩基负摩阻力
浅谈桩基负摩阻力摘要：本文对变电站桩基设计过程中是否需要考虑桩基负摩阻力的问题进行了深入探讨，采用工作中遇到的两个变电站工程实例进行了对比分析，思考在广东的软弱土层地区，淤泥质土等软弱土层的固结沉降引发的桩基负摩阻力的问题，证明桩基负摩阻力是不可忽略的设计参数之一。
设计人员需要知晓工程中为何会产生桩基负摩阻力，影响负摩阻力的相关因素等问题，在设计过程中予以重视，从而避免因其引起工程事故。
关键词：变电站工程；软弱土层；桩基负摩阻力1.背景广东地区很多工程的地基都存在较厚的软弱土层，如淤泥质土、淤泥质黏性土、松散状态的砂土层、未经处理的填土等，其力学性质较差，表现出欠固结性。
在这些地区，设计人员普遍采用桩来处理大型工程地基，当桩基自身的沉积远小于桩周围土体的沉降量时，周围的土体就会对桩体产生桩侧负摩阻力，并对其作用一个下拉荷载，这样非常容易造成桩身破坏或其他破坏情况。
当我们选择采用桩基础时会涉及到是否需要考虑桩基负摩阻力，如何考虑的问题，桩基负摩阻力考虑得是否得当关系到桩基承载力计算是否准确，在软土地基区域，因其固结沉降在桩侧引发的负摩阻力关系到整个工程的结构安全及工程危害性，具有非常重要的意义。
2.工程概况工程案例一：220千伏某某变电站位于广东省揭阳市，站址距揭阳市区约有9.0千米，距磐东镇约5.3千米，距榕江南河北岸约200米，距科技大道约60米，交通便利。
变电站站址原始地貌为平原（冲积成因），原为鱼塘及水田，后经改造现站址北部为鱼塘，南侧为荒地和种植经济作物的农田。
场地自然高程（1985国家高程）为1.82～3.52m。
根据《220千伏某某变电站施工图设计阶段岩土工程勘测报告》得知，站址场地下存在厚度为17.22～25.32米不等的淤泥层，分布较广，平均厚度为19.80米，包括平均厚度约12米的流塑性淤泥及平均厚度约6.5米的淤泥质土，计算得知变电站整个场地需填砂厚度约为5.50米，其中未考虑固结下沉深度。
桩的负摩阻力及有关问题
场地原为滩涂。
2014～2015将场地标高由0.50填 高到3.00m（-2.90）左右。
为了方便地下室的施工，先进行了大面积卸土，卸
土到0.90m（-5.00）再进行地下室主体结构的施工。
大部分主体结构封顶后，进行土方回填，回填土厚
度1.2m~3.1m。
请专业测量队伍从2015年4月开始
到2015年9月重新进行房屋沉降监 测。
场地未覆土区域的号楼（46#~48#、54#~55#
），其累计沉降量最大值为11.4~27.5mm，最 大的沉降差为4.2~6.2mm，沉降速率最大值为 0.127mm/d。
覆土区域的号楼（尤其是40#、49#、50#、67#
1、土体不能容忍较大的剪切变形 2、桩侧极限摩阻力是被大大削弱了的 桩侧土体抗剪强度
桩在桩顶荷载不太大时，桩侧土体的
剪应变就会达到极限，产生相对滑移 ——产生刺入变形。 模拟桩基础的数值计算必须能模拟刺 入
桩侧极限摩阻力是被大大削弱了的桩 侧土体抗剪强度
群桩的实体深基础整体 验算模式 是不符合实际的瞎想 是不可能真正发生的
在实际工程设计中也常不能真正实现
桩群的整体验算是个错误的概念
桩群的整体承载力 应大于 各桩承载力的总和
一个悖论
为什么会出现这样的悖论？
等代实体深基础侧面摩阻力
取桩侧极限摩阻力——太小
；
桩侧极限摩阻力小于土体极
限抗剪强度；
植桩（加劲组合桩）单桩承载力特高
水泥搅拌桩中插入一个小直径的预应力管桩其
软土地区的群桩，桩的上部都存在负摩阻力
工程实例：
九十年代上海古象大酒店的工程事故。 高层建筑采用37米长钻孔灌注桩，基 坑开挖13米。深基坑开挖后发现超过 40％的桩在坑底以下约13米处断裂。
浅谈桩基负摩阻力
