软土地区桩基础负摩阻力计算
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）。
浅谈桩基负摩阻力的计算方法及中性点位置的选择
图３ 桩 身轴力计算值与 实测结果比较
四川建 筑
第３ ３卷 ４期
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由图 ２可以看出 ， 实测与计算 的土体沉 降量基本 吻合 。 但 由图 ３的曲线我们得知 ， 理论 计算 的轴 力 比实 际计 算 的轴力普遍都大。其原因可能是因为在理 论计算 时 ， 负摩 阻 力的作用考虑 的相对较大 ， 偏 于保守 ， 而在 实际 的工 程 中， 负 摩阻力并没有象理 论 中那样 充分发 挥。在 图 ３中实际计算
［ 作者 简介 ］ 顾云佳 ， 男， 硕士研究生 ， 主要研 究方 向为钢 筋混凝土 结构设计 与抗震性 能研 究。
（ １ ） 桩基 的承载能力 由侧摩 阻力 和桩端 承载力 组成 ， 而 负摩阻力 的产生 不但无 法成为桩基承载力 的一部分 ， 反而会
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四川建筑
第３ ３卷 ４期
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阻 力 的 反 演 分 析 法 将 逐 步 走 向成 熟 并 被 加 以 应 用 。 而 在 大
的中性点位置应该是在 １ ６ ｍ 附近 ， 根据 荷载 传递 法计算 得
出的中性点位置大概 是在 １ ４—１ ５ ｍ之 间 ， 略 高于 实际 的 中
，
性点 。而用 的估 算法 ， 我们得 出 中性点 位置 大概 是在 １ ９
摩 阻力计算模型 来模拟 桩土界 面 的滑 移对 负摩阻 力的影 响并 进行分析 。这方法 的好 处是 能 同时考 虑桩 基负 摩阻 力 的各 种因素 ， 得 出的结论较 为精确 。不过 因为条件 限制等原
淤 泥 夹 砂
淤 泥 中砂
８ ＿ ９ ５～１ １ ． ４ ５
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。
软土地区桩基础负摩阻力计算
ｌｎ＝βｌ 式中： ｌ ： 为可压缩层深度（ｍ）； β： 为中性点的相对深度系数。国内外根据许 多实测资料得到 β 的经验值。对于摩擦桩， β 一 般取 ０．７８～０．８０。
三、单桩负摩阻力的计算方法
确定单桩负摩阻力大小有两种方法， 即现场试 验测定和理论计算的办法。
对大型重要工程或有条件进行现场试验的工 程， 常采用现场试验确定负摩阻力大小。试验时桩 的类型、施工方法及桩的长度和直径应与工程实 际相吻合。测负摩阻力常采用悬挂法， 即在稳定地 基上设置桩座， 桩座上固定一刚性较大的钢梁， 将 试桩悬挂于钢梁上， 通过安装在固定于钢梁之上 承力架下的测力计， 求地基土层下沉时对桩体产 生的下拉荷载， 用所测得荷载除以桩的侧面积， 可 得到单位面积上负摩阻力的平均值。
ｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓｔｅｅｌ Ｐｉｌｅ ｔｏ Ｒ ｏｃｋ ｄｕｅ ｔｏ Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｌａｙ， Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ ６ｔｈ ＩＣＳＭＦＥ，１９６５，ＶＯＬ．１１， ｐ．２６１～２６４． ［ ４］ 顾 晓 鲁 ． 地 基 与 基 础［ Ｍ］ ． 北 京 ：中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， １９９３． ［ ５］ 马 时 冬．桩 身 负 摩 阻 力 的 现 场 测 试 与 研 究［ Ｊ］ ．岩 土 力 学， １９９７．
１９８５．
１６３
３． 地面堆载： 堆 载越重、堆载 面积越大 ， 则 中 性点越深。
４． 降水幅度： 桩周土中地下水下降的幅度和 范围越大， 则中性点越深。
