桩基负摩阻力产生的原因及其计算

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关于桥梁桩长计算中的负摩阻力探讨

关于桥梁桩长计算中的负摩阻力探讨摘要当遇到不良地质条件时，桥梁桩基础设计中桩侧负摩阻力对桥梁的安全性、可靠性和经济等方面都有着重要的影响，本文介绍了桩侧负摩阻力产生的原因，影响因素和计算方法。

关键词桩基负摩阻力产生原因计算方法桩基具有承载力高、地质适应性强、施工便捷、沉降小、工期短等优点，采用桩基作为桥梁基础日趋普遍。

桩的承载力是由桩底支承力与桩周土体的侧摩阻力两部分组成的。

当桩底穿过并支承在各种压缩性土层中时，桩主要依靠桩侧土的摩阻力支承竖向荷载。

因此，桩侧摩阻力的大小对结构基础的稳定性起着决定作用。

如果桩周土体与桩身表面发生负摩阻力，使桩侧土一部分重量传递给桩，不但不是桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，这是在软弱粘土和湿陷性黄土等地基确定单桩轴向容许承载力时应该注意的。

一、产生负摩阻力的条件和原因在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对于桩侧土体向下位移时，桩侧土体对桩产生向上作用的摩擦力，称为正摩阻力（图1a），正摩阻力能抵抗桥梁上部结构及桥墩等产生的荷载。

但是，当桩侧土体因某种原因而下沉，且其下沉量大于桩的沉降（即桩侧土体相对于桩产生向下的位移）时，土对桩产生向下的摩擦力，称为负摩阻力（图1b），负摩阻力变成施加在桩上的外荷载，相当于增加了作用在桩基上的桥梁上部结构及桥墩等产生的荷载。

桩侧负摩阻力问题，本质上和正摩阻力一样，只要得知土与桩之间的相对位移或趋势以及负摩阻力与相对位移之间的关系，就可以了解桩侧负摩阻力的分布和桩身轴力与截面位移了。

产生负摩阻力的情况有多种：(1) 桩穿过欠固结的软粘土或新填土，由于这些土层在重力作用下的压缩固结，产生对桩身侧面的负摩擦力；(2) 在桩侧软土的表面有大面积堆载或新填土(桥头路堤填土)，使桩周的土层产生压缩变形；(3) 由于从软弱土层下的透水层中抽水或其它原因，使地下水位下降，土中有效力增大，从而引起桩周土下沉；(4) 桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土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、冻土中的桩基，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。

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。

浅议桩基负摩阻力

浅议桩基负摩阻力1.引言- 论文的背景介绍- 目的和意义阐述2.桩基负摩阻力的概念及形成机理- 桩基负摩阻力的定义- 负摩阻力形成的机理及主要因素- 负摩阻力与桩身受到的荷载关系3.桩基负摩阻力的计算方法- 基于静力法的计算方法- 基于动力法的计算方法- 基于试验方法的计算方法- 各种方法的适用范围及其优缺点分析4.桩基负摩阻力的影响因素- 桩土界面的摩擦特性影响- 土层物理力学特性影响- 施工方法的影响5.桩基负摩阻力的应用实例- 国内外实际项目中的应用- 实例中桩基负摩阻力的计算方法和影响因素分析- 实例研究成果的总结和启示结论- 桩基负摩阻力的研究现状和未来发展趋势- 桩基负摩阻力的重要性和应用前景分析第一章节：引言随着城市化进程的不断加速，建筑物的高度、规模和复杂性也随之不断提高，更高的技术要求也在城市建筑的基础工程中得到了体现。