浅谈桩基负摩阻力摘要：桩基工程中桩侧负摩阻力所产生的下拽力可能引起桩体破坏、桩基不均匀沉降等诸多工程灾害，严重影响着建筑物的安全，而桩的负摩阻力的大小受多种因素的影响，目前其准确数值很难计算。
本文简要介绍和阐述了桩侧负摩阻力产生的条件和机理，目前桩侧负摩阻力的计算方法，中性点的确定，防治和减少桩侧负摩阻力的方法。
关键词：负摩阻力中性点成因影响因素防治措施引言：在地基处理工程中,因负摩阻力问题,造成工程事故屡有发生(建筑物出现沉降、倾斜、开裂)，负摩阻力问题在我国工程实践中已成为一个很普遍的问题。
下面对负摩阻力的问题进行分析、阐述。
1负摩阻力的成因桩基工程中, 当桩体与桩周土产生相对位移时,桩侧就会产生摩阻力。
当桩体的沉降量大于桩周土的沉降量时, 摩阻力为正；当桩周土的沉降量大于桩体的沉降量时，摩阻力为负。
单桩负摩阻力作用机理如图1 所示[。
桩侧负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献, 反而要产生作用于桩侧的下拽力，称为分布于桩侧表面的荷载。
下拽力作用于桩体上, 可能会造成桩身破坏、桩端地基屈服或破坏, 以及上部结构不均匀沉降等问题。
图1单桩负摩阻力作用机理示意单桩负摩阻力一般可能由以下原因或组合造成：①未固结的新近回填土地基：桩基穿过欠固结土层后支撑在硬土层中，使得桩侧土因固结发生的沉降超过桩的沉降；②地面超载：桩侧地面受到较大的地面荷载产生的沉降超过桩的沉降；③孔隙水压力消散引起的固结沉降：群桩施工中敏感度较高的黏土受扰动，超孔隙水压力使得土体上涌，重塑后因超孔隙水压力消散而重新固结；④地下水位降低；桩侧土层地下水位大幅下降，导致有效应力增加引起土层下沉；⑤湿陷性地基：桩基穿过湿陷性土，湿陷性土因浸水湿陷导致土层发生沉降；⑥地震液化：桩基穿过液化土层，地震液化引起桩侧土沉降；⑦以压桩法沉桩后，桩身上部压力消失后发生回弹，产生负摩阻力。
影响负摩阻力大小的主要因素主要有：桩周土的特性、桩端土特性(因为其之间影响着中性点的位置问题)、桩体的形状、桩土模量比等。
桩侧负摩阻力的计算
桩侧负摩阻⼒的计算桩侧负摩阻⼒的计算⼀、规范对桩侧负摩阻⼒计算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。
4、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；当缺乏可参照的⼯程经验时，可按下列规定验算。
①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： a k R N ≤ （7-9-1）②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，并可按下式验算基桩承载⼒：a ng k R Q N ≤+ （7-9-2）③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。
注：本条中基桩的竖向承载⼒特征值只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
⼆、计算⽅法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： 1、中性点以上单桩桩周第 i 层⼟负摩阻⼒标准值，可按下列公式计算：i ni nsiq σξ'= （7-9-3）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：ri i σσ'=' 当地⾯分布⼤⾯积荷载时：rii p σσ'+=' （7-9-4）其中, i i i m m m riz z ?∑+?