桩侧负摩阻力计算

桩侧负摩擦力 qsni 的计算与取值分别为 9. 00 ,11. 90 ,17. 37 ,
22. 75 ,29. 45 和 9. 00 ,11. 90 ,16. 00 ,22. 75 ,29. 45。
γ1m
=
2
×9 .
00
+
2
×8 .
00 + 9.
3 0
×10 .
00
+
2
×9 .
00
=
9.
11
kN/
Ⅲ4 淤泥质粘土 3. 00 14. 00 8. 50 10. 91 18. 20 24 18. 20 0. 2
Ⅲ5
粘 土 2. 90 16. 00 11. 45 10. 73 24. 56 34 24. 56 0. 2
1. 3 比较以上两版的计算 ,存在的问题 1) 对岩土厚度及层底深度论定两者尽管不同 ,但这属正常 。 2) 在 中 性 点 δ 取 值 上 一 版 的 L n/ L 0 = 0. 5 , 明 显 错 误 , 据
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
=
1.
0
×1 .
6
×( 9 .
13
×1 .
85
+
11.
67
×1 .
70
+
16.
00
×2 .
8
+ 22. 78 ×2. 575) = 224. 3 kN 。
1. 4. 2 二版正确计算 :埋深 4. 0 m ,桩长 18. 00 m。
L n/ L 0 = 0. 7 , L n = 0. 7 ×12. 9 = 9. 0 m。
m3
,
qsn
=
9.
13
×1
.
85
+
11.
67
×1 .
70 + 16 8. 925
.
00
来自百度文库×2
.
8
+
22.
78
×2
.
575
= 15. 71 kPa ,
则 ηn = 2. 0 ×2. 0/ 3. 14
×0 .
452
(
15. 71 9. 12
+
0.
452 4
)
= 1. 535
(取 ηn = 1) ,
Q
n g
J GJ 94294第 5. 2. 16. 3 条 :当桩端持力层为中密以上砂时 ,中性点 深度比 L n/ L 0 取 0. 7～0. 8 ,因此二版取值正确 。但规范 J GJ 94294 对 L 0 起算点未作明确规定 ,一般做法是从天然地面起算 ,对此有 待规范进一步明确 。
3) 在 计 算 δ′i 时 , Zi 取 值 都 不 正 确 。按 照 J GJ 94294 第 5. 2. 16. 1条规定 : Zi 应取自地面起算的第 i 层土中点深度 ,则一 版应分别取 5. 075 m ,6. 85 m ,9. 10 m ,12. 50 m 和 15. 70 m ;二版 则应分别取 5. 0 m ,7. 0 m ,9. 5 m ,12. 5 m 和 15. 6 m。这点则是 对规范理解的谬误 。
4) 在 qsni计算时 ,二版考虑了桩周负摩阻力系数 ,而一版则未 加考虑 ,一版计算错误 。
5) 在 γ1m 计算时二版计算至桩顶下 9. 0 m ,与规范要求计算 中性点以上桩周土加权平均有效重度一致 ,一版则计算至桩顶下 4. 35 m ,显得有点不伦不类 ,也表现出对计算深度的不正确确定 。 对此规范尽管未作明确规定 ,但按摩擦力的产生应在桩侧计算深 度内 ,因此二版的计算正确 。
qsik kPa
Ⅲ1 淤泥质粘土 1. 85 6. 00 3. 00 9. 00
27. 00
20
Ⅲ2 粉质粘土 1. 70 7. 70 3. 85 8. 52
32. 80
30
Ⅲ3 淤 泥 2. 80 10. 50 5. 25 9. 17
48. 14
16
Ⅲ4 淤泥质粘土 4. 00 14. 50 7. 25 9. 11
1. 1 在解题上两书总的思路是一致的 。即 : 因地面至地面下
16. 9 m 深内土均属欠固结软土 ,因而在计算桩的竖向承载力时 ,
应考虑桩周土层沉降对桩产生负摩阻力的长期效应 。
1) 据 J GJ 94294 第 5. 2. 16. 1 条 ,桩侧负摩阻力标准值按下式
计算 : qsi n =ξnσ′i ,σ′i = ri′Zi 。
桩侧负摩阻力 qsni 的计算与取值分别为 9. 13 ,11. 67 ,16. 69 ,
22. 78 ,29. 11 和 9. 13 ,11. 67 ,16. 00 ,22. 78 ,29. 11。
γ1m
=
1.
85
×9
+
1.
7
×8 + 8.
2. 80 925
×10
+
2.
575
×9
=
9.