桩基工程是其中一项基础工程，广泛应用于高层、特大型结构或地质条件较差的建筑物中，具有承受大荷载、传递荷载的功能。

在桩基工程中，桩身所受到的摩阻力是重要的荷载分担形式之一，而负摩阻力则是桩身所受到的荷载分担形式之一。

负摩阻力指的是桩体在静态荷载作用下，土体对桩体产生的力与荷载方向相反，对于提高桩基工程的可靠性和安全性具有重要意义。

本文主要讨论桩基负摩阻力的影响因素、计算方法及应用实例等相关研究。

首先，介绍桩基负摩阻力的概念及形成机理，主要从负摩阻力的定义、形成机制和与荷载的关系等方面来阐述，为进一步展开研究奠定基础。

然后，提出桩基负摩阻力的计算方法。

介绍静力法、动力法和试验方法，详细介绍每种方法的基本原理和应用范围，并对其优缺点进行比较分析，以期能够为实际工程设计提供一些帮助。

其次，分析了影响负摩阻力形成的主要因素，包括土层的物理力学特性、桩土界面的摩擦特性、施工方法及操作等。

本部分探讨各种因素对计算值的影响，同时提出了如何合理避免负摩阻力等问题，以期更好地处理实际工程的问题。

桥梁桩基负摩阻力的计算

K2γ( h - 3) 〕= π×0. 62 ×2 ×
0. 7 ×0. 72 ×〔500 + 5. 0 ×13. 6 ×
(34 - 3) 〕= 2 973 (kN) 式中 :γ= 13. 6 kN/ m3 。
4) 作用于桩顶上的设计荷载 (计算略) :
P1 = 2 900 ( kN) 5) 桩身自重 :
等 ,则该土层的负摩阻力强度的最大值可按
下式计算 :
f =γh Ktg <
(3)
式中 :γ—土的容重 ( kN/ m3) ;
h —计算处深度 ( m) ;
K —土的侧压力系数 ,钻孔桩取静止土
P1 + P5 - P6 < 1/ K1 ( P2 + P3) - P4/ K2 (5) 式中 : P1 —作用于桩顶上的设计荷载 ;
- 30 m ,因持力层为坚固土 ,故取 h1 = 1. 0 h3 = 3. 5 + 1 + 5. 2 = 9. 7 (m) 。
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力的大小取决于土的抗剪强度。据有关文献建议 :在软弱粘土层中 ,其负
需要指出的是 ,利用 (4) 式求算作用于单桩上的极限负摩阻力不应大于单桩所分配承
摩阻力强度最大值为
受的桩周下沉土重 (按相邻桩距之半计算 ,其
f = 1/ 2 qu
(2)
式中 : f —负摩阻力强度的最大值 ( kPa) ;
桩的负摩阻力强度与基桩的沉降以及桩

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、桩穿越较厚松散填上、自重湿陷性黄土、欠固结上、液化丄层进入相对较硬上层时；2、桩周存在软弱上层，临近桩侧地而经受局部较大的长期荷载，或地而大而积堆载（包括填土）时；3、由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著紧缩沉降时。

4、桩周上沉降可能引发桩侧负摩阻力时，应按照工程具体情形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 < R a（7-9-1）②对于端承型基桩，除应知足上式要求外，尚应考虑负摩阻力引发基桩的下拉荷载，并可按下式验算基桩承载力：N k+Q^<R a（7-9-2）③当上层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应将负摩阻力引发的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。

注：木条中基桩的竖向承载力特征值只计中性点以下部份侧阻值及端阻值。

二' 计算方式桩侧负摩阻力及苴引发的下拉荷载，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层上负摩阻力标准值，可按下列公式计算：必喇6 （7-9-3）当填上、自重湿陷性黄上湿陷、欠固结土层产生固结和地下水降低时：cr； = a r ri本地而散布大面积荷载时：6 =（7-9-4）其中，兀=S + 如X （ 7-9-5）m=\ /（7-9-3）〜（7-9-5）式中：必一一第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；比一由上自重引发的桩周第i层上平均竖向有效应力：桩群外围桩自地而算起，桩群内部桩自承台底算起：a；―桩周第i层土平均竖向有效应力；——别离为第HI•算土层和苴上第加土层的重度，地下水位以下取浮重度；Az^Az,,, ------ 第f层土、第用层土的厚度：p ——地面均布荷载：乩——桩周第i 层丄负摩阻力系数，可按表7・9"取值:②填上按其组成取表中同类上的较大值：2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：r=lI 為4丿式中，n ——中性点以上土层数；I.中性点以上第i 土层的厚度；——负摩阻力群桩效应系数：$处，Sv ——別离为纵横向桩的中心距；q ；——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值：——中性点以上桩周上层厚度加权平均重度（地下水位以下取浮重度）。

