桩基的负摩阻力计算在人工碎石填土地基中的应用
【doc】负摩阻力的概念与案例分析
负摩阻力的概念与案例分析第23卷第2期磅他鹭GEOLOGYOFSHAANXI2005年12月文章编号:1001--6996(2005)02--0101--07负摩阻力的概念与案例分析王建勋(1.中国地质大学资源学院,武汉430074;2.陕西省地矿局第三地质队,宝鸡721300)摘要:负摩阻力在岩土工程领域中占有重要的地位,在工程实践中特别是桩基工程中,负摩阻力日益受到重视.近几年全国注册土木工程师专业案例考试中不断有关于负摩阻力的试题出现,只有正确地理解负摩阻力的概念,深刻领会《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)的相关规定,明确负摩阻力产生的条件,掌握负摩阻力及下拉荷载的计算步骤,在注册考试中合理应用计算公式得到正确的结果.通过对三个关于负摩阻力案例的分析,明确了各种类型习题的关键所在,为以后的应试和工程实践打下良好的基础.关键词:负摩阻力;岩土工程;案例分析中图分类号:TU473.12文献标识码:B前言随着岩土工程的不断发展,负摩阻力在工程特别是桩基工程中受到广泛关注.近年来的注册土木工程师专业案例考试中不断有负摩阻力的试题出现,那么如何去理解负摩阻力,从而在工程实践和应试中加以应用呢?1负摩阻力的概念及理解1.1负摩阻力的概念《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)(以下简称《桩基规范》)定义如下:是指当桩周土体产生的沉降超过基桩的沉降,即桩周土体相对于基桩有向下的位移时,将产生负摩阻力.1.2负摩阻力的产生条件大体分为三种情况:第一种情况是指土体在自重或水的作用下产生竖向的固结压缩时,例如桩穿越厚度较大的松散填土(未固结或欠固结),自重湿陷性黄土(浸水饱和),欠固结土层进入相对硬土层时,将产生负摩阻力;第二种情况是指桩周存在软弱土层,且同时承受外部荷载(如地面大面积堆载)时,产生负摩阻力;第三种情况是指由于地下水位降低导致收稿日期:2OO5一O9一l2作者简介:王建勋,男,34岁,1995年毕业于西安地质学院水工系,主要从事岩土工程勘察工作.102陕西地质第23卷土体中有效应力增大,土体产生显着的附加沉降而产生负摩阻力. 1.3负摩阻力的计算与验算负摩阻力不但与桩身穿越的土体性质有关,还与桩型有密切的关系.摩擦型基桩由于基桩的竖向承载力主要由桩周土体的侧阻力来承担,而且只有当桩身有一定的位移时,土体的摩擦力才显现出来,因此土体相对于基桩有明显位移的可能性较小,桩侧土体移动,桩身亦随之向下移动,故《桩基规范》规定,对于摩擦型桩,当缺乏工程经验时,不用考虑负摩阻力产生的下拉荷载,仅把桩身计算中性点以上的土体侧阻力按零处理,然后进行基桩承载力验算;对于端承型基桩进行验算时,既要满足摩擦型基桩的验算条件,同时还应考虑负摩阻力引起的下拉荷载.1.4负摩阻力及下拉荷载标准值的计算公式单桩负摩阻力标准值:一?;降低地下水位时:=?地面有满布荷载时:一+?群桩中任一基桩的下拉荷载标准值:“一?U三?Z(5.2.16—5)一?/[\/q~’1-d)]公式及各符号意义见《桩基规范》.2负摩阻力及下拉荷载的计算步骤2.1确定桩周沉降变形土层下限深度首先要弄清楚的一件事就是桩周沉降变形土层下限深度,由于土层变形下限深度有深有浅,有时超过桩端深度,有时与桩端深度一致,较浅的还达不到桩端深度,但我们关心的是与桩身有关的下限深度,无论土层变形下限深度有多深,桩端深度以下的部分,不用去可虑它,所以就有三种情况,两种结果,第一种:桩周土层变形下限深度比桩端深度浅时,即<z(其中z.为桩周变形土层下限深度,z为桩长),此时取实际的变形下限深度;第二种:二者一致时,取z.一z;第三种:当桩周变形土层下限深度比桩端深度深时,仍然取z.一z.2.2确定桩身计算中心点深度(1).有实测数据时,以实测数据为准,一般情况下,可参照《桩基规范》表5.2.16—2取值.表5.2.16—2中性点深度表Tab.5.2.16—2Neutralpointdepth持力层性质粘性土,粉土中密以上砂砾石,卵石基岩中性点深度比0.5～O.60.7～O.8O.91.Ol/第2期王建勋:负摩阻力的概念与案例分析1032.3对桩周土体进行分层桩周土体分层是按土体性质变化处进行分层,为自然层,水位是当然的分层界线,分层时最重要的依据是重度,若重度变化不大,可笼统地按同一层处理. 2.4分层计算负摩阻力标准值这一步是计算的关键环节,按《桩基规范》给出的计算公式可知,是一个平均竖向有效应力,是按厚度计算的加权平均有效重度,而且仅是针对桩周土而言,也就是说,当桩顶距地表有一定距离时,计算平均有效重度不需要计算至地表,至桩项即可,而是从地表起算至第i层中点的深度.计算负摩阻力标准值时,很多参考书给出的计算方法也不尽相同,有些计算时从地表开始,有些计算时不进行平均,有些在该分层时不进行分层,对自重湿陷性黄土的负摩阻力标准值计算时,),;取天然重度,而未取饱和重度等等,这些算法都不够正确,需引起注意.2.5计算负摩阻力引起的下拉荷载标准值下拉荷载标准值的计算分两种情况,一是不用考虑群桩效应系数的情况,较简单,取珏一1即可;二是考虑群桩效应系数时,通过公式计算可得群桩效应系数rb,当计算的rb>1时,取=1.3案例分析3.1案例1计算过程及分析案例1:已知钢筋混凝土预制方桩边长为300mm,桩长为22IT1,桩顶人土深度为2IT1,桩端人土深度24IT1,场地地层条件见下表,当地下水位由0.5IT1下降至5IT1时,按《建筑桩基技术规范》计算单桩基础基桩由于负摩阻力引起的下拉荷载.(2002年度全国注册土木(岩土)工程师执业资格考试专业案例试卷下午卷第5题)表5.2.16—2场地地层条件表Tab.5.2.16-2Stratigraphyofthesite层序土层名称层底深度(m)厚度(m)天然重度7.(kN/m3)①填土l_2Ol_2Ol8.O②粉质粘土2.OOO.8Ol8.O④淤泥质粘土l2.OOlO.OOl7.O⑤一l粘土22.7010.70l8.O⑤一2粉砂28.8O6.1Ol9.O⑤一3粉质粘土35.3O6.5Ol8.5⑦一2粉砂40.004.702O.O(注:中性点深度比/f0粘性土为0.5,中密砂土为0.7.负摩阻力系数:饱和软土为0.2粘性土为0.3,砂土为0.4.)案例1计算过程陕西地质第23卷3.1.1确定桩周变形土体下限深度由地质条件可知,桩周土体为第④,⑤一1,⑤一2层,其中第⑤一2层为粉砂,其孔隙比较小,不产生负摩阻力,桩周变形土体下限深度为第⑤一1层层底深度,即为22.70m,桩周土体压缩层厚度即为z.一22.7O一2.0=20.70m.3.1.2确定中性点深度持力层为中密粉砂,中性点深度比取较小值0.7,即z/z.一0.7,则z一14.5m,中性点深度(从地表起算)为16.5m.3.1.3对桩周土体进行分层由于水位由0.5m降至5m,故5m深度为一个分层界线.