摩擦桩

二、摩擦桩的产生原因及预防措施

1.桩侧负摩阻力的成因

产生负摩阻力的情况有多种，主要是桩与桩周土的相对位移情况。桩侧负摩阻力的成因有：1.1桩穿过欠

固结的松散填土或新沉积的欠固结土层进入硬持力层，桩侧土层在自重作用下产生固结下沉；

1.2桩侧存在自重湿陷性黄土或季节性冻土层或可液化土层，因黄土浸水湿陷或冻土融沉，或可液化土受地震或其他动力荷载而液化，液化土重新固结而出现大量的下沉

1.3在桩附近地面大面积堆载或大面积填土，引起地面下沉

1.4土体的次固结与土体的流变；

1.5桩侧土层抽取地下水或其他原因出现大面积地下水位下降，土的有效应力增加导致地面下沉；

1.6桩数很多的密集群桩打桩时(尤其在饱和软土中打桩)，使桩周土中产生很大的超孔隙水压力，打桩停止后桩周土的重新固结作用引起下沉。

1.7大面积抽取地下水或采取液体矿床而引起土中有效应力增长，地面区域性沉降；

1.8由于邻近建筑物浅基础附加应力引起的土体压缩；

1.9松散无黏性土由于振动设备或交通动载而引起的沉降。

1.10地震区液化土层的影响，当地震时会产生震陷，地表土体下沉(地面沉降)导致产生负摩阻力。

1.11 地下工程：随着地下空间的开发利用，城市中地下工程越来越多，如地下铁道、地下街、地下商场和地下污水合流工程等，由于这类工程往往是在浅层地下掘进进行的,由于开挖工作面不稳定造成的土体损失、土体应力释放及扰动土体重新固结，将会造成地面土体大量级变形，也可能会对上部或相邻建筑物桩基产生附加力，即负摩阻力；、

1.12溶洞塌陷、土洞塌陷等造成的上部土体沉降而产生的负摩阻力问题；

2.减少负摩擦力的工程措施

负摩擦力可产生于施工阶段和使用阶段，其中施工阶段负摩擦力的防治尤其关键，这个阶段能有效的防止负摩擦力的产生，最大限度的减少负摩擦力对基础的危害。在现场施工中常采取以下措施以避免和减少施工过程中可能出现的负摩擦力：

2.1对建筑物的回填土采取加固处理。建筑场地平整造成较厚的回填土，回填土的固结将对桩产生负摩擦力，故应对回填土进行压密，压密度可按建筑物荷载而定。建筑物桩基影响范围内存在欠固结的软弱压缩土层时，采用换土或设置砂桩等方法进行地基处理，以避免地面堆载引起压缩土层下沉量大于桩身的下沉量而产生负摩擦力。

2.2大面积地面堆载的场地，增设保护桩减少桩周土层因自重固结产生的负摩擦力。对有大量地表水向下渗流和场地地下水大量抽降，且又采用桩基础的建筑物情况，其地面应设置良好的排水设施以及采取有效措施处理抽水后形成的土层下沉(如增加支承桩)。

2.3采用桩身表面涂层法。可以根据中性点确定法方，在中性点以上的桩侧表面涂上特种沥青。此种方法是目前普遍认为最有效降低负摩阻力的方法。确定桩存在负摩擦力后，应通过计算取得负摩擦力值，利用正、负摩擦力的极限平衡条件，采用适当的措施，如加长桩尖进入持力层的厚度，增大正摩擦力以抵消桩的负摩擦力。计算出桩的中性点，在中性点上段涂刷强而耐久的防护涂料，减少桩的负摩擦力。为了防止桩身侧面所涂的沥青在沉桩时被破坏，往往将桩底做得比桩身稍大一些。对于灌注桩可在沉降土层范围内插入比钻孔直径小5cm～10 cm的预制混凝土桩段，预制桩段外围填充稠度较高的膨润土泥浆以形成隔离层。在泥浆护壁成孔的情况下，可在浇筑完下段混凝土后，填人高稠度膨润土泥浆，然后插入预制混凝