（ 二） 中性点位置的确定的实测方法 １． 通过量测桩各截面及可压缩土层在深度方 向的位移或沉降， 做出不同时间的桩土竖向位移 图 ， 图 中 桩 土 位 移 相 等 、位 移 曲 线 相 交 处 的 深 度 ， 即为中性点深度 。 ２． 通过埋设在桩身内的应力计， 量测桩身不 同深度处各截面的应力， 计算并绘出桩的轴向力 随其深度的变化曲线， 则桩身最大轴力处即为中 性点深度。 ３． 通过量测和计算， 得出桩的负摩擦力分布 曲线。桩侧摩擦力由负变正的转折点， 即为中性点 的位置。 中性点位置的确定的实测方法虽然可以得到 精确解， 但是该方法实际操作起来过于复杂， 只适 用于大型复杂工程， 对于中小型工程不够经济。根 据国内外相关实验的数据可以得出中性点的估算 方法， 对工程实践提供参考。 日本远藤等人对穿过深厚粉质黏土及粉土冲 击 层 的 四 根 钢 管 桩 进 行 的 实 测 （包 括 开 口 桩 和 闭 口 桩）表明， 在该土质条件下， 中性点深度都在（０．７３～ ０．７８） （ 为 桩 在 固 结 土 层 内 的 长 度）的 狭 小 范 围 内。当有地面堆载时， 中性点的深度取决于堆载的 大小， 堆载越大则中性点越深。例如上海宝钢某工 程， 根据实测地基沉降推算 ７１ｍ 长桩， 当荷载由 ２．７ｔ／ｍ２ 增值为 ８ｔ／ｍ２ 时， 中性点深度将由 － １６ｍ 变 为 － ６０ｍ， 即相当于（０．２２～０．８５） 。国内曾对 穿过 自重湿陷性黄土而落于非湿陷性土层的、长 １０ｍ 的人工挖土灌注桩进行浸水试验 ， 测得浸水 ４０ 天 时 中 性 点 深 度 为 （０．７４ ～０．９） ； ４６ 天 后 稳 定 于 ０．９ ； 而支撑于不可压缩土层（如基岩或密实卵石 层）时， ＝ 。软土中的端承桩试验也表明， ｌｎ＝ 即不 存在中性点。 由此可用下式估算中性点的深度： １６２
浅述桥梁桩基负摩阻力的计算
其中 ， 为第 ｉ 层土体 的负摩 擦力 ，Ｐ ； 为第 ｉ 土体 的 ｋ ａｈ 层
厚 度 ， 为桩 长 ， ｍ； ｍ。
态 。一般说来 ， 桩侧 土与桩 的粘着力 和桩表面负摩 阻力 的大小取 决于土的抗剪 强度。桩 的负摩阻力 虽有 时效 ， 出于 安全考 虑 ， 但 设计 中可取其最大值 。
量的影响 。负摩 阻力 的强度则与基桩沉 降及桩侧 土压 缩沉降 、 沉 降速率 、 稳定历时等 因素有关 ， 且它 随时 间的变化 和分 布也 比较 复杂 。为确定 负摩 阻力强度大小 ， 应研究产生 负摩 阻力 时桩一 土
相互作用的特点 、 沿桩 身土 体 的抗剪 强度 特征 及 桩侧 的应 力状
一
项极其重要 的因素 ， 尤其是在 软土地区。本文 围绕桥梁桩 基负 载越大 ， 中性点位置越深 。
摩阻力 的产生机理 、 算方 法及防 治措施 等开展研 究 ， 出了若 ２ ３ 负摩 阻力强度 的计 算 计 提 ． 干建议 ， 供设计参考 。 工程实践中 ， 主要采用如下三种方法来 计算 负摩擦力 ：
第３ ６卷 第 ｌ ０期 ２０ １０ 年 ４ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ］ 兀 瓜 Ｅ １
Ｖｌ． ６ Ｎｏ． ０ ０ ３ １ １
Ａ ｒ ２ １ ｐ． ０ ０
・７ ・ ５
文章 编 号 ：０ ９６ ２ ｛０ ０ １—０ ５０ １０ —８ ５２ １ ）００ ７ —２
土体类 别 新填土和砂（ ｒ ．） Ｄ ≤Ｏ ２ 粉质砂（ ≤Ｏ ２ ， Ｄｒ ． ）砂质粉 土（ 屯≥０ ７ ） ．５
黏土质砂 （ ｒ ． ）砂质黏土（ Ｄ ≤Ｏ２ ， 也≥０ ７ ） ． ５
２ ２ 中性 点的位 置 ．
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。
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。
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）。
大面积荷载下非饱和软土场地考虑时间效应的单桩负摩阻力计算方法
Vol.51 No.6Mar. 2021第 51 卷 第 6 期2021 年 3 月下建 筑 结 构Building StructureDOI ：10. 19701/j.jzjg.2021. 06. 020大面积荷载下非饱和软土场地考虑时间效应的单桩负摩阻力计算方法薛祥，朱春杰，郑毅，陈源浩，侯东利，杨素春，周宏磊(北京市勘察设计研究院有限公司，北京100038)［摘要］大面积荷载下非饱和软土场地单桩负摩阻力在采用《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)进行计算时，会遇到桩侧软弱土层深度确定困难、负侧摩阻力分布形式与该规范建议方法确定的形式有差异等问题，导致基桩负摩阻力计算困难。