第④层淤泥质粘土与第⑤一1层粘土分层深度12m为一个分层界线,即计算时可分为三层,2～5m,5～12m,12~16.5m.3.1.4分层计算负摩阻力标准值,亡r),深度2～5m:曲一?),i?Zl一0.2×17×(+2)一11.9kPa深度5~12m:_o.2X髯(+5)一18.19kPa深度12~16.5m:盛一嘶z3=0.3X盐×(+12)=41.55kPa3.1.5计算下拉荷载标准值因为是单桩,故取T)一1,则一?”,一1×0.3×4×(11.9×3+18.19×7+41.55×4.5)----420kN.3.1.6案例1计算结果分析整个计算过程中,关键还是负摩阻力标准值的计算,有些参考书在计算这一步时,重度的平均值是从地表开始起算的,即一士一17.4kN/m.一上星7_一11.33kN/m3一一10.42kN/m.这样计算结果为446kN,相差26kN,对结果影响还是比较大的,作为考试来说,选择的肯定是不同的结果,以本人的理解,前一种算法符合《桩基规范》规定,是比较合理的.3.2案例2计算过程及分析案例2:一钻孔灌注桩,桩径d一0.8m,l一10m.穿过软土层,桩端持力层为砾石.第2期王建勋:负摩阻力的概念与案例分析105地下水位在地面下1.5m,地下水位以上软粘土的天然重度,地下水位以下它的浮重度y一17.1kn/m..现在桩顶四周地面大面积填土,填土荷重P—i0kn/m,要求按《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)计算因填土对该单桩造成的负摩擦下拉荷载标准值(计算中负摩阻力系数取0.2).(2003年全国注册土木工程师(岩土)执业资格考试专业案例试卷上午卷第15题).案例2计算过程3.2.1确定桩周土体变形下限深度本题较简单,即为桩长z.一z—i0.3.2.2确定中性点深度由于桩端为砾石层,取z,./l.一O.9,则中性点深度为一9.0m.3.2.3对桩周土体进行分层由于水位为1.5m,故可分为两层,即O～1.5m,1.5～9.0m段.3.2.4分层计算负摩阻力标准值由于有地面堆载,选择式5.2.16—3进行计算,即:i—P+?深度O～1.5m:i—i0+17.1×一22.825kPa深度1.5～9.0m:一1o+卫星±l二巡×(+1.5)一66.525是Pa贝0:q一.?i一0.2×22.825—4.565kPa’q一?2—0.2×66.525—13.305kPa3.2.5计算下拉荷载标准值单桩取一1,则一’”q?z一1×2×3.14×0.4×(4.565×1.5+13.305×7.5)一268是N3.2.6案例2计算结果分析此题的关键和分歧在于要不要分层,水位要不要作为分层标志,若不分层还可这样计算:啦一.?:一?(户+7?)一0.2×(i0+×4.5)一ii.69kPn一3.14×0.8×11.69×9—264kN这也是一些参考书给出的计算过程,分层与不分层计算出的结果相差约4kN左右,之所以较小,是因为水位较浅的缘故,若水位较深时,结果相差就比较大,此题假设水位为5,桩长为20时,则两者计算结果相差为35kN,就是不可忽略的差别了,因为水位上下的土体有效重度相差较大,最好分层来计算比较切合实际.3.3案例3计算过程及分析案例3:在一自重湿陷性黄土场地上,采用人工挖孔端承型桩基础.考虑到黄土浸水后产生自重湿陷,对桩身会产生负摩阻力,已知桩顶位于地下 3.0,计算中性点位于桩顶下3.0陕西地质第23卷黄土的天然重度为l5.5kN/m.,含水量l2.5,孔隙比1.O6,在没有实测资料时,按现行《建筑桩基技术规范》(94—94)估算黄土对桩的负摩阻力标准值.(2003年全国注册土木工程师专业案例下午卷第3O题)3.3.1已知条件分析计算的关键是黄土的重度,自重湿陷性黄土产生负摩阻力的必要条件是浸水饱和,当浸水饱和时,才会湿陷,才会产生负摩阻力,故计算中使用的重度应该是饱和状态下的重度,而已知条件未直接给出饱和重度,需要计算.3.3.2饱和重度的计算黄土的饱和重度由两部分组成,即由土体的干重度和饱和状态下土体孑L隙中水的重度组成.土的干重度:)’d--一—13?78kN/m.土体孑L隙中水的重度,其中饱和度按S一O.85考虑,则:e7m一r’雨’p.q一0?85×xl×10:4?37kN/m.则:一13.78+4.37—18.15kN/m.3.3.3计算负摩阻力标准值由于是灌注桩,所以1:取小值0.2.q一.?;一??一0.2×l8.15×4.5—16.33kPa3.3.4案例3计算结果分析该题计算的关键是公式中的重度要用饱和重度,而非天然重度,很多人都忽略了计算饱和重度,得到了错误的结果.对于自重湿陷性黄土,这一点特别重要,天然状态下的黄土自重固结已经完成,只有当浸水饱和时才又发生附加固结下沉.这就是为什么在湿陷性黄土地区进行地基处理时,把防水放在重要位置的原因.4结束语正确理解负摩阻力的概念,才能在工程实践中合理估算负摩阻力产生的下拉荷载,在案例分析中通过正确的计算步骤才能得出正确的结果.全国注册土木工程师执业资格考试,O2--04年每年都有关于负摩阻力的试题出现,相信以后每年的考试还会有,这就要求每一位从事岩土工程的技术人员能全面地掌握它,当然考试并不是目的,重要的是我们在以后的工程实践中加以应用,避免由于事前未考虑负摩阻力而导致的不良后果,为社会为企业节约经费,减少损失.第2期王建勋:负摩阻力的概念与案例分析107[1]《建筑桩基技术规范》JGJIs].94～94[参考文献]NEGA TIVEFRICTIONANDANALYSISOFEXERCISESWANGJian-xunI,2(1?chinaUniVersity.fGeosciences,wuhan,Hubei430072;2.Geol0gica1TeamN..3,ShaanxiBureauofGeologyandMineralResources,Baoji72130OO)Abstract:NegatiV efrictionplacesanimporta ntroleingeotechnicsandithasbeenpaidatten—t:onncreasngyngeotechnicalengineering,especiallyinpilefoundationproje ct.Questionsautnegat1vefrictionareoftenpresentinthecasetestoftheregi strationtestforengineers ocIengmeermgUnlYcorrectunderstandingtheconceptionsofneg ativefrictionandreIe一anegulaionstohe”TechnicalCriterionsofArchitecturalPileFoundatt(JGJ94—94). makingclearoftheconditionsofnegativefrictionoccurre nceandthewaystocalculatenega—V erctonandpollingroads,couldthecorrectresultsbeobtainedb yproperusingcalculat—mgtormulaemtheregistrationtests. ThreeanalyticalsamplesofnegativefrictioninthisDa—perhavedemonstratedthekeystoanswervariousquestions.Keywords:negatiV efriction;geotechnica1engineering;exercises。
