单桩承载力验算(计负摩阻力)

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。

(灌注桩桩基)单桩承载力计算

110
6碎块状强风化凝灰岩
180
7中风化凝灰岩
0
Qsk=
6386.29
qpk=
9000
ψ si=ψ p=(0.8/d)^1/3=
Qpk=
ψ p*qpk*Ap=
土层深度层底标高孔口标高 qsik*ui*li
qsik 土层深度
26.26
5
21.26
0.00
1杂填土
0（考虑负摩阻力） 5
6.3
14.96
Quk=(Qsk+Qpk)/2= 单桩承载力特征值Ra=
8357 8049.10
Quk=(Qsk+Qpk)/2= 单桩承载力特征值Ra=
9227 9226.92
180
7中风化凝灰岩
0
Qsk=
9025.86
qpk=
9000
ψ si=ψ p=(0.8/d)^1/3=
Qpk=
ψ p*qpk*Ap=
土层深度
5 6.3 9.7 4.5 4.2 7.5 1.06
0.899384092 7688.52
层底标高孔口标高 qsik*ui*li
qsik 土层深度
26.26
21.26
采用冲孔灌注桩,取ZK16进行计算
桩径
700
混凝土强度 C30
桩径
800
混凝土强度 C30
工作条件系数γ 0 桩身强度（特征值）
0.8 3259.55
工作条件系数γ 0 桩身强度（特征值）
0.8 4257.37
qsik
1杂填土
0（考虑负摩阻力）
2粉质粘土
40
3残积砂质粘性土
45
4全风化凝灰岩

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）。

单桩承载力估算(PHC桩)

4
③
含黏性土粉砂
24
0
4.6 4 5.9 5.9 5.5 3.5 2.6 2.1 3.5 5.7 5.7
5 ④ 粗砂
70
4500
0
0 3.1 3.1 0
0 4.1 0
0
0
0
6 ⑤ 圆砾
140
6000 10.8 10.7 7.5 7.5 11 11
6 10.8 10.9 10.2 10.6
7 ⑥ 墙风化泥岩
单桩竖向承载力特征值计算(PHC引孔桩兼作抗拔桩）
工程名称
南宁盛世金悦
1、计算依据：
《建筑桩基础技术规范》JGJ942008
2、单桩竖向承载力计算：
地块名称：
楼栋号
1#
《混凝土结构设计规范》GB500010-2010(2015版）
桩基类别桩身壁厚计算公式
层序
岩土名称
1 ① 杂填土
预应力管桩PHC-AB500(100)
取荷载效应标准组合下轴心竖向力= 1800
满足
3、抗拔验算：
抗拔系数λi 0.7
桩砼浮重度
15
N/mm2 桩土浮重度
10
kN/m3
设计参数
设计参数
群桩数n=
2
桩内直径Φ 300
桩芯混凝土强度
C30
地勘孔位编号
桩群外围周长UL
桩芯砼灌注长度
桩芯钢筋强度等级fy XK11 XK12 XK13
5.071 m
2139 1091
2163 1102
1872 957
1872 957
2162 1102
2201 1122
1832 937
2202 1122

负摩阻力——精选推荐

负摩阻⼒2019-04-22⼀、负摩阻⼒的成因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。

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：未固结的新近回填⼟地基；地⾯超载；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。

⼆、地基设计为什么要考虑负摩阻⼒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。

因此，考虑桩侧负摩阻⼒对桩基础的作⽤是桩基础设计必不可少的问题之⼀。

三、如何在现场测试和估算负摩阻⼒在桩体安装应变计这是⽬前测单桩负摩阻⼒问题的最常⽤的⽅法。

80年代，有⼯程运⽤瑞⼠⽣产的滑动侧微计（SlidingMicrometer---ISETH）来测定。

普遍的⽅法都是测定桩体轴⼒，从⽽推算桩侧摩阻⼒。

四、影响负摩阻⼒⼤⼩的主要因素桩周⼟的特性当然是⾸当其冲的，其次桩端⼟特性也不可忽视（因为其之间影响着中性点的位置问题）、桩体的形状、桩⼟模量⽐等都有影响。

五、负摩阻⼒的防治措施打桩前，先预压地基⼟，从根本上消除负摩阻⼒的产⽣；在产⽣负摩阻的桩段安装套筒或者把桩⾝与周围⼟体隔离，这种⽅法会使施⼯难度加⼤；在桩⾝涂滑动薄膜[如涂沥青]，⽬前这种⽅法应⽤⽐较普遍，效果也不错；通过降低桩上部荷载，储备⼀定承载⼒；在地基和上部结构允许有相对较⼤沉降的情况下，采⽤摩擦桩；采⽤⼀定的装置消除负摩阻⼒。