为解决上述问题，基于《建筑桩基技术规范》(JGJ 94—2008)对正负侧摩阻力规定或推荐的做 法，国内外对单桩负侧摩阻力的研究、实测成果，结合某工程场地形成后大面积填土荷载作用条件及地层分布等，建立了大面积荷载作用下基桩负侧摩阻力分布的概念模型;基于实测桩侧土变形数据，对场区土层的变形数据进 行对数曲线拟合，确定场区沉降计算经验系数及桩侧土固结度,并以此来计算桩及桩侧土考虑时间效应的分层沉 降，然后基于桩及桩侧土变形相等的原则确定考虑时间效应的中性点。
最后给出了大面积荷载下单桩负摩阻力计算的具体方法和步骤。
以某工程项目为例的实际计算结果表明,所述方法对大面积荷载下单桩负摩阻力计算具有较强的工程实践及应用价值。
［关键词］大面积荷载；单桩；非饱和软土；负摩阻力；概念模型；时间效应中图分类号:TU433 文献标识码:A 文章编号：1002-848X ( 2021) 06-0123-06［引用本文］薛祥,朱春杰，郑毅，等.大面积荷载下非饱和软土场地考虑时间效应的单桩负摩阻力计算方法［J ］.建筑结构，2021,51(6) : 123-128. XUE Xiang , ZHU Chunjie , ZHENG Yi, et al. Calculation method of negative frictionresistance of single pile considering time effect on unsaturated soft soil site under large area load ［J ］. Building Structure , 2021,51(6):123-128.Calculation method of negative friction resistance of single pile considering time effect onunsaturated soft soil site under large-area loadXUE Xiang, ZHU Chunjie, ZHENG Yi, CHEN Yuanhao, HOU Dongli , YANG Suchun, ZHOU Honglei( BGI Engineering Consultants Ltd., Beijing 100038, China)Abstract : When TecA^ica/ code ybr 6ui/din,g pi/e/b “〃da£io 〃 ( JGJ 94一2008 ) is used to calculate of the negative frictionresistance of single pile in unsaturated soft soil site under the large-area load, problems such as difficulties in determining the soft soil layer deep on the pile side and differences between the form of negative friction resistance distribution and theform of negative friction resistance determined by the recommended method of the code are encountered, which result in difficulties in calculating the negative friction resistance of foundation piles. In order to solve the above-mentionedproblems , based on the practice of TecA^ica/ code ybr 6ui/din,g pi/e foundation, (JGJ 94—2008 ) on the regulation orrecommendation of positive and negative friction resistance, the research on the negative friction resistance of single pile at home and abroad, the measured results, the large-area load acting conditions and the load distribution after the site formation of a certain project, etc. , the conceptual model of