基桩负摩阻力的计算
基桩负摩阻力的计算岩土工程方楹1122090001摘要：分析了摩阻力与轴力的关系、负摩阻力产生的原因以及负摩阻力时桩的影响，论述了不同情况下负摩阻力的计算方法。
关键词：桩负摩擦阻力计算方法Negative Frictional Resistance For Calculation of Foundation Pile Abstract:This paper analyzes the relationship between frictional resistence force and axial force,exerting cause of negative frictional force and its influence pile. The calculation method of negative frictional force under different condition is described.Keywords:pile;negative frietional resistanee force:ealeulation;method1负摩阻力的产生桩在竖直的轴向荷载作用下，桩身横截面产生了轴向内力和位移，由此桩土之间就有了相对位移，于是土对桩侧产生了摩阻力，相应于桩尖的位移，则产生了对桩端的阻力。
通过桩侧摩阻力和桩端阻力，桩将荷载传给土体。
即桩侧总摩阻力和桩端阻力之和等于桩顶轴向荷载。
桩的荷载传递以及桩的位移，体现了桩在轴向荷载作用下的工作性能。
图1(b)为一根进行静载试验的桩，若在桩身中每隔一段距离埋设应力测量元件，当桩顶作用有轴向压力P时，根据量测结果，可画出桩身轴力的分布曲线，如图1(c)所示。
然后找出轴力分布曲线的函数式P(z)，这个曲线和函数P(z)表达了沿桩身深度:处的荷载传递关系，而摩阻力f(z)就是桩侧单位面积上的荷载传递量。
在桩身某一深度z 处取出长度为dz 的一小段桩体，其上下截面和侧面的受力情况如图1(a)所示，设桩的横截面周长为U ，根据该桩体单元体的平衡条件得:0)()()()(=--+z p z dP z P dz z Uf (1) 则dz z dP U z f )(1)(-= （2） 上式表示摩阻力与轴力的基本关系。
填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究
【主题】填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究【内容】1. 前言填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究，是土木工程领域一个重要且复杂的课题。
在实际工程中，桩基承载力的设计计算对工程的安全和稳定性至关重要。
对于填土场地桩基负侧摩阻力的设计计算方法进行深入研究，对于提高工程施工质量和保障工程安全具有重要意义。
2. 背景知识填土场地桩基负侧摩阻力是指桩身在负荷作用下与土体发生的摩擦阻力。
在桩基工程中，负侧摩阻力是桩基的重要承载力组成部分，其设计计算方法的准确与否直接影响着工程的安全性和经济性。
如何准确地计算填土场地桩基负侧摩阻力，一直是工程领域亟待解决的难题。
3. 试验研究为了解决填土场地桩基负侧摩阻力设计计算的难题，进行了一系列试验研究。
通过对不同填土场地条件下的桩基负侧摩阻力进行试验测定，并结合现代计算方法，对桩基负侧摩阻力的设计计算方法进行深入探讨与研究。
4. 结果分析试验研究结果表明，填土场地桩基负侧摩阻力的计算不仅受到填土场地条件的影响，还受到桩基形式、桩身尺寸等因素的影响。
在进行设计计算时，需要综合考虑各种因素，采用合理的计算方法进行计算，以得到更为准确的结果。
5. 个人观点我认为，填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法的试验研究对于工程领域具有重要意义。
通过深入研究和实验，不仅可以完善现有的设计计算方法，还可以为实际工程提供更可靠的技术支持，提高工程施工的安全性和稳定性。
【总结】填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究是一个复杂而重要的课题。
通过实验与分析，我们能够更深入地理解桩基负侧摩阻力的形成机理和计算方法，为工程施工提供更为可靠的技木支持。
让我们共同关注这一领域的研究，并为工程领域的发展做出更多的贡献。
【回顾性内容】- 填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究的重要性- 试验研究结果对现有设计计算方法的启示- 个人观点和期望至此，我们对填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究进行了全面的评估，并撰写了一篇深度和广度兼具的有价值文章，希望能为您提供满意的帮助。
软土地基桩基负摩阻力简化计算方法
软土地基桩基负摩阻力简化计算方法随着城市化的发展，建筑物的高度和质量不断提高，软土地基作为一种常见的基础类型，在建筑工程中得到了广泛应用。
而在针对软土地基的基础设计中，桩基扮演着非常重要的角色。
为了减少桩基工作量，许多工程师选择利用软土地基的负摩阻力来提高桩基承载力。
下面介绍一种适用于软土地基的桩基负摩阻力简化计算方法。
首先，我们需要了解什么是软土地基桩基负摩阻力及其作用。
软土地基较弱，传统的桩基承载力设计难以满足要求。
负摩阻力指的是桩身在沉降过程中，随着桩与土壤间的接触面积增大，产生的上反力。
对于深埋的桩基而言，负摩阻力是桩基承载力的重要组成部分。
因此，利用软土地基负摩阻力提高桩基承载力，可以有效减少总桩数，节约工程成本。
其次，我们需要掌握软土地基桩基负摩阻力计算的一般方法。
目前，常用的负摩阻力计算方法包括：综合法、分类法和简化法。
其中，综合法和分类法需要较为复杂的计算和实验数据，难以在实际工程中应用。
而简化法由于其具有计算简便、可靠性高等优点，成为了最常用的负摩阻力计算方法之一。
简化法的核心思路在于，通过人工挖掘的孔洞或者机械开挖的土壤样品来获取土性参数，进行合理的假定和简化，然后应用相关公式进行计算。
在软土地基桩基负摩阻力计算中，常用的简化法有下列两种：1. 等效固结厚度法这种方法的主要假设是，土层只在与桩壁接触的一定深度范围内发生变形，而桩身下面的土体则不发生变形。
将土层压缩变化量进行积分，得到该深度范围内等效固结厚度，根据等效固结厚度计算桩基负摩阻力。