下⾯介绍⼀种消除负摩阻⼒的装置：它由设置在桩体外周的卸荷套及卸荷套与桩体之间的润滑隔离层构成。

卸荷套使桩体与周围⼟层完全隔开并由桩体带动在打桩时与之同步下沉，⽽当桩周⼟层沉陷时，卸荷套依靠隔离层内润滑材料的作⽤，可随⼟层相对桩体⾃由下沉⽽不将下拽⼒传给桩体，从⽽有效地消除了负摩阻⼒的作⽤。

带负摩阻单桩承载力(中性点法)

3
ψ s6 = 0.928
1 3
ψ s7 = 0.928
1 3
ψ s8 = 0.928
1 3
桩端尺寸效应系数
0.8 ⎞ ψ p := ⎛ ⎜ ⎟ ⎝ d ⎠
ψ p = 0.928
由于广东省《地基规范》无尺寸效应系数,因此将各层土的大直径尺寸效应系数置"1"
ψ s6 := 1 ψ s7 := 1 ψ s8 := 1 ψ p := 1
单桩竖向承载力特征值计算书(ZK93)
======================================================== 一、项目名称二、设计依据ＸＸ工程D2区——裙房 1.广东省《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2016) 2.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008） 3.广东省珠海工程勘察院于2017年11月提供的《横琴口岸及综合交通枢纽开发工程C、D区岩土工程勘察报告（补充勘察阶段）》设计标高0.000相当于绝对标高5.400m 桩顶面设计标高-16m。相当于绝对标高-10.600m 钻孔灌注桩桩长桩顶绝对标高桩底绝对标高外径桩非嵌岩段截面周长 u := d ⋅ π 桩嵌岩段截面周长
kN/m3 kN/m3 kN/m3
γ 3⋅ l3 + γ 4⋅ l4 + γ 5⋅ l5
l3 + l4 + l5
各土层计算竖向有效应力的深度
1 z3 := ⋅ l3 2 1 z4 := l3 + ⋅ l4 2 1 z5 := l3 + l4 + ⋅ l5 2
各土层的竖向有效应力
σ v3' := p + γ 3' ⋅ z3 − u3 σ v4' := p + γ 4' ⋅ z4 − u4 σ v5' := p + γ 5' ⋅ z5 − u5

地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力

0.002l0 0.007l0 0.005l0
府溶咋托
根
单层排架结构（柱距为6m）柱基的沉降量（mm） 120
橡蟹
弦
适
地
基
处
理
桩
基
4.4.1 单桩沉降的计算
在竖向荷载作用下单桩沉降由三部分组成：（1）桩身弹性压缩引起的桩顶沉降；（2）桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力
扩散角，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降；（3）桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端
N0影响很小可忽略不计， P（Z）= kxxb0 =mzxb0。上式变为：
N0 H0
M0
x
承台底面
EId4x5zx0
z
dz4
其中： 5 mb1 为桩的水平变1形 /m ）系。数（
EI
下醚牙侨母付切各秧依秦蒸克眷缨逸索抄捉瑞惮炼末坯抗荧邦映临蹬蛛攀地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
③ “m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长．目前我国应用较多， Kx =mz。
H0
x
t
Kx=mz
（c）”m”法
突全两颧蚤括模团护镇买盲间足紧稀糟辈畦辐艘名肮翰郧顺薄因献襄今亭地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
④ “c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，即Kh =cz1/2 ，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。
赶绪咸橱称剂湘绷零扛叫璃台咏鸥疆容杯丘凝枣晋沈之筏峰脑倾辩搞齐款地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
换算深度 h 和最大弯矩系数 C M （3）桩身最大弯矩及位置

桩基的负摩阻力计算在人工碎石填土地基中的应用

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。

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）。

关于考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行验收检测时加载量取值的探讨

关于考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行验收检测时加载量取值的探讨摘要：分析了负摩阻力对基桩的作用机理，结合规范公式，提出了考虑负摩阻力的基桩在静载检测时加载量的取值公式。

关键词：负摩阻力；桩；检测；加载量1前言在软土地基地区及高层建筑等荷载较大的工程建设中，桩基础的使用非常普遍。

但在桩基础检测工程中，桩侧负摩阻力是一个容易被忽视的问题。

有关试验研究结果表明，在软土地基地区，由于负摩阻力产生的下拉荷载较大，没有考虑负摩阻力，建筑物将会出现较大的沉降及不均匀沉降，使得建筑物倾斜，甚至开裂而影响了建筑物的正常使用，故在桩基设计中，应按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）中的规定，对在结构使用期间可能承受负摩阻力的基桩，验算基桩承载力时应考虑负摩阻力的影响，对于端承桩尚应考虑负摩阻力产生的下拉力影响。