12
kN/
66. 05
24
Ⅲ5 粘 土 2. 40 16. 90 8. 45 9. 47
80. 02
34
qsni 取值 kPa
20 30 16 24 34
计算 侧面积
m2
2. 96
2. 72
1. 28
1. 2. 2 二版计算
Ⅲ5 粘土层(软塑) 层底埋深 16. 9 m ,参照 J GJ 94294 表 5. 2. 16. 2 ,
= 216. 5 kN。
比较两版计算结果 ,相差 7. 8 kN ,究其原因是由于土层厚度
两版论定有异及两例基础埋深相差 0. 15 m 所致 。
2 结语
2. 1 据工程实践及 J GJ 94294 建筑桩基技术规范 ,在进行桩基设 计时 ,当桩侧存在有可能自身沉降超过基桩沉降的土层时 ,应考 虑桩侧负摩阻力 。
某高层建筑采用桩箱基础 ,基础长 33. 4 m ,宽 30. 6 m ,埋深 4. 15 m (二版埋深 4. 00 m) 。桩基采用 400 mm ×400 mm 钢筋混 凝土预制桩 ,桩长 20 m (二版桩长 18 m) ,纵横向桩的中心距均为 2. 0 m 。根据工程地质勘察报告 ,该工程场地为第四纪退海地 , 16. 9 m 以上均为欠固结软弱土层 。试计算群桩中任一基桩的下 拉荷载 。
)
]
。
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1. 2 在计算上两版本则存在很大差异 。现将其各自解法分别列 于下 :
1. 2. 1 一版计算 Ⅲ5 粘土层 (软塑) 层埋深 16. 9 m ,参照 J GJ 94294 表 5. 2. 16. 2 ,
引言
在桩基设计时 ,当桩侧存在有可能自身沉降超过基桩沉降的 土层时 ,应考虑桩侧负摩阻力 。但不同的人对同一桩基的计算结 果往往存在相当差异 。以下根据注册岩土工程师专业考试复习 教程第一版和第二版对同一例题的计算结果作一分析 。
1 例题分析
注册岩土工程师专业考试复习教程 2002 年 7 月第一版及 2003 年 6 月第二版 (以上两书均由中国建筑工业出版社出版 ,以 下简称一版和二版) ,在第三章桩基础中有同一例题 :
持力层为中密以上砂土中性点深度比取 0. 7 。
L n/ L 0 = 0. 7 , L 0 = 12. 9 m ,则 L n = 9. 0 m ,即中性点深度为
9. 0 m ,桩侧负摩阻力计算与取值见表 2 。
表 2 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
γ1i kN/ m3
2. 4 特别是在计算中 ,要正确对各参数进行定值 ,才能保证计算 结果的正确 ,使设计安全经济合理 。 参考文献 : 1 J GJ 94 294 ,建筑桩基技术规范 S .
calculation of lateral negative2friction resistance of pile
Abstract : In view of t he calculation problem of lateral negative2friction resistance of pile in t his paper according to t he same example in t he first and second edition of review course f or qualif ied ex am i nation of registered geotechnical engi neer calculation results are analyzed comparative2 ly. Some valuable experiences are summarized in order to provide references to engineers engaged in relevant area. Key words : pile foundation design , lateral negative2friction resistance of pile , standard value
m3
,
qsn
=
2
×9 .
00
+
2
×11 .
90 + 3 9. 0
×16 .
00
+
2
×22 .
75
=
15.
03
k Pa
,
则 ηn
= 2. 0 ×2. 0/
3. 14
×0 .
452
(
15. 03 9. 11
+
0
.
4452)
]
= 1. 6 (取 ηn = 1. 0) ,
Qgn = 1. 0 ×1. 6 ×(2 ×9. 00 + 2 ×11. 90 + 3 ×16. 00 + 2 ×22. 75)
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
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桩侧负摩阻力计算
摘 要 :针对桩侧负摩阻力的计算问题 ,结合注册岩土工程师专业考试复习教程第一版和第二版同一例题计算结果的分 析比较 ,总结几点有益的经验 ,供同行参考 。 关键词 :桩基设计 ,桩侧负摩阻力 ,标准值
计算值 qsni kPa
qsik kPa
qsni 取值
kPa
δn 取值
Ⅲ1 淤泥质粘土 2. 00 6. 00 1. 00 9. 00 1. 80
20
1. 80
0. 2
Ⅲ2
粉质粘土 2. 00 8. 00 3. 00 11. 33 6. 80 30 6. 80 0. 2
Ⅲ3
淤 泥 3. 00 11. 00 5. 50 11. 64 12. 80 16 12. 80 0. 2
2. 2 对桩摩阻力计算的正确性关系重大 ,因此在计算中应正确 使用规范规定 ,并结合当地经验对桩摩阻力正确定值 ,以使取值 恰当 ,设计安全而合理 。
2. 3 准确选定中性点 ,对桩摩阻力计算准确性很重要 。特别是 对按变形控制设计桩基时 ,根据建筑物的要求 ,合理地确定桩基 容许沉降值 ,对控制负摩阻力的大小 ,充分发挥桩的承载能力意 义重大 。
地基土分层 :第 Ⅰ层 :素填土 :厚 1. 1 m～2. 6 m ;第 Ⅱ层 :粘
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 。
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 。
1. 4 据上分析 ,本例正确解法如下 :δn 取 0. 2 。
1. 4. 1 一版正确计算 :埋深 4. 15 m ,桩长 20. 00 m。
L n/ L 0 = 0. 7 , L n = 0. 7 ×12. 75 = 8. 925 m 。