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 23

③黄土状粉土稍密 12 24

④黄土状粉土稍密 12 24

⑤黄土状粉土稍密 13 26

⑥黄土状粉土中密 18 36

⑦黄土状粉土中密183****1000

⑧黄土状粉土中密 20 40 600 1200

4.2.3 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）。

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）确定压缩土层厚度，求出中性点深度Ln:

压缩土层深度L0(厚度)-自地面算起：

②层0-4.2m 厚度(Z2)=4.2m 重度r=15.5(kN/m3) 湿陷层

③层4.2-7.5m 厚度(Z3)=3.3m 重度r=15.6(kN/m3) 湿陷层

④层7.5-12.0m 厚度(Z4)=4.5m 重度r=15.8(kN/m3) 湿陷层

⑤层12.0-17.0m 厚度(Z5)=5.0m 重度r=16.2(kN/m3) 湿陷层

⑥层17.0-22.5m 厚度(Z6)=5.5m

⑦层22.5-25.0m 厚度(Z7)=2.5m

⑧层25.0-30.0m 厚度(Z8)=5.0mm

L0=4.2+3.3+4.5+5.0=17.0m

桩端持力层第⑦层为中密-密实状态，具低-中压缩性的黄土状粉土，根据JGJ94-2008规范表5.4.4-2取中性点深度: 取0.66。（桩身穿过自重湿陷性黄土层时，Ln应增大10%）

Ln=0.66 L0=0.66*17.0m=11.3m

第二，依据JGJ94-2008规范第5.4.4条中由5.4.4-1式：

qsin=ξniσi

求出第i层土桩侧负摩阻力标准值。

第三，依据JGJ94-2008规范表5.4.4-1求出负摩阻力系数ξn(采用非挤土桩)取0.20

第四，依据JGJ94-2008规范5.4.4-2式：

σ,ri =Σγe△ze+1/2γi△zi

求出由土自重引起的桩周第i层土平均竖向有效应力σ,ri。

具体计算如下：

0-4.2m 深度内：σ,r2 =4.2/2*15.5=32.6Kpa

qs2n =ξniσi =0.2*32.6=6.5Kpa

4.2-7.5m深度内：σ,r3=4.2*1

5.5+3.3/2*15.6=90.8Kpa

qs3n=ξniσi=0.2*90.8=18.2Kpa

7.5-11.3m深度内：σ,r4 =4.2*15.5+3.3*15.6+3.8/2*15.8=146.6Kpa

qs4n=ξniσi=0.2*146.6=29.3 Kpa

第五，依据JGJ94-2008规范5.4.4-3式：

Qgn=ηn*uΣqsinli

计算基桩的下拉荷载为：Qgn=ηn*uΣqsinli (注：单桩基础ηn取1.0)

=1*3.14*0.6*（6.5*4.2+18.2*3.3+29.3*3.8）=374.5Kpa

单桩竖向承载力特征值Ra按下式估算：

Ra=qpaAp+up∑qsiaLi- Qgn

=500*1/4*3.14*0.36+3.14*0.6*(3.6*13+5.5*18+1.5*18)-374.5

=92.6KN

又依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）第5.7.5条规定：在自重湿陷性黄土场地，除不计湿陷性黄土层内的桩长按饱和状态下的正侧阻力外，尚应扣除桩侧的负摩擦力。本场地②-⑤层为湿陷性黄土，自重湿陷量的计算值为120.5-151.6mm，由表5.7.5桩侧平均负摩擦力特征值（钻孔灌注桩）可取10 Kpa。由5.7.4-1式，计算单桩竖向承载力特征值Ra：

Ra=qpaAp+uqsa(L-Z)-u(-qsa)Z

式中：Ra——单桩竖向承载力特征值(kN)

qpa ——桩端土的承载力（端阻力）特征值(kpa)