对于设计时已考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行工程桩验收检测时如何加载，《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）未对加载量做出明确规定，如果简单地按照该规范4.1.3条规定取加载量为单桩承载力特征值的2.0倍，将会给有负摩阻力的基桩承载力评价带来不安全的隐患，从而影响到建筑物的安全。

本工程地基存在深厚软土，因此在基桩静载试验中必须考虑负摩阻力在检测阶段和使用阶段对基桩承载力的不同影响后给出正确的加载量，才能正确评价基桩承载力是否满足设计要求。

2负摩阻力作用机理一般情况下，桩顶受竖向荷载下沉，桩侧土体对桩体产生与桩的位移相反的摩阻力，即向上的正摩阻力；当桩侧土因某种原因而产生向下的位移，且其向下的位移大于桩体的位移，桩侧土将对桩产生与位移方向一致的摩阻力，即向下的负摩阻力。

负摩阻力对桩产生下拉荷载，相当于在桩顶荷载之外，附加了一个分布于桩侧表面上的荷载。

在软土地基地区，桩侧软土因自重固结或地面大面积堆载时，对桩产生的负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩身的附加荷载。

单桩承载力验算(计负摩阻力)

单桩承载力验算一、土层分布情况二、单桩竖向承载力特征值桩端持力层为全风化花岗岩，按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），中性点深度比l n /l 0=0.75，桩周软弱土层下限深度l 0=28.84m ，则自桩顶算起的中性点深度l n =21.63m 。

根据规范可知，该处承载力特征值只计中性点以下侧阻值及端阻值。

kN l q u A q Q i sik p pk 3976)613021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 19883894211=⨯== 三、单桩负摩阻力第一层路堤填土和杂填土自重引起的桩周平均竖向有效应力：地下水以上部分：Pa k 93.6594.6192111=⨯⨯=σ；地下水以下部分：Pa k 06.1396.1)1019(2194.61912=⨯-⨯+⨯=σ；则kPa 20512111=+=σσσ；第二层淤泥自重引起的桩周平均竖向有效应力：kPa 26.182)54.863.21()105.15(216.1)1019(94.6192=-⨯-⨯+⨯-+⨯=σ；；，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 24245.612053.01111=>=⨯==σξ ；，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 121245.3626.1822.01222=>=⨯==σξ 对于单桩基础，不考虑群桩效应则1n =η；基桩下拉荷载：kN l q u Q n i i n si n ng1137))54.863.21(1254.824(10.11=-⨯+⨯⨯⨯⨯==∑=πη 四、单桩分担面积上的荷载kN N 720)2520(44k =+⨯⨯=五、验算N R N Q N a n k 1988k 185********g k =<=+=+故单桩承载力满足要求。

按照摩擦性桩验算： kN l q u A q Q i sik p pk 2752)313021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 137********=⨯== kN N 720)2520(44k =+⨯⨯= a R N <k故单桩承载力满足要求。

单桩承载力计算

城南路（高浪路~吴都路）工程水中钢管桩承载力计算本工程桩机平台及现浇箱梁水中部分的基础均采用Φ377的钢管桩作为主要受力构件，上铺14#、20#方钢作为纵横梁与下部的钢管桩有效连接，形成整个基础受力体系。

实测水位1.74m ，河床-1.00m ，钢管桩总长7m ，出水1m （桩顶标高2.74m ），入土深度3.26m(桩底标高-4.26)考虑到钢管桩为开口式打入，承载力计算时主要以摩擦力为主。