='-=γγσ1121（7-9-5）（7-9-3）～（7-9-5）式中：nsi q ——第i 层⼟桩侧负摩阻⼒标准值；当按式（7-9-3）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；ri σ'——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；i σ'——桩周第i 层⼟平均竖向有效应⼒；m i γγ,——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；m i z z ??,——第i 层⼟、第m 层⼟的厚度；p ——地⾯均布荷载；ni ξ——桩周第i 层⼟负摩阻⼒系数，可按表7-9-1取值；表7-9-1 负摩阻⼒系数ξ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；2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：∑?==ni i nsi n n gl q u Q 1η（7-9-6）+=4d q d s s m n s ya x a n γπη（7-9-7）式中，n ——中性点以上⼟层数； l i ——中性点以上第i ⼟层的厚度；n η——负摩阻⼒群桩效应系数；ay ax s s ,——分别为纵横向桩的中⼼距；ns q ——中性点以上桩周⼟层厚度加权平均负摩阻⼒标准值；m γ——中性点以上桩周⼟层厚度加权平均重度（地下⽔位以下取浮重度）。
桩基负摩阻力计算
桩基负摩阻力计算桩基负摩阻力是指在土层中桩身下方产生的摩阻力，它是桩基承担的主要力量之一。
在桩基设计和施工过程中，准确计算和估算桩基负摩阻力非常重要。
本文将介绍桩基负摩阻力的计算方法，并详细讲解其计算步骤和影响因素。
我们需要了解什么是桩基负摩阻力。
桩基负摩阻力是当桩身插入土层时，由于土层颗粒与桩身之间的接触而产生的摩擦力。
根据土力学理论，负摩阻力可以分为皮摩阻力和端摩阻力。
其中，皮摩阻力是指土层对桩身侧面的阻力，而端摩阻力是指土层与桩基底面的接触面积产生的阻力。
计算桩基负摩阻力的步骤如下：第一步：确定桩的净竖向荷载。
根据工程设计和土力学原理，确定桩的设计荷载，包括竖向荷载和水平力。
竖向荷载能够直接作用于桩基负摩阻力的产生。
第二步：确定桩身的面积。
根据桩的形状和尺寸，计算桩身的面积。
常见的桩形状有圆形、方形和桥台形。
根据桩身形状的不同，计算桩身的面积可以采用相应的公式。
第三步：确定土层的侧面摩阻力系数。
侧面摩阻力系数是指土层对于桩身侧面摩阻力的抵抗程度。
根据土层性质、桩身表面状态和桩身形状，可以选择相应的侧摩阻力系数。
第四步：计算侧面摩阻力。
依据负摩阻力理论，计算土层对桩身侧面的摩阻力。
公式可以表示为F1 = α1 × A × P，其中F1为侧面摩阻力，α1为侧摩阻力系数，A为桩身的面积，P为施加在桩上的竖向荷载。
第五步：确定土层的底面摩阻力系数。
底面摩阻力系数是指土层与桩基底面的接触面积产生的阻力。
根据土层性质、桩身形状和底面形状，选择相应的底摩阻力系数。
第六步：计算底面摩阻力。
根据负摩阻力理论，计算土层与桩基底面的接触面积产生的摩阻力。
公式可以表示为F2 = α2 × A × P，其中F2为底面摩阻力，α2为底摩阻阻力系数，A为桩身的面积，P为施加在桩上的竖向荷载。
第七步：计算总的负摩阻力。
将侧面摩阻力和底面摩阻力相加即得到总的负摩阻力。
F = F1 + F2。
桩的负摩阻力
桩的负摩阻力
桩的负摩阻力是在地面中的桩身下方的土体与桩身表面间形成的一种摩擦作用，它是桩的稳定性所必须考虑的重要因素之一。
桩体是通过在软土、泥质土或砂、石等松散土壤中打入地下的一种坚固的支撑结构，其稳定性主要来自于土体中固结和摩擦阻力的加持。