土桩段。在干作业成桩条件下，可将双层筒形塑料薄膜预先置于钻孔沉降土层范围内，然后在其中浇筑混凝土，使塑料薄膜在桩身与孔壁之间形成可自由滑动的隔离层。随着现代工艺的发展，一种新型的防治负摩擦力的方法即涂层法在工程中被广泛应用涂层法减少桩负摩擦力的方法在国外使用很多，其原理是在桩的中性点以上部分涂以薄层涂料，以减少桩土间相对位移，从而达到减少负摩擦力的目的。现在使用最多的涂层是沥青涂层，价格便宜且效果较好。

2.4在桩身处采用套管保护。即在中性以上部分增设较桩身直径稍大的套管。此种方法可使桩身不会受到负摩阻力的影响。但施工工作量会因此增加，钢材消耗量加大，造价因此而有所增长。．

2.5分时段施工法。该法是将桩基施工0．5～1 a后，再继续其上部结构施工，可

以缓解负摩阻力的作用；

2.6由于负摩阻力是桩周土体沉降大于桩身沉降而产生的，在桩基施工之前针对软土的特点采取地面堆载或者强迫降水等方法，先使得软土完成或部分完成土体沉降，可以从根本上减轻或消除负摩阻力的不利影响。

2.7针对地质条件的特点和上部结构的要求选择合理的桩型。摩擦桩与端承型桩受负摩阻力影响而产生的附加作用是不相同的，摩擦桩以沉降为主，附加荷载是次要因素; 端承型桩以桩身轴力和桩端荷载的增加为主，附加沉降是次要的。根据上部结构对沉降要求的严格程度选择合理的桩型。采用摩擦桩可以避免采用端承型桩时由于负摩阻力的作用而使得位于桩群外围桩的桩端部位的桩身被压碎。

2.8减轻基桩中负摩阻力影响可以用使桩土隔离的方法，也可以使软土在基桩施工前先强迫沉降，更需要针对工程地质条件和上部结构的要求选择合理的桩型，以适应上部结构对桩基沉降和承载力的

2.9采用预钻孔法，此方法是打入桩之前先钻孔，其直径比桩径略大，深度达到中性

点，而在中性点以下用打入或其它常规方法施工以保证桩的正摩阻力，中性点以上则用膨润土泥浆填充，从而消减负摩阻力；

2.10软基加固法。为了消减桩基负摩阻力，在基桩施工之前，先对软土地基地段进行加固处理．如进行预压、强夯、挤密，甚至复合地基加固，使之有效地加速地基固结，降低浅层地基土的可压缩性，从而达到消减负摩阻力的效果．

2.11支承桩柱法。尽量减少穿过产生负摩阻力区域的桩侧面积，在可能的情况下采用细长桩，而在桩端采用扩大桩头来提高端承能力，这只适合于端承桩。

2.12电渗法，降低有效应力，使得桩土界面处的负摩阻力降低。

2.13建筑物桩基影响范围内存在欠固结的软弱压缩土层时，采用换土或打砂桩等方法进行地基处理，避免地面堆载引起压缩土层下沉量大于桩身的下沉量而产生负摩擦力；

2.14对有大量地表水向下渗流和场地地下水大量捆降，且又采用桩基础的建筑物，其地面应设置良好的排水设施以及采取有效措施处理抽水后形成的土层下沉使口增加支承蛀)；

2.15确定桩存在负摩擦力后，应通过计算取得负摩擦力值，利用正、负摩擦力的极限平衡条件，采用适当的措施，如加长桩尖进入持力层的厚度，增大正摩擦力以抵消桩的负摩擦力；

2.16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；

2.17采取“抗”的措施，即是在桩基础承载力设计时，考虑负摩阻力作为下拉荷载的一部分，来进行桩基础设计。

诚然，在实际工程中，应根据不同的工程情况，选用相应的措施消减负摩阻力。