四、关于桩的负摩阻

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 )

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）。

桩基负摩擦力

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
4.桩基础
1 对于填土场地，宜先填土并确保填土旳密实性，软土场地填土前应采用预设塑料排水板等措施，待填土地基沉降基本稳定后方可成桩；
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，消除上部或全部土旳自重湿陷；
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步完毕时，取 ln= 0
、
4 当桩周土层计算沉降量不大于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.4~0.8 折减。
4.桩基础
1.4. 桩基规范有关桩旳负摩阻力旳有关要求
下面情况中旳桩基，当桩周土层产生旳沉降超出基桩旳沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力：桩穿越较厚涣散填土、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旳长久荷载，或地面大面积堆载（涉及填土）时；因为降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生明显压缩沉降时。
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：
Ln 0.8L0 0.8 20 16m
Nk Qgn Ra 注：本条中基桩旳竖向承载力特征值 Ra 只计
中性点下列部分侧阻值及端阻值。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旳下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。

桩侧负摩阻力的计算

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）。

浅析桩基负摩阻力产生的原因及其计算

浅析桩基负摩阻力产生的原因及其计算浅析桩基负摩阻力产生的原因及其计算浅析桩基负摩阻力产生的原因及其计算【摘要】桩周土体由于某种原因发生下沉时对桩身产生相对向下的位移，这就使桩身承受向下作用的摩擦力，这种摩擦力就是桩基的负摩擦阻力。

本文针对桩基负摩擦阻力产生的机理及原因，并通过实例计算分析桩基负摩擦阻力。

【关键词】桩基；负摩擦阻力；机理及原因；实例计算Rough discuss the reason and count of pile foundation force of negative frictionWang Zhigang1 Liang GuanKao2(1.Fifth Geological Mineral Exploration and Development Institute of Inner Mongolia, Baotou 014010, P.R.China;2.Inner Mongolia Geology Engineering Co.,Ltd,Hohhot.010010,P.R.China)【abstract】Owing to some reasons ,the soil around pile foundation occur subside will produce displacement downward to pile foundation，so pile foundation will bear downward friction force，this friction force is negative friction force。

This paper point at the reason of pile foundation negative friction force and analysis pile foundation negative friction force by living example。

基于抛物线法的桩基负摩阻力估算公式

基于抛物线法的桩基负摩阻力估算公式桩基负摩阻力是指桩基在承受外加荷载时所受到的阻力，通常用来评估桩基的承载能力。

抛物线法是一种常用的桩基负摩阻力估算方法，通过对桩基与土壤之间的相互作用进行分析，可以得到桩基负摩阻力的估算值。

本文将介绍基于抛物线法的桩基负摩阻力估算公式，并对该公式的应用进行讨论。

一、抛物线法的基本原理抛物线法是一种基于土与桩相互作用的负摩阻力估算方法。

在桩基承受外加荷载时，桩基所受到的负摩阻力是由土与桩之间的相互作用所产生的。

在桩基周围的土体中，存在着一定的剪切应力分布，这种剪切应力的分布形状近似为一个抛物线，因此称之为抛物线法。

根据抛物线法，可以得到桩基所受的抗推力矩，进而计算出桩基的负摩阻力。

通常采用以下的公式来表示桩基的负摩阻力：R = α * Nc * ApR表示桩基的负摩阻力，α为土与桩之间的摩擦系数，Nc为土的内摩擦角系数，Ap为桩基的侧面积。