其中，负摩阻力是指桩下方土体始终保持一定的应力状态，使得其与桩体表面之间形成摩擦力，从而增加桩的侧向稳定性，抵抗桩的侧倾或倾覆。
负摩阻力的产生与土体的物理力学性质有关，一般来说，当桩身的周围土体受到荷载压缩时，会向桩体表面施加一个向下的力和一个向外的力，这两个力的合力方向即为负摩阻力的方向。
同时，因为桩身在土中打入的过程中，土体会受到一定的挤压力，导致土体密实度增加，从而使得负摩阻力的大小与桩的埋深、直径、土质及荷载等因素都有关系。
在实际工程中，为了准确计算负摩阻力的大小以及其对桩的稳定性的影响，需要进行复杂而繁琐的地质勘探和桩基试验，并结合当地的工程经验和现场观测数据，进行合理的设计和施工。
对于较大的土质力学性质不均匀的地质条件下的桩基设计，还需要进行细致的数值模拟和分析，以确保桩基结构的安全和可靠。
综上所述，桩的负摩阻力是桩基设计和施工中不可或缺的一个考虑因素，它的大小和方向直接关系到桩体的稳定性和抗倾覆能力，需要在设计和施工过程中进行仔细而周密的考虑和控制。
浅议桥梁工程中的桩基负摩阻力问题
浅议桥梁工程中的桩基负摩阻力问题
,地基土对桩侧表面就会产生向上作用的摩擦阻力,这个力对桩起支承作用,称为正表面摩阻力;反之,当地基土的沉降大于桩的沉降(包括桩身压缩及桩尖下沉)时,则桩侧土相对于桩向下移动,压缩的地基土对桩侧表面产生向下作用的摩擦阻力,这个力就称之为负摩阻力。
桩基负摩阻力是桩周土产生相对于相应深度桩截面向下位移时作用于桩身的向下的力,因而在桩身分布负摩阻力的所有情况中,一般存在中性点,即该深度桩土相对位移为零、桩身摩阻力为零,另有沿桩身全为负摩阻力的情况,这种情况一般讲的是桩穿透湿陷性黄土层后随即落在几乎不压缩的持力层,如卵石和基岩等。
关键词：桩基，负摩阻力，桥梁工程
1.负摩阻力概述
一般情况下,施加于竖直桩上的垂直外荷载,将通过桩壁与土的相互作用传至桩周土和桩尖土上, 桩壁和桩周土的相对位移则会产生摩阻力。
作用于桩侧的摩阻力的方向取决于桩和其周围地基土的相对位移情况。
如果桩的沉降大于地基土的沉降时,地基土对桩侧表面就会产生向上作用的摩擦阻力,这个力对桩起支承作用,称为正表面摩阻力;反之,当地基土的沉降大于桩的沉降(包括桩身压缩及桩尖下沉)时,则桩侧土相对于桩向下移动,压缩的地基土对桩侧表面产生向下作用的摩擦阻力,这个力就称之为负摩阻力。
桩基负摩阻力是桩周土产生相对于相应深度桩截面向下位移时作用于桩身的向下的力, 因而在桩身分布负摩阻力的所有。
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在绘制的位移时间曲线图上 ，将各级荷载反复作用的位 移值连起来。这就是该级荷 载下的包络线（图3-48所示）
静载试验法
② 采用逐级连续加载法
分析荷载位移曲线，把相 应于曲线上明显下弯转折 点的荷载定为极限荷载。
求得容许承载力：
[ P]
极限荷载
k
(k 2)
另外：
静载试验法
通过以上按强度条件确定的极限荷载的位移往 往已超过建筑物的容许水平位移，因而还应该按 变形条件确定极限荷载，即以单桩的水平位移达 到容许值时，所承受的荷载作为桩的容许承载力。
四、桩的负摩阻力
1. 负摩阻力产生的原因
– 概念：当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降速率
大于桩的下沉时，则桩侧土就相对于桩作向下位移，
而使土对桩产生向下作用的摩阻力，即称为负摩阻力。 – 危害：桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传 递给桩，因此，负摩阻力不但不能成为桩承载力的一
部分，反而变成施加在桩上的外荷载，桩基沉降加大。
荷载的确定
静载试验法
(b) 测试方法的具体步骤
①循环加载法
在某级荷载下持荷10min， 读数，记录水平位移，然后 卸荷至0