2. 摩阻力系数法此方法假定土壤与桩壁之间存在一定的摩阻力，通过分析其与桩壁间封闭空气的作用关系，得到摩阻力系数，并根据相应的公式进行计算。
最后，需要指出的是，选择合适的方法和计算参数极为重要，尤其是在灰、黏土等非同质土壤中，简化法的可靠性和适用性可能会受到一定影响。
因此，在实际软土地基桩基负摩阻力计算中，需要综合考虑地质条件、桩基类型、土壤类型等因素，选择最合适的计算方法，并结合实验和现场观测数据进行合理调整。
浅析深厚填土中桩基础负摩阻力计算
36.8%文本复制检测报告单(全文对照)№:ADBD2013R_2012060414342420131014134611307508818554检测时间：2013-10-14 13:46:11检测文献：2013100018-浅析深厚填土中桩基础负摩阻力计算作者：浅析深厚填土中桩基础负摩阻力计算检测范围：中国学术期刊网络出版总库中国博士学位论文全文数据库/中国优秀硕士学位论文全文数据库中国重要会议论文全文数据库中国重要报纸全文数据库中国专利全文数据库互联网资源英文数据库(涵盖期刊、博硕、会议的英文数据以及德国Springer 、英国Taylor&Francis 期刊数据库等)互联网文档资源时间范围：1900-01-01至2013-06-04总文字复制比：去除引用文献复制比：12.7%去除本人已发表文献复制比：36.8%单篇最大文字复制比：26.2%重复字数： [ 1279 ]总字数： [ 3477 ]单篇最大重复字数：[ 912 ]总段落数： [ 1 ]前部重合字数：[ 1279 ]疑似段落最大重合字数：[ 1279 ]疑似段落数：[ 1 ]后部重合字数：[ 0 ]疑似段落最小重合字数： [ 1279 ]跨语言检测结果：0%指 标：剽窃观点自我剽窃一稿多投过度引用整体剽窃重复发表剽窃文字表述表格：1脚注与尾注：0（注释：无问题部分文字复制比部分引用部分）1.2013100018-浅析深厚填土中桩基础负摩阻力计算总字数：3477文字复制比：36.8%(1279)(0)1建筑桩基技术规范JGJ94-2008 - 豆丁网26.2%- 《互联网文档资源（ ）》- 2012-09-15是否引证：否2JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范（附条文说明、勘误表、11个附录） - 豆丁网25.3%- 《互联网文档资源（ ）》- 2012-10-05是否引证：否3建筑工程桩基施工规范-百度文库23.8%- 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c ）》- 2012-11-23是否引证：否4建筑桩基技术规范23.7%- 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c ）》- 2012-11-23是否引证：是5建筑工程桩基施工规范-百度文库23.6%- 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c ）》- 2012-11-23是否引证：否6建筑工程桩基施工规范[1]-百度文库23.6%- 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c ）》- 2012-11-23是否引证：否7桩基施工规范-百度文库23.4% - 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c）》- 2012-11-23是否引证：否8桩基施工规范-百度文库23.2% - 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c）》- 2012-08-26是否引证：否9《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008-百度文库23.1% - 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c）》- 2012-09-17是否引证：否10建筑桩基技术规范 JGJ94-2008-百度文库22.5% - 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c）》- 2012-09-21是否引证：否11桩基-百度文库22.3% - 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c）》- 2012-11-07是否引证：否12结合重庆地区几种特定条件下的桩基承载力分析20.9%潘微君(导师：梁波) - 《重庆交通大学硕士论文》- 2010-04-01是否引证：否13建筑桩基础技术规范-百度文库16.4% - 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c）》- 2012-09-21是否引证：否14浅谈桩的负摩阻力10.2%王彪;王佳; - 《山西建筑》- 2007-11-20是否引证：否15桩基础-百度文库9.1% - 《互联网文档资源（http://wenku.baidu.c）》- 2012-09-12是否引证：否16关于桩基负摩阻力的探讨8.9%李峰;罗尚君;刘方圆; - 《科技信息》- 2013-01-15是否引证：否17软土地基中桩土滑移性状研究8.7%黄洪超(导师：徐长节;蔡袁强) - 《浙江大学硕士论文》- 2007-05-01是否引证：否18负摩擦力作用下的桩基础8.3%张景魁(导师：吴培明) - 《西南交通大学硕士论文》- 2003-06-01是否引证：否19长东黄河一桥东引桥沉降原因初探8.0%田宏图; - 《山西建筑》- 2009-06-20是否引证：否20桩基础负摩阻力的防治措施研究7.5%曹玥;甄曦; - 《城市道桥与防洪》- 2012-07-15是否引证：否原文内容相似内容来源1此处有 354 字相似摩擦力的机理根据桩基理论可知，设置于地基中的桩，桩侧表面与土之间存在着摩擦阻力．作用于桩侧表面摩擦阻力的方向取决于桩与周围地基土之间的相对位移。
浅谈桩的负摩阻力及实际工程中的处理
浅谈桩的负摩阻力及实际工程中的处理[摘要]：负摩阻力是桩基础设计时常见的问题，本文从负摩阻力的产生机理出发，探讨了负摩阻力的计算方法，给出了减小负摩阻力的措施；并结合实际工程分析了桩与承台共同作用机理在负摩阻力桩基础工程中的适用范围。
[关键字]：负摩阻力桩与承台共同作用1 前言桩基础是目前采用广泛的一种软弱地基处理方式，其承载力由桩侧土的摩擦力和桩端反力共同构成。
但是在有些地质条件下，由于某些原因，当桩周土体的沉降量大于桩本身的沉降时，桩侧表面的一部分面积上将产生负摩阻力。
负摩阻力对桩产生下拉作用，致使桩基的荷载增加，变相的降低了桩的承载力，使其沉降加大，严重时会导致建筑物的损害或破坏，由于设计人员忽略了负摩阻力的影响从而引起的工程事故不在少数。