the distribution of the negative friction resistance under theaction of a large-area compacted fill load was established. Based on the measured pile side soil deformation data, the deformation data of the soil layer in the field area were subjected to logarithmic curve fitting, the empirical coefficient of thesettlement calculation of the field area and the consolidation degree of the pile-side soil were determined, which was used to calculate the layered settlement of the pile and the pile-side soil taking into account the time effect of consolidation, andthen the neutral point was determined taking into account the time effect based on the principle that the pile and the pile side soil are equal to the deformation. Finally , the calculation method and the step of the negative friction resistance of single pile under the large-area load was given. The actual calculation results of an engineering project as an example showthat the method described has strong engineering practice and application value for the calculation of negative frictionalresistance of single piles under large-area loads.Keywords :large-area load ； single pile ； unsaturation soft soil ； negative friction resistance ； conceptual model ； time effect作者简介:薛祥，硕士，咼级工程师,Email : snowmatic@ 。
.软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型
.软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型在土木工程中，软土地基是一种特殊的地质情况，其地基承载力较低，易于发生沉降和变形。
为了加固软土地基，提高地基承载能力，常常会采用桩基工程的方式。
而软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型，则是研究软土地基桩基工程的重要内容之一。
在进行桩基工程时，软土地基桩侧表面负摩阻力是一个不容忽视的问题。
因为软土地基的地质条件使得桩的侧表面与土体之间的摩阻力会对桩基工程的承载性能产生较大影响。
建立一种科学合理的软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型是非常重要的，可以为工程设计和施工提供指导和参考。
我们需要了解软土地基桩的特性以及侧表面负摩阻力的形成机理。
软土地基的特性是指土壤的松腻程度、水分含量、孔隙结构等因素，这些因素决定了软土地基桩侧表面负摩阻力的大小和性质。
当桩身插入土体时，土体的应力会发生变化，桩侧表面与土体之间的摩阻力就会产生。
而软土地基的孔隙结构和水分含量也会对侧表面负摩阻力的大小和分布产生影响。
我们需要建立软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型。
这个模型需要考虑土体的本构性质、孔隙水压力、桩体形状和尺寸等因素，以及桩与土体之间的相互作用。