10min后，读回弹位移，然后 再加上原数荷载，即为一个 循环。
每级荷载按上述步骤循环5～ 6次，然后加下一级荷载，然 后再循环。直到桩达极限荷载 为止。
绘制位移时间曲线。（U－t）
–2.螺旋式或焊接环式间接钢筋
且间接钢筋的换算截面面积Aso不小于全部纵向钢筋截面面
积的25%；间距不大于80mm或dcor/5，构件长细比lo/i≤48时，
其正截面抗压承载力计算应符合下列规定：
0 N d 0.9( f cd Acor f A kf sd Aso )
' sd ' s
4. 负摩阻力计算
•
负摩阻力强度取决于抗剪强度
软粘土层：太沙基建议的方法
qn=qu/2
其中：qn——为软粘土无侧限抗压强度
其他土层：用β法
qn v K tan v
K—侧压力系数 β—取0.2~0.5
v z
•
负摩阻力下拉荷载
负摩阻力乘以桩表面积 Nn=quAhq
10m，穿过软土层，桩端持力层为砾石，地下 水位在地面下1.5m，地下水位以上软土的天然 重度g＝17.1kN/m3，地下水位以下土的浮重度
g′＝9.5kN/m3 。现在桩顶四周地面大面积填土， 填土荷重p＝ 10kN/m2 ，计算因填土对该单桩 造成的负摩阻下拉荷载标准值。
±0.00
P＝10kN/m3 -1.5
28 24
7
28
35
42
48
55
62
69
76
83
90
97
1.0
0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56
l0 / b l 0 / 2r l0 / i
30
26 104
32
28 111
34
29.5 118
36
31 125
38
33 132
40
分析计算法
2.分析计算法
根据某些假定（后述）而建立的理论（弹性地基梁理论），计算桩在横向荷 载作用下，桩对土的作用力和桩身截面应力，验算桩侧土和材料的强度与稳定 性，从而确定桩的横向容许承载力。
侧向容许土抗力验算
分析计算法
桩与材料截面验算
三、按桩身材料强度确定单桩承载力
– 验算桩身截面强度 。
– 进行桩身压屈稳定的验算 。
②慢速连续加载法
– 试验方法 – 横向临界荷载与极 限荷载的确定
静载试验法
② 逐级连续加载法
分级施加水平荷载，测读 水平位移。直至破坏状态。
绘制荷载位移曲线 （H－U）
静载试验法
（c）极限荷载和横轴向容许承载力的确定
① 循环加载法
若包络线为向下凹时，此时即 可认为该级荷载为桩的破坏荷 载，其前一级荷载即为极限荷 载，
Aso
d cor Aso1
S
（二）偏心受压
–1.强度验算
轴心
0 N d Ar f cd Cr f sd
2 2
偏心
0 N d e0 Br f cd Dgr f sd
3 3
–2.最大裂缝宽度验算
其中：Ahq——hn范围内的桩身表面积 （2πrhn）
上式计算的Nn不能大于单桩所分配承受的桩周 土重（按相邻桩距之半）
•
单桩承载力验算
负摩阻力作为荷载计算 P+Nn+W≤ [P]
[P]=（PSU+PPU）/2
其中：PSU——桩侧极限正摩阻力 PPU——桩底极限阻力
作业：一钻孔灌注桩，桩径0.8m，桩长l0＝
循环加载法 （b）测试方法 逐级连环加载法 （c）极限荷载和横轴向容许承载力的确定
单桩水平承载力确定
单桩水平静载荷试验
试验装置：
①加荷系统：千斤顶、试桩 ②位移观测系统：百分表
百分表 球铰
垫块
基准梁
基准桩
百分表
图4.２0 单桩水平静载 荷实验装置
500
千 斤 顶
4.桩基础
水平静载荷试验方法
每级荷载大小
–产生原因
(1)在桩基础附近地面有大面积堆载，引起地面沉
降，对桩产生负摩阻力，对于桥头路堤高填土的 桥台桩基础，地坪大面积堆放重物的车间、仓库 建筑桩基础，均要特别注意负摩阻力问题；