本文对桩的负摩阻力的产生条件及其特性进行分析，探讨了桩负摩阻力的计算方法。
正常情况下，计算桩基础的承载力时，假定上部荷载通过承台传递给桩，然后再传给地基，并不考虑承台底部土的承载作用。
但是，在某些地基土层中，往往在1m左右的根植土下有2-5m的粉质粘土硬壳层，再往下则是10几米甚至20几米的淤泥层。
在这些场地的工程中，一般是采用桩基础进行地基处理，但是由于负摩阻力的存在，正常桩长的单桩承载力往往比较小，布桩很密而且造价比较高；如采用表层换土后作浅层基础，由于硬壳层厚薄不均，填土厚度及质量均难以控制，容易使基础沉降过大或沉降不均匀，影响正常使用。
对于这类场地，由于采用的桩基一般是摩擦型桩，桩与桩间土的变形是相互影响的，桩间土具有一定的承载力，而承台承担的荷载将是可观的。
因此本人认为，在这样的工程中，考虑桩与承台共同工作承担上部荷载是安全合理的，而且具有可观的经济效益。
2 负摩阻力产生机理、特性及其对桩基的影响分析布置在土体里的桩，正常情况下由于上部荷载的作用，桩的沉降速率（或沉降量）大于桩周土的沉降速率（或沉降量），桩周土对桩的侧表面产生向上的摩擦阻力，称之为正摩阻力；反之，当由于以下几种情况：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2）桩周存在软弱土层，临近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载3）由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降4）冻土融化使得桩周土的沉降速率（或沉降量）大于桩的沉降速率（或沉降量）时，桩周土将对桩产生向下的摩阻力，称之为负摩阻力。
基桩负摩阻力的计算过程及工程应用探讨
94-2008）5.4.4 条 第 1 款 规 定，
=
=70+0.5×
=70+0.5×（18-10）×8=102Kpa ；
=
=70+
+0.5×
×8+0.5×（20-10）×7=169Kpa ；
=70+（18-10）
由规范式 (5.4.4-1) 可知：
；故取
。
由规范式 (5.4.4-3)，取
（单桩基础），
五、基桩负摩阻力参考算例 某端承桩，采用泥浆护壁灌注桩，桩径 1000mm， 桩 长 16m， 桩 周 土 性 参 数 如 图 3 所 示， 已 知 黏 土 ξn=0.25，粉土 ξn=0.30，当地面大面积堆在为 70Kpa 时， 试算由于负摩阻力产生的下拉荷载为多少。 首先应确定计算中性点所在的位置，取 ln/l0=1.0， ln=1.0l0=1.0×（8+7）=15m。 其 次 确 定 ：由《 建 筑 桩 基 技 术 规 范 》（JGJ
192
技术应用
图2 桩基负摩阻力示意图
图3 桩周土层参数示意图
四、减小桩基负摩阻力的措施 工程的质量以及安全储备是极其重要的。在实际工程 设计以及现场基础施工中，应当采取有效的措施，减小或 消除桩侧负摩阻力产生的不利影响。根据已知的工程经验， 本文总结了以下几种消除负摩阻力的典型方法 ： （1）夯实法 ：在工程桩施工之前，应先对新近的填 土进行地基处理，采用预压夯实，从而降低土的压缩性， 待实测土的沉降基本达到稳定，再进行后续桩基础的施工。 但是此种方法需要的时间周期比较长。 （2）地基处理法 ：通过一系列的地基处理方式，对 产生负摩阻力的桩侧土层进行加固处理，消减其产生的负 摩阻力，从而提高桩基的承载力。主要的方式有深层搅拌 桩、强夯、挤密土桩等办法，降低浅层地基土压缩性，较 小其沉降量，从达到减少负摩阻力的效果。 （3）缩小桩径法 ：在承载力满足设计要求的前提下， 尽量缩小桩的直径，从而减小每根桩所承受的负摩阻力。 （4）桩身处理法 ：通过对桩身进行技术处理，如使 用套管桩，或者桩与套管之间涂满润滑油 ；从而降低桩土 之间的摩擦，使得桩侧负摩阻力变小，这种处理工艺操作 起来比较简单，而且效果比较显著，安全可靠，在目前的 应用也是最广泛的。
桩基负摩阻力计算方法简析及应用
桩基负摩阻力计算方法简析及应用桩基负摩阻力计算方法简析及应用摘要：目前用于计算单桩负摩阻力及确定中性点位置的常用方法有：极限分析法、荷载传递法、弹性或弹塑性理论法、剪切位移法和数值分析法等。
以往对中性点、下拉荷载以及桩基沉降问题的研究均建立在桩周土固结沉降基础之上，而对桩周土在负摩阻力中的发挥程度及方式仍未完全清楚，目前各规范计算负摩阻力时均采用极限值进行估算，使计算的下拉荷载值偏大，对于工程偏安全但不经济，如何准确计算下拉荷载是以后研究的重点。
关键词：桩基负摩阻力；中性点；下拉荷载；桩基沉降1、前言当桩与桩周土有相对位移或者有相对运动的趋势时，两者就会产生力的作用。
通常，桩体的沉降量大于桩周土的沉降量，此时摩阻力为正，桩正常承担上部结构传来的荷载。
而建筑桩基规范 5.4.2条，当桩周土的沉降量大于桩体的沉降量，此时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拉力。
下拉力作用于桩体上，易造成桩基的不均匀沉降，导致承台应力集中，进而发生剪切破坏，对工程极为不利，在计算单桩承载力时应予以高度重视。
2、单桩负摩阻力计算：现就我国《建筑桩基技术规范》JGJ-2008推荐使用的极限分析法予以简要论述。
2.1桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，当缺乏可参照的工程经验时，单桩负摩阻力标准值可按如下公式验算：2.1.1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：。
此时认为摩擦型桩中性点以上既无正摩阻力又无负摩阻力。
2.1.2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，可按下式验算基桩承载力：2.2桩侧负摩阻力及其下拉荷载可按下列规定计算：4、结语（1）负摩阻力对上部结构的稳定极为不利，减小和消除负摩阻力就尤为重要。
通常在中性点以上的桩侧表面涂上特种涂料，这是现在减低负摩擦力的最有效的方法。
也可以对高压缩地基在桩基施工前进行强夯、预压固结等处理方法。
（2）中性点位置的确定与桩端土性质、桩周土层压缩性等有关，而且其是一个动态变化值，值得进一步探究。
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）。
软土地基桩基负摩阻力简化计算方法