通过对上述因素的分析和计算，可以建立起软土地基桩侧表面负摩阻力的解析模型，从而可以对桩基工程的承载性能进行评估和预测。
这对于工程设计和施工来说是非常重要的。
在实际工程应用中，软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型可以帮助工程师更好地理解桩基工程在软土地基中的行为规律，指导设计和施工，避免因侧表面负摩阻力引起的桩身沉降、变形等问题，保障工程的安全和稳定性。
总结回顾：软土地基桩侧表面负摩阻力解析模型是研究软土地基桩基工程的重要内容之一。
建立这样的模型可以帮助工程师更好地理解软土地基桩基工程的行为规律，指导设计和施工，提高工程的安全性和稳定性。
在工程实践中，要根据软土地基的特性和侧表面负摩阻力的形成机理，建立科学合理的解析模型，以期望为软土地基桩基工程提供更好的技术支持。
桩侧负摩阻力计算
土 :厚 1. 3 m～2. 2 m ;第 Ⅲ层分为五个亚层 : Ⅲ1 —淤泥质粘土 :厚 2. 1 m～3. 4 m , Ⅲ2 —粉质粘土 :厚 1. 0 m～2. 6 m , Ⅲ3 —淤泥 :厚 1. 9 m～3. 3 m , Ⅲ4 —淤泥质粘土 :厚 2. 5 m～4. 0 m , Ⅲ5 —粘土 : 厚 2. 2 m～ 3. 7 m ; 第 Ⅳ层为两个亚层 : Ⅳ1 —粉土 : 厚 1. 4 m～ 3. 7 m , Ⅳ2 —粉砂 :为设计桩端持力层 。
2) 取定中性点深度比 ,确定中性点深度 ln 。 3) 进行桩负摩阻力 qsni的计算和取值 。 4) 计算群桩中任一基桩下拉荷载标准值 :
据 J GJ 94294 第 5. 2. 16. 2 条公式 :
Q
n g
=
ηn
·μ
n
∑qsni
li
,ηn
=
sax ·say/
i =1
πd (γqmsn′+
d 4
粘性土中性点深度比取 0. 5 。 L n/ L 0 = 0. 5 , L 0 = 16. 9 m ,则 L n = 8. 5 m。桩侧负摩阻力计
算与取值见表 1 。 表 1 桩侧负摩阻力 qsni的计算与取值
土层 序号
土类
厚度 层底 m 深度
Zi/ m
γi′ kN/ m3
计算值 qsni/ kPa
6) 在 qsn 计算上两版取值与 1. 3. 5 做法相同 。
7) 在
Q
n g
计算上
,一版使用
n
qsi
因
1. 3. 4 中计算错误而延续 。
桩负摩阻力计算公式
桩负摩阻力计算公式English Answer:Pile Load Bearing Capacity Formula:The pile load bearing capacity is the maximum load that the pile can bear without failure. There are many different factors that affect the pile load bearing capacity, including the pile material, the soil conditions, and the pile installation method.The most common pile load bearing capacity formula is the Meyerhof formula:Q_p = f_p A_p + Q_b.where:Q_p is the pile load bearing capacity (kN)。
f_p is the pile end bearing resistance (kN/m^2)。
A_p is the pile end area (m^2)。
Q_b is the pile shaft resistance (kN)。
The pile end bearing resistance is the resistance ofthe soil at the tip of the pile. The pile shaft resistanceis the resistance of the soil along the side of the pile.The Meyerhof formula is a simplified formula that canbe used to estimate the pile load bearing capacity. Formore accurate results, more complex formulas should be used.中文回答：桩承载力计算公式：桩承载力是指桩在不发生破坏的情况下所能承受的最大荷载。