(2)土层中抽取地下水或其他原因，地下水位下降，
使土层产生自重固结下沉；
(3)桩穿过欠固结土层(如填土)进入硬持力
约为预估水平极限承载力的（1/10-1/15）。
读数方法
每级荷载施加后，恒载4min测读桩顶水平位移，然 后卸载至零，停2min测读残余水平位移，如此循环5 次，再施加下一级荷载。
终止加载条件
桩身折断
桩顶水平位移超过30－40mm
桩侧地表出现明显裂缝或隆起。
①单向多循环加卸载法
– 可模拟基础承受反复 水平荷载。 – 试验方法 – 横向临界荷载与极限
3. 中性点位置的确定 中性点位置取决于桩与土的相对位移
产生负摩阻力的范围就是桩侧土层对桩产生
相对下沉的范围。
桩侧土压缩变形大，桩底土坚硬，中性点下 移；反之中性点上移。
中性点计算
• 按照右图计算土体 变形和桩身变形绘 图找出相对位移为 零的点
• 中性点深度按经验估算
hn=(0.7~1.0) h0
基桩的横向容许承载力将由桩
身材料的抗弯强度或侧向变形条
件决定。
（二）单桩横向容许承载力的确定方法 1.水平静载试验法
获得单桩承载力最可靠的方法
（1）试验装置 （2）试验方法
单向多循环加卸载法 慢速连续加载法 基准柱
静载试验法
百分表：测水平位移
（a）试验装置
千斤顶：加载装置
（1）单轴水平静载试验
层，土层产生自重固结下沉；
(4)桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土
中产生很大的超空隙水压力，打桩停止后 桩周土的再固结作用引起下沉；
(5)在黄土、冻土中的桩，因黄土湿陷、冻
土融化产生地面下沉。
正摩擦
负摩擦
摩阻力示意图
2.负摩阻力大小的确定
深度
强度
负摩阻力的深度：就试桩周土对桩相对 下沉的范围。它与桩周土的压缩、固结、 桩身压缩及桩底下沉等直接有关。 中性点：正负摩阻力变换的位置。
（一）轴向受压
–1.桩配有普通箍筋
0 N d 0.90 ( f cd A f A )
' sd ' s
钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数
l0 / b l 0 / 2r l0 / i
8
10 8.5
12 10.5
14 12
16 14
18 15.5
20 17
22 19
24 21
26 22.5
基桩的横向容许承载力可能由桩
侧土的强度决定。
–第二种情况：桩的相对刚度较小
由于桩侧土有足够大的抗力，桩身发生挠曲变形，其侧向位
移随着入土深度增大而逐渐减小，以至达到一定深度后几乎不 受荷载影响。形成一端嵌固的地基梁，桩的变形呈波状曲线。
如果不断增大横向荷载，可使
桩身在较大弯矩处发生断裂或使 桩发生过大的侧向位移超过了桩 或结构物的容许变形值。
桩身材料强度（抗裂）
土发生横向抗力的要求（弹性状态）
墩（台）顶横向位移的要求（上部构造）
确定
水平位移容许值
目前水平静载试验中，对钻孔灌注桩，常取试桩在地面处水平位移 不超过6mm，以此确定单桩横向容许承载力的判定标准。参见P93页 图3-48。 按 6mm位移：[P]=150kN 强度条件：[P]=250/2=125kN
42
44
38 153
46
40 160
48
41.5 167
50
43 174
34.5 36.5 139 146
0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 0.19
l0为构件计算长度；b为矩形截面的短边尺寸；r为圆形截面的半径；i为 截面最小回转半径； 构件计算长度l0 ，当构件两端固定时取0.5l；当一端固定一端为不移动 的铰时取0.7l；当两端均为不移动的铰时取l；当一端固定一端自由时取 2l。l为构件支点间长度。
-10.0
三、单桩横轴向容许承载力确定