软土地基桩基负摩阻力简化计算方法胥为捷【摘要】负摩阻力的计算是桩基工程设计中最重要的问题之一.由于港口及配套工程大多处于港湾滩涂或吹填区域,土层中存在较厚的软弱层(如淤泥质土、淤泥等),场地内分布的软弱土层厚度大且大多尚未完成固结,因此设计中需要考虑负摩阻力及下拉荷载对桩基承载力的影响.目前,国内相关规范中虽然提出了桩基负摩阻力的计算公式,但规范相关条款却有待完善.基于国内外文献及工程实际,首先分析了软土地基中桩基负摩阻力产生的原因与危害,然后结合国内规范提出了桩基负摩阻力及下拉荷载的简化计算方法,最后总结了减少桩基负摩阻力的工程优化措施,并对以后的研究提出了展望.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2011(000)011【总页数】5页(P222-226)【关键词】软土地基;桩基工程;负摩阻力;下拉荷载;简化计算方法;优化措施【作者】胥为捷【作者单位】中交第三航务工程勘察设计院有限公司,上海200032【正文语种】中文【中图分类】TU447桩基础作为一种传统的地基处理方法已经广泛运用于土木工程建设中。
通常桩的承载力由桩身与桩周土的摩阻力和桩端的端承力两部分组成。
桩基摩阻力又可分为两种：当桩相对于土体产生向下的位移时，土体对桩产生支撑作用，为正摩阻力；反之则土体对桩产生下拉作用，为负摩阻力。
正、负摩阻力的分界点称为“中性点”。
负摩阻力及其产生的下拉荷载作用在桩身，降低了桩的承载力，增加了桩身的附加荷载，可能会造成桩身破坏、桩端地基屈服或破坏以及增加桩基的不均匀沉降等不利后果[1]。
软土地基是一种软弱地基，其具有“三高三低”的基本特性，即高含水量、高孔隙比、高压缩性和低强度、低渗透性、低固结系数[2]。
目前，港口及配套工程的工程地质多为港湾滩涂或吹填区域，场地内存在较厚的软弱层（如淤泥质土、淤泥等）。
这些工程场地内分布的软弱土层厚度大且大多尚未完成固结，设计中需要考虑负摩阻力及下拉荷载对桩基承载力的影响。
桩基设计中桩侧土的负摩阻力问题
桩基设计中桩侧土的负摩阻力问题方根男【摘要】介绍桩基设计中桩侧负摩阻力的产生条件以及负摩阻力的计算方法.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2006(000)003【总页数】3页(P63-65)【关键词】铁路桥涵;桩基;设计;负摩阻力【作者】方根男【作者单位】铁道第三勘察设计院桥梁处,天津,300142【正文语种】中文【中图分类】U443.1《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5—2005)6.2.7条规定，位于湿陷性黄土和软土地基中的桩基础，当土壤可能出现湿陷或固结下沉时应考虑桩侧的负摩阻力的作用。
本文参考有关文献，阐述产生负摩阻力的条件以及如何计算负摩阻力，供读者在设计中参考。
1 桩侧产生负摩阻力的条件桩侧摩阻力是通过桩与桩周土的相对位移而产生的。
一般情况基桩受到设计荷载时会产生下沉，桩周土阻止桩下沉的摩阻力叫做桩侧正摩阻力，简称桩侧摩阻力。
当桩周的土因沉陷或固结产生大于桩身的沉降，桩侧摩阻力由阻止桩下沉变成拽着桩下沉的力，这就是桩侧负摩阻力。
《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)5.2.14条明确规定：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，应考虑桩侧负摩阻力。
(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，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。
从上述条件看，并非所有软土或湿陷性黄土都会产生负摩阻力，只有桩周土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时才会产生负摩阻力。
2 桩侧负摩阻力的计算2.1 确定中性点的位置在可能出现较大沉降的软土或湿陷性黄土地区的基桩应穿越软弱土层进入相对较硬的土层，在软弱土层上部土的沉降量大于桩的沉降量，因而产生负摩阻力。
而在软弱土层的下部因有较硬土层的承托，土的沉降量小于桩的沉降量，产生正摩阻力。
厚填土地区桩基负摩阻计算及案例分析
1 土挤密桩的优势 回填土场地由于回填工艺和施工时间的不同，回填效果
（5.4.4-5）
也会有一定的差别，因而填土孔隙比、固结度等物理力学性质
差异较大。一般处理方法有强夯、挤密桩、桩基等方式。采用 强夯时由于填土厚度不均匀，而夯击能一定，就会产生局部层 底处理不到位，容易产生不均匀沉降；采用桩基时，填土沉降 会引起负摩阻力，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现象，因此，厚填土场基桩设计使 用过程中要考虑由填土沉降引起的负摩阻力，成本增加显著。
192 建筑与装饰2021年6月上
Construction & Decoration
建筑技术
相比较取小值。 计算时根据土层性质和厚度不同，如深厚填土区下拉荷
载较大，在计算负摩阻时应控制不大于该土层的正摩阻力标准 值。本工程勘察单位提供的正摩阻力极限值为40，则下拉荷载 为按40计算得出的标准值。其他参数由地勘报告提供[2]。
2 负摩阻力的计算及消除
四，采取“抗”的措施，即是在桩基础承载力设计时，考虑负
根据桩基规范5.4条的相应规定：
摩阻力作为下拉荷载的一部分，来进行桩基础设计。第五，先
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 期采用挤土桩、强夯等地基处理处理方法，将松散填土处理密
可按下列规定计算：
经过多年工程实践，结合项目工程实例，提出土挤密桩处 理方法，并给出设计、施工、检测等具体要求。
下水降低时：
σ
' i
=
σ
' γ
i
当地面分布大面积荷载时：
σ
' i
=
p
+
σ
' γ
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。
桩基负摩擦力的分析及相应处理措施
桩基负摩擦力的分析及相应处理措施作者：郝东强来源：《城市建设理论研究》2012年第35期摘要：桩基负摩擦力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩，因此，负摩擦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。
容许承载力和设计桩基础时应该重视桩的负摩擦力的问题。
本文通过对桩基负摩擦力的产生条件及其特性进行分析研究，给出典型的计算方法，并根据实际情况提出相应的处理方法和防范措施。
关键词：负摩擦力中性点有效应力法中图分类号：TU473.1 文献标识码：A 文章编号：1 引言在正常情况下，桩穿过软弱土层支撑在坚硬土层上的桩，一般说来桩受荷载作用后，地基土对桩的侧阻力是向上作用的。
但当软弱土层由于某种原因而发生地面沉降时，桩周土体对桩身产生相对的向下位移，这就使桩身承受向下作用的摩擦力，软弱土层通过作用在桩上的向下作用的摩擦力而悬挂在桩身上。
这部分摩擦力不但不是桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外加荷载。
这种由于地面沉降引起的在桩上向下的摩擦力，称为负表面摩擦力。
在桩的下沉比地基下沉量大的部分（桩的下部），桩身上仍为向上作用的正摩擦力，正、负摩擦力变换处的位置，称为中性点。