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。
桩侧负摩阻力
土考虑
负摩阻力系数ξn 0.15~0.25 0.25~0.40 0.35~0.50 0.20~0.35 一类土中，对于挤土桩，取表中 值，对于非挤土桩，取表中较小 值； 按其组成取表中同类土的较大值。
σi (kN/m ) 38 121 201 236 236 236 236 236 236 236 236 236 236
'
2
q s5.4 35.4 35.4 35.4 35.4 35.4 35.4 35.4
n
土类 地面均布荷载(kN/m2) 0 饱和软土 黏性土、粉土 桩身周长(m) 1 砂土 桩侧负摩阻力(kN) 自重湿陷性黄土 324.6 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。
第1层土 第2层土 第3层土 第4层土 第5层土 第6层土 第7层土 第8层土 第9层土 第10层土 第11层土 第12层土 第13层土
负摩阻力系数ξni 土层厚度(m) 土重度(kN/m3) σri'(kN/m2) 0.15 4 19 38 0.15 5 18 121 0.15 7 10 201 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 0.15 0 10 236 注：地下水位分界线所处土层可按照两层土考虑
桩基础负摩阻计算
桩直径 D 桩面积 A 桩周长 u 地面超载 p 地下水标 高
0.5 m 0.196 m2 1.571 m
5.00 kpa -1.80 m
钻孔 编号
土层
1 填土
2 淤泥质粉质粘土
中性点
层顶标高
厚度(m)
正摩阻力标准 值(Kpa)
2.05 -1.95
4.00 21.30
0.00 7.00
ζn 0.15~0.25 0.25~0.40 0.35~0.50 0.20~0.35
中性点深度ln
表5.4.4-2
持力层性质 黏性土、粉土 中密以上砂 砾石、卵石
中性点深度比 ln/l0
0.5~0.6
0.7~0.8
0.9
基岩 1
中性点深度ln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。
中性 点深 度由 《建 筑桩 基技 术规 范》 (JGJ9 42008) 表 5.4.4 -2确 定。
本表 格考 虑地 面超 载和 地下 水共 同作 用下 的负 摩阻 力。
负摩阻力系数ζn
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
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
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。
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。
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［ 中图分类号］ ＴＵ７５３．３
［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号］ １００７－ ７７２３（ ２００８） ０６－ ０１６１－ ０００３
一、引 言
在通常的桩基中， 桩的承载力是由桩身周围 土的摩阻力和桩端阻力共同组成的， 其中桩侧土 的摩阻力依据其对桩身的作用方向， 又可分为正 摩阻力和负摩阻力两种。当桩在外荷载作用下， 桩 相对于土体产生向下的位移时， 土表现为对桩体 的支承作用， 土对桩产生正的摩阻力； 反之， 产生 负的摩阻力。负摩阻力的产生增加了桩身负荷。负 摩阻力产生的基本原理可见图 １。
二、影响中性点位置的因素及中性点位 置的确定
在负摩阻力的计算中要考虑到中性点。所谓 中性点是指某一特定深度的桩断面， 在该断面以 上， 桩周土的下沉量大于桩， 桩承受负摩阻力； 在 该断面以下， 桩的下沉量大于桩周土， 桩承受正摩 阻力。因此， 该点就是正负摩阻力的分界点， 在该 断面， 桩土位移相等、摩阻力为零、桩身轴力最大。
７． 保护桩法： 即在桩群外设置保护性隔离桩。 这些桩支承于坚硬的地层， 但与基础脱离。当地基 土由于填土或堆载而下沉时， 首当其冲的保护桩 就充当了“ 隔 离 ”沉 降 和“ 抵 抗 ”负 摩 阻 力 的 作 用 。 这样一来， 处于内部的桩群所受的负摩阻力就很 小了， 工程实践表明该方法很有效。