参考本工程水中范围内的地质报告，我部钢管桩主要进入的地质层为③2层及④层，分别为粉质粘土夹粉土和粉土层。

其地基承载力特征值及侧壁摩擦阻力分别为：③2粉质粘土夹粉土：τi=49.2kPa ，бR=140kPa ，土层范围（-0.69~-3.29）④粉土：τi=66.1kPa ，бR=160kPa ，土层范围（-3.29~-9.39）单桩容许承载力[P]＝K1安全系数[桩侧极限摩阻力P su ＋桩底极限阻力P pu ] （1）打入桩容许承载力按下式计算][21][R i i i A l U P σατα+=∑ P －单桩轴向受压容许承载力kNU －桩周长ml i －桩在承台底面或最大冲刷线一下的第i 层土层中的长度mi τ－于l i 相对应的各土层与桩侧的极限摩擦阻力kPaA －桩底面积㎡R σ－桩底处土的极限承载力kPaαi α－分别为振动下沉对各土层桩侧摩阻力和桩底抵抗力的影响系数，打入桩其值均为1单根容许承载力：[P]=0.5×（αA бR +U ∑αiLi τi ）=0.5*（1*0.377*3.14*0.2*140+3.14*0.377*（2.29*49.2+0.97*66.1）） =121.2KN=12.12T㎡㎡断面范围内为水中满堂支架施工,长度L=10.4m ，该段混凝土方量为：）（212131S S S S l V ⨯++⨯⨯= =1/3*10.5*（11.5+8.65+65.8*5.11）=105m ³荷载P=105*2.5=262.5T取总荷载Q=1.2P=1.2*262.5=315T需要钢管桩N=Q/[P]=315/12.12=26根通航孔范围内的现浇段为贝雷架施工,长度L=21m ，该段混凝土方量为：）（212131S S S S l V ⨯++⨯⨯=*2 =1/3*10.5*（7+8.65+65.8*7）*2=164m ³荷载P=164*2.5=410T取总荷载Q=1.2P=1.2*410=492T需要钢管桩N=Q/[P]=492/20=25根1.9~2.6m 等高箱梁支架体系设计连续梁碗扣式承重支架立杆设置为实腹板、横梁、中隔板处纵、横距均为0.6*0.6M ，腹板梁处纵向设置三排，横梁横向六排，中隔梁横向二排，单位承载面积为0.36M 2。

负摩阻力计算实例

负摩阻力计算实例本建筑场地为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅱ级（中等），依椐JGJ94-2008规范第5.4.2条规定，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力。

首先，根据场地地质情况（以3#井处的地层为例）确定压缩4.2 桩基4.2.1 桩基类型及桩端持力层的选择依据勘察结果分析, 本建筑场地为自重湿陷性黄土场地，（自重湿陷量的计算值为120.5-151.6mm）湿陷等级为Ⅱ级（中等），湿陷性土层为②、③、④、⑤层，湿陷土层厚度为10-15m，湿陷最大深度17m（3#井）。

可采用钻孔灌注桩基础，第⑦层黄土状粉土属中密-密实状态，具低-中压缩性，不具湿陷性，平均层厚4.0m，可做为桩端持力层。

4.2.2 桩基参数的确定根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）中的有关规定，结合地区经验，饱和状态下的桩侧阻力特征值qsia（或极限侧阻力标准值qsik）、桩端阻力特征值qpa（或极限端阻力标准值qpk¬）建议采用下列估算值：土层编号土层名称土的状态桩侧阻力特征值qsia(kPa) 极限侧阻力标准值qsik(kPa) 桩端阻力特征值qpa(kPa) 极限端阻力标准值qpk(kPa)②黄土状粉土稍密 11 23③黄土状粉土稍密 12 24④黄土状粉土稍密 12 24⑤黄土状粉土稍密 13 26⑥黄土状粉土中密 18 36⑦黄土状粉土中密183****1000⑧黄土状粉土中密 20 40 600 12004.2.3 单桩承载力的估算依据JGJ94-2008规范，参照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.5.5条，单桩竖向承载力特征值可按下式估算：Ra=qpaAp+up∑qsiaLi式中：Ra——单桩竖向承载力特征值；qpa 、qsia——桩端端阻力、桩侧阻力特征值；Ap——桩底端横截面面积= πd2（圆桩）；up——桩身周边长度=πd；Li——第i层岩土的厚度；以3#孔处的地层为例，桩身直径取600mm，以第⑦层黄土状粉土做为桩端持力层，桩入土深度24.0m（桩端进入持力层的深度对于粘性土、粉土应不小于1.5d）。