桩的负摩擦力问题，近年来在国内外普遍受到重视。
由于未注意到负摩擦力问题，也造成过一些工程事故。
因此在实际的工程设计时，应该充分考虑桩的负摩擦力的影响。
本文对桩的负摩擦力的产生条件及计算方法做了分析，并提出相应的处理方法和防范措施。
2 负摩擦力的产生（a）（b）（c）（d）图1 单桩产生负摩擦力时的荷载传递（a）单桩；（b）位移曲线；1-土层竖向位移曲线；2-桩的截面位移曲线；（c）桩侧摩擦力分布曲线；（d）桩身轴力分布曲线桩侧负摩擦力的产生主要是由于桩土之间相对位移的方向，在土层相对于桩侧向下位移时，产生于桩侧的向下的摩擦力。
产生负摩擦力的情况有多种情况：（1）在未固结的软土或新填土上，由于土层的自重固结而产生。
（2）由于大面积地面荷载所造成。
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。
填土场地桩基负侧摩阻力设计计算方法试验研究_康景文
深度；lnmax 为最大负摩阻深度；ln 为中性点深度）。
侧摩阻力/kPa
表 2 测桩量测断面及钢筋计数量统计表 Table 2 Statistics of test pile measuring section and reinforcement meters quantity
桩帽 400 mm
场区所在区域属新华夏系，川中褶皱带威远辐 射状构造东北翼， 场区微构造不发育， 未发现断层、 褶皱等构造。场区内地层倾角平缓，地层总体倾向 东北方向，倾角为 1 ～2 。填筑后勘察所揭露的深 度内，场地地层可分 4 层 ： （1）填土层(Q4ml)：以回填黏土、砂岩块体为 主，局部趋于回填，有建筑垃圾、淤泥质土，填土 厚度为 1.5～28.2 m。 （2）淤泥质粉质黏土层 (Q4pl+dl)：流塑～软塑 状态，含有机质，为原古河道、池塘淤积形成，场 地内局部分布，厚度为 1.1～6.8 m。 （3）黏土层 (Q4pl+dl) ：软塑～可塑状态，场地 内局部分布，厚度为 1.1～12.1 m。 （4）基岩层(J2s2)：其中强风化砂岩岩芯破碎， 为极软岩，裂隙发育，厚度为 0.6～14.0 m；中等风 化砂岩裂隙较发育，结构面结合一般，勘察时未揭 穿。
表 1 测桩基本信息 Table 1 Basic information of test pile
图 1 场地地貌 Fig.1 Site topography
桩 号 1# 2# 3
#
桩侧土层(非岩)厚度/m 填土 21.5 25.5 23.8 13.8 16.3 15.0 15.5 19.6 淤泥质粉 质黏土 0.0 0.0 0.0 0.0 1.6 2.0 6.8 5.5 黏土 0.0 0.0 0.0 0.0 10.4 11.5 5.2 0.0
浅析桩基负摩阻力及其计算
第6期（总第206期)地基工程国浅析桩基负摩阻力及其计算刘志春(中建海峡建设发展有限公司建筑规划设计研究院，福建福州350001)摘要桩基础设计时，为了避免桩端地基出现屈服破坏、桩身破坏及结构物不均匀沉降，就必须要充分考虑负摩 阻力。
结合负摩阻力的相关理论，主要研究了桩基负摩阻力产生的原因及其计算的影响因素，最后结合具体实例，对相 关负摩阻力进行了验算，并提出了减小负摩阻力的方法。
关键词桩基；负摩阻力；计算0引言桩基础由于良好的受荷特性而被应用到各种重要工程，但随着桩基础应用的普遍化，如果设计时不考虑桩基负摩阻 力的影响，很容易导致建筑物不均匀沉降，再加上目前我国 对于负摩阻力的机理及其影响因素的研究还不够全面，如粧 顶荷载作用的影响考虑较少，桩身强度的验算安全系数相对 偏小等。
因此，正确评价负摩阻力桩基实际的承载能力，准确 计算桩基的负摩阻力就有着重要的现实意义。
1桩基负摩阻力分析1.1负摩阻力的基本理论桩的负摩阻力概况来说是指当桩周围土体产生了超过 桩身沉降的下沉时,作用于桩身向下的侧摩阻力。
由此可以 看出桩的负摩阻力产生的直接原因就是桩身和土体之间的 相对位移。
力的方向主要取决于桩身截面沉降量和桩侧土体 沉降量的大小关系，若桩侧土体沉降量较大,则桩身承受着 负摩阻力，桩侧土体相当于给桩基施加一部分附減载;反 之则摩阻力方向向上，桩身承受正摩阻力，桩侧土体会承 担一部分桩身荷载[1]。
根据受荷载情况的不同,桩基础可分为摩雛和端承桩 两种。
而负摩阻力对两种类型桩基础的影响也不相同。
当桩 基为摩擦桩时，负摩阻力一般会存在中性点,也即是桩身和 土体间的相对位移和侧摩阻力均为零,此时桩身轴力处于最 大值，桩身也同时处于最危险的部位;当桩基为端雜时，则 负摩阻力会覆盖整个桩身，此时几乎不存在中性点,如果有 则一般位于桩身的底部，具体如图1所示。
对于中性点来说，影响其位置深度的因素较多，主要有：⑴桩底持力层的刚度。
桩基负摩阻力问题及其工程应用
桩 基础 承 载力 由桩侧 阻 力和 桩端 阻力 共 同提供 ， 基
本公式表达为 Ｑ 一 ＋Ｑ 。其 中桩基侧摩阻力可分 坤 为 正摩 阻 力 和负 摩 阻力 ， 者 对 工 程 的影 响效 应 相 反 ， 二 桩 基 负摩 阻力 分 析原 理 图见 图 １ 。工程 实 践 中 ， 由于对 桩 基 的 负摩 阻力 作 用 考 虑不 周 或 对 其 影 响 估 计 不 足 等 原 因 ， 工程 带 来诸 多 不利 后果 。表 现 为勘察 阶段对 场 给 地 的认识 不 足 ， 报告 中针 对 性 评 价 深 度 不够 ， 计 阶 段 设 未 引起 重视 ， 只考 虑 了地 基 土 层 的正 阻 力 ， 忽 视 了场 而 地由于新近填土、 地下水位下降等原因导致 的固结沉降 而产 生 的 负阻 力 （ 下拉 阻力 ） 最终增 加 桩基 的额 外 附加 ， 荷 载 引起 建筑 物基 础 产 生 沉 降 ， 上 部 结 构 出现 开 裂 、 使 倾 斜 和渗 水 等工程 问题 。 １ 负摩 阻 力产 生 的原 因 地基 中 的桩 身 ， 其桩 周 与 土层存 在握 裹 力和摩 擦 作 用力 ， 用 在桩 周表 面 的力 矩方 向取 决 于桩 与周 围地 基 作 土之 间的相 对 位移 。在正 常 的情况 下 ， 桩顶 受竖 向荷载 作 用 下沉 ， 地基 土相 对 桩身 上行 ， 供正 向摩 阻 力 ， 提 即桩 的下 沉位 移 量小 于 桩周 土 体 的下 沉位移 量 ， 瞬间 下沉 而 量差 表 现 为下 沉 的相 对速 率差 ， 状况 下地 基 土对 桩起 该 支 承作用 ； 之 ， 基 土 对 桩 起 下 拉 作 用 ， 为 负 摩 阻 反 地 即 力 。考究 桩 负摩 阻 力产 生 的原 因有 很 多 ， 主要原 因有 ：
深厚杂填土地基中桩基础负摩阻力问题
深厚杂填土地基中桩基础负摩阻力问题
丁建平;刘祚民
【期刊名称】《低温建筑技术》
【年(卷),期】2002(000)004
【摘要】当桩基础穿过深厚杂填土层时,杂填土对桩基产生的负摩擦力是必须考虑的问题.如果考虑的不周到,带来的后果是不堪设想的.本文介绍了在工程中遇到的具体问题的处理方法与同行商榷.