１６１
根据这三个特点便可判断中性点的位置。 （ 一） 影响中性点位置的因素主要有 １． 桩端持力层土的刚度： 持力层越硬， 中性点
越深； ２． 桩周土的压缩性和应力历史： 桩周土越软、
欠固结度越高、湿陷性越强、相对于桩的沉降越 大 ， 则中 性点 越 深 ； 而 且 ， 在 桩 、土 沉 降 稳 定 之 前 ， 中性点的深度 也是变动着的。
（ 上接第 １６４ 页）
二、计算实例
目前， 我国特高压输电线路已在研究筹建中， 对特高压输电线路绕击耐雷性能的评估成为亟待 解决的问题。在本文的算例中， 线路地线平均高度 为 ６１．８ｍ， 导 线 平 均 高 度 为 ２５．２ｍ， 保 护 角 为 ３０°， 为 ４８４７ｋＶ， 工作电压幅值为 ８９８ｋＶ。表 １ 列出了不同地面倾斜角下绕击跳闸率的大小。
［ 参考文献］ ［ １］ 肖俊华，袁聚云，亓兴军．有效应力迭代算法计算桩基负摩
擦力［ Ｊ］ ．山东建筑大学学报，２００６（， １０） ． ［ ２］ 公路桥涵地基与基础设计规范（ ＪＴＧ Ｄ６３－ ２００７）［ Ｓ］ ． ［ ３］ Ｊｏｈａｎｎｅｓｓｅｎ Ｉ．Ｊ．ａｎｄ Ｂｊｅｒｒｕｍ Ｌ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｍ－
从表 １ 可知， 绕击跳闸率随着地面倾斜角的 增大而急剧增大， 当地面倾斜角增至 ３０°时， 绕击
跳闸率已达到 ４．０８５， 因此， 在山区必须采取相应的 措施来减小绕击跳闸率。
架设旁路地线是增强屏蔽能力减小绕击跳闸 率的有效手段。
［ 参考文献］ ［ １］ 解 广 润 ． 电 力 系 统 过 电 压［ Ｍ］ ． 北 京 ：水 利 电 力 出 版 社 ，
隙水消散， 隆起的土体逐渐固结下沉， 若桩尖持力 层较硬， 会引起负摩阻力；
５． 水下桩基建成后， 由于河床的大量冲刷和 随后的大量沉淀淤积， 形成欠固结的淤泥层回淤 在桩的周围， 该淤泥层将随时间而固结沉降， 从而 将会产生一定的负摩阻力；
６． 自重湿陷性黄土浸水下沉和冻土融化下沉 时。
一些设计人员认为， 桩的负摩阻力的影响仅仅 是一个沉降的问题， 而不是一个破坏的问题， 因而 忽视了它的影响。事实上， 桩基负摩阻力的影响不 仅仅是一个沉降的问题。对于具有负摩阻力的群 桩来说， 由负摩阻力导致的桩基不均匀沉降在上 部结构中产生次应力， 可能造成上部结构的破坏； 对于端承桩来说， 有可能使桩端产生压屈破坏。 《公路桥涵地基与基础设计规范》（ ＪＴＧ Ｄ６３－ ２００７） 中 ５．３．２ 条 规 定 ： 在 软 土 层 较 厚 、持 力 层 较 好 的 地 基中， 桩基计算应考虑路基填土荷载或地下水位 下降所引起的负摩阻力的影响， 但未对桩的负摩 阻力的计算提出具体的计算方法。本文介绍桩基 负摩阻力中性点的确定方法及国内外几种计算桩 基负摩阻力的方法， 为有关规范中关于负摩阻力 的指导性建议提供简单而实用的计算思路。
３． 地面堆载： 堆 载越重、堆载 面积越大 ， 则 中 性点越深。
４． 降水幅度： 桩周土中地下水下降的幅度和 范围越大， 则中性点越深。
（ 二） 中性点位置的确定的实测方法 １． 通过量测桩各截面及可压缩土层在深度方 向的位移或沉降， 做出不同时间的桩土竖向位移 图 ， 图 中 桩 土 位 移 相 等 、位 移 曲 线 相 交 处 的 深 度 ， 即为中性点深度 。 ２． 通过埋设在桩身内的应力计， 量测桩身不 同深度处各截面的应力， 计算并绘出桩的轴向力 随其深度的变化曲线， 则桩身最大轴力处即为中 性点深度。 ３． 通过量测和计算， 得出桩的负摩擦力分布 曲线。桩侧摩擦力由负变正的转折点， 即为中性点 的位置。 中性点位置的确定的实测方法虽然可以得到 精确解， 但是该方法实际操作起来过于复杂， 只适 用于大型复杂工程， 对于中小型工程不够经济。根 据国内外相关实验的数据可以得出中性点的估算 方法， 对工程实践提供参考。 日本远藤等人对穿过深厚粉质黏土及粉土冲 击 层 的 四 根 钢 管 桩 进 行 的 实 测 （包 括 开 口 桩 和 闭 口 桩）表明， 在该土质条件下， 中性点深度都在（０．７３～ ０．７８） （ 为 桩 在 固 结 土 层 内 的 长 度）的 狭 小 范 围 内。当有地面堆载时， 中性点的深度取决于堆载的 大小， 堆载越大则中性点越深。例如上海宝钢某工 程， 根据实测地基沉降推算 ７１ｍ 长桩， 当荷载由 ２．７ｔ／ｍ２ 增值为 ８ｔ／ｍ２ 时， 中性点深度将由 － １６ｍ 变 为 － ６０ｍ， 即相当于（０．２２～０．８５） 。国内曾对 穿过 自重湿陷性黄土而落于非湿陷性土层的、长 １０ｍ 的人工挖土灌注桩进行浸水试验 ， 测得浸水 ４０ 天 时 中 性 点 深 度 为 （０．７４ ～０．９） ； ４６ 天 后 稳 定 于 ０．９ ； 而支撑于不可压缩土层（如基岩或密实卵石 层）时， ＝ 。软土中的端承桩试验也表明， ｌｎ＝ 即不 存在中性点。 由此可用下式估算中性点的深度： １６２