这个公式是抛物线法用来计算桩基负摩阻力的基本公式。

二、抛物线法的优缺点抛物线法是一种常用的桩基负摩阻力估算方法，它具有以下的优点：1. 简便易行：抛物线法的计算过程相对简单，不需要过多的复杂计算。

2. 适用范围广：抛物线法适用于不同类型的土壤和桩基结构，可以对各种情况下的桩基负摩阻力进行估算。

但是抛物线法也存在一些不足之处：1. 精度相对较低：由于抛物线法是一种基于经验公式的估算方法，因此其所得到的结果的精度相对较低。

2. 假设条件多：抛物线法的使用需要基于多种假设条件，而这些假设条件在实际情况下可能无法完全满足，从而影响了抛物线法的准确性。

抛物线法是一种常用的桩基负摩阻力估算方法，在土木工程中得到了广泛的应用。

在实际工程中，可以通过抛物线法来对桩基的负摩阻力进行估算，以评估桩基的承载能力。

抛物线法也可以用来指导工程设计和施工方案的制定。

在使用抛物线法进行桩基负摩阻力估算时，需要考虑土体的力学性质、桩基的形状和尺寸等因素，以确保估算结果的准确性。

桩的负摩阻力及有关问题

工程±0.00标高相对于绝对标高5.90m。
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。

负摩阻力的计算

力增大，并产生显著压缩沉降时；4）挤土桩群施工结束后，孔隙水消散，隆起的或扰动的土体逐渐固
结下沉时；5）冻土融化下沉时；6）桩周存在欠固结软粘土或新近填土在自重作用下产生新固结时；7
）深基坑开挖，导致土体应力释放而产生释放变形，坑周土体的下沉趋势对相邻建筑物桩基可能产生
负摩阻力；8）相邻建筑物自重悬殊引起附加沉陷。
计算尤为复杂。负摩阻力产生条件：1）桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、欠压密的
软粘土或液化土层进入相对较硬土层（硬粘性土、中密以上砂土、卵石层或岩层）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），使桩周土压缩固
结下沉时；3）由于地下水位降低（例如无节制地抽取地下水、工程施工疏排水等）桩身沉降量的下沉时，作用于桩身的向下的摩阻力。可能的影响
表现：当持力层刚硬时，造成桩身压曲或断裂，需验算桩身承载力；当持力层可压缩时，造成桩端地
基屈服或破坏以及不均匀沉降引起上部结构的功能性受损（裂缝等），需验算土承载力与沉降指标。
由于桩、土性质的复杂性、荷载及施工条件的多变性以及桩土相互作用的复杂性等影响，负摩阻力的

4.5桩的负摩阻力4.6桩的水平

H0 t
x
Kx=kh （a）常数法
4.桩基础
4.6 单桩水平承载力
②“K”法：假定在桩身挠曲曲线第一挠曲零点所示深度处 ②“ ” 以上地基系数K 随深度增加呈凹形抛物线变化；该点以下，以上地基系数 h随深度增加呈凹形抛物线变化；该点以下，地基系数K 不再随深度变化而为常数K 地基系数 h不再随深度变化而为常数 h＝K 。
4.6.1 水平荷载下桩的工作性状
桩在水平荷载下承载能力极限状态：桩在水平荷载下承载能力极限状态：（1）桩身在水平荷载下破坏。）桩身在水平荷载下破坏。（2）桩顶水平位移超过建筑物允许变）形值。形值。
H0
H0
(a)
(b)
16
桩水平受荷示意
4.桩基础
4.6 单桩水平承载力
影响桩基水平承载力因素：影响桩基水平承载力因素：
4.桩基础
（3）下拉荷载计算）范围内负摩阻力的累计值，下拉荷载为中性点深度 ln 范围内负摩阻力的累计值，可按下式计算：按下式计算：
Fn = u p ∑ l niτ ni
i =1
n
4.桩基础
4.5 桩侧负摩阻力
2. 群桩负摩阻力计算
群桩中任一基桩的下拉荷载
Q n = η n Fn = η n u p g 其中：其中： η n =
4.桩基础
4.6 单桩水平承载力
4.6.2 水平荷载作用下弹性桩的计算
水平荷载作用下弹性桩的分析计算方法主要有地基反力系数法、弹性理论法和有限元法等，这里主要介绍国内目前常用的地基反力系数法。基本假设单桩承受水平荷载作用时，可把土体视为线性变形体。
σ x = kx x
此时忽略桩土间的摩阻力对水平抗力的影响以及临桩的影响。