【总页数】1页(P76-76)
【作者】丁建平;刘祚民
【作者单位】黑龙江省寒地建筑科学研究院,哈尔滨,150080;黑龙江省寒地建筑科学研究院,哈尔滨,150080
【正文语种】中文
【中图分类】TU473
【相关文献】
1.深厚填土中桩基负摩阻力问题的探讨 [J], 林盈盈
2.填土地基中桩侧负摩阻力计算方法 [J], 尹明干
3.CFG桩复合地基中桩体模量对负摩阻力的影响 [J], 刘有录;李少和
4.浅述桥梁桩基设计中桩侧土的负摩阻力问题及湿陷性黄土地区桥梁的桩基设计[J], 马辰罡
5.深厚软土地基超载预压对桥梁桩基负摩阻力的影响 [J], 宫玉明; 张超; 尹利华
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桩基的负摩阻力计算在人工碎石填土地基中的应用摘要:我国是一个多山的国家,在山区丘陵地区进行房屋建设,必然会存在开山平地,产生大量的人工碎石填土,在有些边远县区,碎石土回填没有按标准规范进行分层碾压,导致大量的近期形成的松散碎石土,碎石土的厚度因地形地貌的变化而变化,没有一定的规律,这给勘察工作带来了不少的麻烦,当采用桩基处理时,周围松散的碎石填土会对其产生负摩阻力,本文通过一个实例来探讨松散碎石填土地区桩基负摩阻力计算应用问题。
关键词:负摩阻力计算碎石填土应用
某丘陵地区房屋工程勘察时,遇到了深厚14 m多的人工碎石填土,人工碎石填土属于随意性填筑,没有进行分层碾压,房屋的上部结构荷载较大,准备采用桩基基础,由于深厚松散填土会对桩基产生下拉荷载的原因,必须对桩周的素填土进行负摩阻力演算,确保工程安全可靠。
1 人工素填土地质描述
某工程①层素填土成分主要为碎石填土及部分建筑砖块,杂色,干～稍湿,松散,物质组成不均匀,浅部呈紫红色,由碎石、块石、角砾、砂土、粉土、粘性土等混合而成。
以碎、块石为骨架颗粒,含量35%～80%,碎石粒径一般2～20 cm,块石直径20～60 cm,少量可达150 cm左右。
角砾含量10%～20%,粒径0.2～2 cm。
角砾、碎石、块石母岩多为泥岩、泥质粉砂岩,少量为砾岩、凝灰岩,强～中等风化。
空隙充填
物为砂土、粉土及粘性土。
堆填时间较短,一般在5～10年,未完成自重固结,大部分孔底含0.70～1.00 m灰褐色的耕植土。
2 典型工程地质剖面
据钻探揭露及相关资料结合野外地质调查综合分析,某建设场地岩土层,在本次岩土工程勘察勘探深度范围内,按其岩性、成因类型及工程性能划分为三大工程地质层:
①层素填土,②-1层强风化泥质粉砂岩,②-2层:中等风化泥质粉砂岩其地层结构。
3 单桩竖向承载力的特征值估算
现以ZK5孔为例进行单桩承载力估算,设桩径d=0.8 m,桩端嵌入②-2层中等风化泥质粉砂岩深度hr为1 d(d为设计桩径),强分化层侧阻力为140 kPa;岩石饱和单轴抗压强度标准值为16200 kPa;计算过程及结果如下。
嵌岩桩单桩竖向承载力的估算可按《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中的第5.3.9条公式(5.2.2)、(5.3.9-1)、(5.3.9-2)、(5.3.9-3)进行,估算如下:
Qrk=ζr frk Ap=0.95×16200×3.14×0.8×0.8×0.25=7731.94(kN);
Quk=Qsk+Qrk=1441.89+7731.94= 9173.83(kN);
所以单桩竖向承载力的特征值为:
式中:Quk为单桩竖向极限承载力标准值(kN);
Qsk、Qrk为分别为土的总极限侧阻力标准值、嵌岩段总极限阻力标准值;
qsik为桩周第i层土的极限侧阻力(kPa);
u为桩身周长(m);
frk为岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa);
ζr为桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数,可按规范中表5.3.9采用;
A为桩端面积。
4 负摩阻力计算
本工程计算负摩阻力参数的确定为:不考虑群桩效应的影响,以基
岩为持力层,以钻孔ZK5为例,计算如下。
4.1 中性点深度Ln确定
根据持力层的性质,查桩基规范表5.4.4-2中心点深度比Ln/Lo=1得出,中性点深度为Ln=14.5 m;(其中Ln、Lo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。
)
4.2 中性点以上桩周负摩阻力标准值计算
规范中无人工填土(主要成分为碎石)的负摩阻力系数,考虑到安全性问题,在这里人工素填土的负摩阻力系数ζn按砂土取表5.4.4-1中较大值0.50考虑,场地中碎石土重度按19 kN/m3考虑,场地中无大面积荷载按公式5.4.4-2计算如下:
σ’i=σ’ri=re△Ze+(1/2)ri△Zi=(1/2)×19×14.5=137.75(kPa)
qnsi=ζnσ’i=0.5×137.75=68.875 (kPa)
σ’i为桩周第i层土平均竖向有效应力;
qnsi为第i层土桩侧负摩阻力标准值;
ri、re为分别为第i计算土层及其上第e土层重度;
△Zi、△Ze为第i层、第e层土的重度。
4.3 基桩下拉荷载计算
单桩按不考虑群桩效应计算ηn取1,设计桩径d=0.8 m,基桩下拉荷载按下式计算:
5 桩基承载力验算
对于端承型桩,由于人工素填土不均匀,松散,应将土层的下拉荷载计入附加荷载演算桩基沉降,且满足以下两公式:
NK≤Ra
NK+Qng≤Ra
NK≤Ra-Qng=4586.92-2508.7= 2078.22(kN)
6 结论
(1)填土地区房屋设计时,除考虑上部结构外,还应考虑填土沉降引起的对桩基的下拉荷载,确定单桩的数量,以满足上部荷载的要求。
(2)桩基负摩阻力是个复杂的问题,到目前为止,与桩基负摩阻力直接相关的诸多理论问题,都还未能得出满意的解答。
针对这一现状,本工程人工素填土(以碎石为主)的负摩阻力系数按砂土取较大值0.5计算,偏于安全,仅供类似工程参考。
参考文献
[1]JGJ79-2002.建筑地基处理技术规范[S].
[2]JGJ94-2008.建筑桩基技术规范[S].
[3]龚晓南.地基处理手册(第三版),2008.
[4]工程地质手册(第四版).。