单桩承载力计算

单桩承载力计算单桩承载力计算是土木工程中的重要内容之一，用于评估单桩的承载能力，即桩的有效承载力。

下面是单桩承载力计算的相关参考内容。

1. 桩基承载原理单桩承载力计算基于桩基的承载原理。

桩基承载力主要包括摩擦桩侧阻力和桩端承载力。

桩侧阻力是由于桩与土体侧面的摩擦而产生的，桩端承载力则是桩底部与土体之间的拔出力。

桩的承载力主要由这两部分组成。

2. 摩擦桩侧阻力计算摩擦桩侧阻力计算可以采用约束侧阻力计算和因地层特点而采用的经验公式两种方法。

约束侧阻力计算方法中，可采用Liao-Fang方法、龙文镇方法等。

这些方法根据桩的受压区域长度、桩侧土体的几何形状、桩与土侧面的摩擦角度等因素进行计算，得出摩擦桩侧阻力的大小。

经验公式主要根据不同地区的土壤特性和桩的直径来推算摩擦桩侧阻力。

常用的经验公式有中国兰州大桥委员会等编制的公式。

3. 桩端承载力计算桩端承载力的计算方法包括静力触探法和动力触探法。

静力触探法是通过静力触探试验结果来推算桩端承载力的大小。

触探试验中，根据试验的桩端阻力和侧阻力，采用一定的计算公式，得出桩的承载力。

动力触探法通过动力触探试验来评估桩的承载力。

在试验中，利用得到的动力触探曲线，采用一定的计算方法，计算桩的承载力。

4. 其他因素影响桩的承载力除了上述的桩侧阻力和桩端承载力之外，还有一些其他因素会影响桩的承载力。

这些因素包括土壤的物理性质、桩身的形状和尺寸、桩身的材料等。

土壤的物理性质对桩的承载力有很大的影响。

不同类型的土壤具有不同的强度和固结性。

土壤的强度和固结性决定了土壤与桩之间的摩擦阻力和桩端的承载力大小。

桩身的形状和尺寸也会影响桩的承载力。

一般来说，较大直径的桩具有较大的承载力。

桩身的材料对桩的承载力也有影响。

不同材料具有不同的强度和刚度，从而影响桩的承载能力。

5. 桩身桩长的选取通过对土壤和地下水的详细调查，结合土壤力学和水文地质分析，设计人员可以确定桩的合适长度和直径，以提供足够的承载力，确保工程的稳定和安全。

桩计算表(侧阻和端阻)LJW202001010版

WKZ2
WKZ3
WKZ4
桩身尺寸d1(mm)
桩身尺寸d2(mm)
桩身长边尺寸l (mm)
桩端直径D1(mm)
桩端直径D2(mm)
桩端长边尺寸L(mm)
桩身周长（mm）
桩端面积（mm2）
桩长Li（mm）（回填土）
地基承载力计
算
桩长Li（mm）（卵石层）大直径桩侧阻尺寸效应系数 ψ si= 大直径桩端阻尺寸效应系数 ψ p=
1500 1500 1500 1500 1500 1500 4710 1766250 6000 3000 0.811 0.811 1719 6446 8164 848
0 6000 3000 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
0
0 6000 3000 #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
Qsk =u∑ψ si*qsik*Li
Qpk =ψ p*qpk*Ap
Quk =Qsk+Qpk
负摩阻力
桩端竖向承载力 Ra
Ra=Quk/2-负摩阻力
单轴最大压力Nk(KN)(基本组合)
单轴最大压力N(KN)(标准组合)
1200 1200 1200 1200 1200 1200 3768 1130400 6000 3000 0.874 0.874 1481 4444 5925 678
单桩承载力计算表
根据桩基规范（JGJ 94-2008）5.3.6条进行计算(桩径＞800mm) 桩身混凝土等级C30 fc= 14.3 极限侧阻力标准值 qsik= 150 极限端阻力标准值 qpk= 4500
回填土桩侧负摩阻力标准值 qsik= 30

地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力

H0
x
t t
Kx=k （b）”k”法
③ “m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长．目前我国应用较多， Kx =mz。
H0
x
t
Kx=mz
（c）”m”法
④ “c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，即Kh =cz1/2 ，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。
H0
变形特征值
桩基变形可用下列指标表示：沉降量、沉降差、倾斜。
计算桩基础变形时，变形指标可按下述规定选用：
对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制。
桩基变形容许值同浅基础规定。
桩基变形容许值
变形特征
容许值
砌体承重结构基础.5
（d）”c值” 法
水平荷载下桩内力及位移理论分析—m法
2.计算参数
（1）桩的截面计算宽度b0为：
b1
k f
kf d 1 1.5d 0.5
d＞1m d 1m
Kf—桩的形状系数，圆形桩Kf=0.9，方形桩Kf=1.0； d—桩的直径，方形截面时为桩的边长。
（2）钢筋混凝土桩的抗弯刚度EI=0.85EcI0 （3）抗力系数Kh =mz中的m值，宜采用试验值，无试验资料时，参考表4-6。桩侧为多层土时，按hm=2(d+1)范围内m 值得加权平均值。例如：两层土时：
目前单桩沉降计算方法主要有下述几种：
（1）荷载传递分析法；
（2）弹性理论法
（3）剪切变形传递法：
（4）有限单元分析法
（5）其他简化方法。
这些计算方法的详尽介绍参见有关书籍。
4.5桩的负摩问题