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。

负摩阻力

可能做勘察的接触的比较少，这是注册岩土考试必备技能。

根据建筑桩基规范公式5.4.4-1，负摩阻力标准值=负摩阻力系数*土层平均竖向有效应力。

然而，作为填土，并不一定整层都存在负摩阻力，这就涉及到一个中性点的问题。

根据表5.5.4-2可以查到中性点深度比。

可能这么说，你会云里雾里，我举个例子验算一下。

1、假设填土成分主要为黏性土，负摩阻力系数取0.3；
2、填土厚度为10米，桩端持力层为基岩，则中性点深度比为1。

所以中性点深度为10米，填土整层都存在负摩阻力；
3、填土的重度假设为17，地下水深度为4米；
4、不考虑地面存在堆载的情况，则土层平均竖向有效应力=填土层中点的有效自重应力，层中点为5米，这里地下水深度为4米，则4-5米应为浮重力。

则填土层平均竖向有效应力=17*4+（17-10）*1=75；
5、则负摩阻力=0.3*75=22.5kpa；
6、最后，你跟你报告中提供的填土的正摩阻力对比下，如果负摩阻力大于正摩阻力，则负摩阻力数值取正摩阻力，就是说负摩阻力不大于正摩阻力，这是硬性规定。

至此，负摩阻力计算完毕。

但是，一般这一步应该设计很容易完成，到底需不需要勘察提供，值得商榷。

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。

承台外围桩负摩阻力计算

承台外围桩负摩阻力计算一、引言在土木工程中，桩基础作为一种重要的基础形式，广泛应用于各类建筑物和构筑物中。

桩基础的设计和计算涉及多个方面，其中承台外围桩的负摩阻力计算是一个复杂且关键的问题。

负摩阻力是指桩周土体相对于桩身向下移动时，土体对桩身产生的向下摩擦力。

这种力会对桩基的承载能力和稳定性产生不利影响，因此在设计中必须予以充分考虑。

二、负摩阻力的产生机理1. 土体沉降：当桩周土体由于自重、外部荷载或地下水位变化等原因发生沉降时，若桩身相对静止或沉降量小于土体，土体与桩身之间会产生相对位移，进而产生负摩阻力。

2. 桩身材料特性：桩身材料的刚度、表面粗糙度等特性会影响负摩阻力的分布和大小。

一般来说，刚度较大的桩身更容易产生负摩阻力。

3. 土体性质：土体的类型、密实度、含水量等性质也会影响负摩阻力的大小。

例如，粘性土由于其较高的粘聚力，产生的负摩阻力通常较大。

三、负摩阻力计算的基本原理1. 基本假设：桩身与土体之间的摩擦力符合库仑摩擦定律。

桩周土体的沉降量沿桩长方向呈线性分布。

2. 计算公式：负摩阻力的大小可以通过以下公式进行计算：\[q_n = \sigma' \tan \delta\]其中：$ q_n $ 为负摩阻力（kPa）。

$ \sigma' $ 为有效应力（kPa）。

$ \delta $ 为桩土界面摩擦角（°）。

3. 有效应力的确定：有效应力可以通过以下公式计算：\[\sigma' = \sigma u_w\]其中：$ \sigma $ 为总应力（kPa）。

$ u_w $ 为孔隙水压力（kPa）。

四、承台外围桩负摩阻力计算步骤1. 确定计算参数：土体参数：包括土体的重度、内摩擦角、粘聚力、孔隙比等。

桩身参数：包括桩径、桩长、桩身材料等。

荷载条件：包括上部结构荷载、承台自重等。

2. 计算土体沉降量：根据土体的压缩模量和上部荷载，计算桩周土体的沉降量。

浅述软土地基桩侧负摩阻力问题

浅述软土地基桩侧负摩阻力问题摘要:负摩阻力问题严重影响着建筑物的安全，桩的负摩阻力的大小受多种因素的影响，故其准确数值很难计算。

介绍和阐述桩侧负摩阻力产生的条件和机理，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:负摩阻力有效桩长中性点随着人文居住环境的改善以及土地价格的不断攀升，建筑物已从多层不断的转向高层建筑，从而对地基承载力和变形要求也越来越高，越来越严格。