除了现场试验测定方法外， 国内外的学者提出 了多种负摩阻力的估算方法。下面重点介绍两种 在工程实践中取得良好效果的计算方法：
（ 一） 齐瓦特公式
齐瓦特假定桩为刚体， 桩端土为刚性层， 负摩 阻力是上覆荷载的函数且按静止土压力分布， 并 认为作用于桩上的负摩阻力（ 下拉力） 等于周围土 中竖向应力的减小值。 式中：
建议， 对正常固结黏土可取
（ 为静止土
压力系数） 。系数
主要由土质条件决定， 同时
与 桩 的 类 型 、沉 桩 方 法 、支 撑 情 况 等 因 素 有 关 ， 对桩基承载力产生的诸多不利
影响， 桩基设计中必须结合实际加以考虑， 并在工
程实践中采取一些行之有效的方法加以减小。
２００８ 年第 ０６ 期 （总第 ９７ 期）
沿海企业与科技 ＣＯＡＳＴＡＬ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥＳ ＡＮＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
ＮＯ．０６，２００８ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ ＮＯ．９７）
软土地区桩基础负摩阻力计算
张思瑜， 陈 明
［ 摘 要］ 文章通过对多个文献的归纳、推演， 就桩基负摩阻力的成因、机理及其发展进行分析， 并提供国内外几种常
１９８５．
１６３
用桩基负摩阻力的计算方法， 提出在设计存在负摩阻力单桩时应注意的问题和改善措施。
［ 关键词］ 软土； 桩基； 负摩阻力； 计算
［ 作者简介］ 张思瑜， 广西城乡规划设计院助理工程师， 研究方向： 桥梁设计， 广西 南宁， ５３００２２； 陈 明 ， 广 西 大 学 土
木工程学院 ２００６ 级硕士研究生， 助理工程师， 广西 南宁， ５３０００４
— ——Ｚ 深度处作用于单桩的向下拉力； — ——群桩中一根桩所分担的沉降土 柱的截 面积（ｍ２）； — ——Ｚ 深 度 处 地 基 中 初 始 有 效 竖 向 应 力 （ｔ／ｍ２）；
— ——沉桩后负摩阻力充分发挥作用时， Ｚ 深 度处地基中的有效竖向应力（ｔ／ｍ２）。
（ 二） 有效应力法（ Ｂｊｅ ｒｒｕｍ 公式） Ｂｊｅｒｒｕｍ 根据试验得到的经验关系， 建议按下 式计算单位负摩阴力：
目前， 减少桩基负摩阻力的措施一般有以下
几种：
１． 支承桩柱法： 该法通过增大桩柱断面来承
受负摩阻力；
２． 群桩法： 该法通过增加桩数来体现群桩效
应， 以减小负摩阻力；
３． 涂层法： 若是预制打入桩， 打桩前在中性点
以上桩身涂 １ｍｍ 厚的沥青， 涂层产生剪应变， 降低
桩表面的负摩阻力；
４． 地基浸水法： 该法使地基先浸水， 增加孔隙
ｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓｔｅｅｌ Ｐｉｌｅ ｔｏ Ｒ ｏｃｋ ｄｕｅ ｔｏ Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｌａｙ， Ｐｒｏｃ．ｏｆ ｔｈｅ ６ｔｈ ＩＣＳＭＦＥ，１９６５，ＶＯＬ．１１， ｐ．２６１～２６４． ［ ４］ 顾 晓 鲁 ． 地 基 与 基 础［ Ｍ］ ． 北 京 ：中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， １９９３． ［ ５］ 马 时 冬．桩 身 负 摩 阻 力 的 现 场 测 试 与 研 究［ Ｊ］ ．岩 土 力 学， １９９７．
式中： — ——桩周土中的竖向有效应力， 由实测孔隙
水压力推算； 有效应力 随着土的固结过程而变 化， 可根据孔隙水压力的实测结果， 按下式计算：
其中 为自原天然地面算起的深度， 和
为该深度土的竖向有效应力和孔隙水压力。若无
实测 值， 可假定 值为零， 以估计负摩阻力的最
大值。
— ——水平的与竖向的有效应力之比 。有人
ｌｎ＝βｌ 式中： ｌ ： 为可压缩层深度（ｍ）； β： 为中性点的相对深度系数。国内外根据许 多实测资料得到 β 的经验值。对于摩擦桩， β 一 般取 ０．７８～０．８０。