因此地基处理变得越来越重要。

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变成一个热点问题。

一、负摩阻力的产生机理及其危害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，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；反之，则为负摩阻力。

在软土地基中负摩阻力一般可能由以下原因或组合造成：位于桩周的欠固结黏土或新近回填土在自重作用下产生新的固结；大面积地面堆载使桩周土层压缩固结下沉；打桩后孔隙水压力消散引起的固结沉降；地下水位降低，有效应力增加引起土层下沉；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；地震液化。

桩周产生负摩阻力问题，在我国工程实践中已变成一个热点问题，不少建筑物桩基由于存在上述三类问题的条件之一而出现沉降、开裂、倾斜，以致有的无法使用而拆除，或花费大量经济进行加固，等等。

1、对于摩擦型桩基，当出现负摩阻力对基桩下拉荷载时，由于持力层压缩层较大，随之引起沉降。

桩基沉降一出现，土对桩的相对位移减少，负摩阻力效应降低，直至转化为零。

因此一般情况下对于摩擦型桩基，可近似视中性点以上侧阻力为零计算桩基承载力。

2、对于端承型桩基，由于其桩端持力层较坚硬，受负摩阻力引起下拉荷载后不致产生沉降或沉降量较小，此时负摩阻力将长期作用于桩身中性点以上侧表面。

因此应计算中性点以上负摩阻力形成的下拉荷载，并以下拉荷载作为外荷载的一部分验算桩基承载力。

厚软土地区桩侧负摩阻力的计算和过程分析

厚软土地区桩侧负摩阻力的计算和过程分析1 负摩阻力的概念正常情况下，在桩顶荷载作用下，桩侧土相对于桩产生向上的位移，因而土对桩侧产生向上的摩擦力，构成桩承载力的一部分，称为正摩阻力。

但有时候会发生相反的情况，即桩周围的土体由于一些原因发生沉降，且沉降量大于相应深度处桩的沉降量，即桩侧土相对于桩产生向下的位移，土体对桩产生向下的摩擦力，这种摩擦力称为负摩阻力。

负摩阻力对桩是一种不利因素。

它降低了桩的承载力，并可能导致桩发生过大沉降。

实际工程中，因负摩阻力引起的不均匀沉降造成建筑物开裂、倾斜或者因沉降过大而影响正常使用的情况屡有发生。

所以在可能发生负摩擦力的情况下，设计时应考虑其对桩基承载力和沉降的影响。

《建筑桩基技术规范》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。

2 负摩阻力的特点（1）中性点。

负摩阻力不一定产生于整个软弱土层中，而是在桩周土体下沉大于桩的沉降范围内。

桩的这一范围内为负摩阻力，而下部一般仍为正摩阻力。

正负摩阻力的分界点即为中性点。

在中性点处，正负摩阻力均为零，桩土相对位移也为零，同时下拉荷载在中性点处达到最大值，即在中性点处桩身轴力达到最大值。

桩顶至中性点的深度与桩周土的压缩性和变形条件以及桩的持力层性质等因素有关，理论上应按桩周土沉降与桩沉降相等的条件计算确定，但是，由于桩在荷载作用下的沉降稳定历时、沉降速率等都与桩周围土的沉降情况不同。

一般来说，中性点的位置在初期随着桩的沉降增加而上下移动，当沉降趋于稳定时才会稳定在某一固定的深度处。

所以要准确确定中性点的位置比较困难，一般根据现场试验所得的经验数据近似加以确定，即以与桩周软弱土层下限深度比值的经验数据来确定。