桩基负摩擦力

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1、 4.桩基础 4.桩基础 正摩阻力正摩阻力负摩阻力负摩阻力桩侧摩阻力示意图桩侧摩阻力示意图 1. 桩的负摩阻力概念桩的负摩阻力概念 正摩阻力：桩相对于周围土向下运动，土对桩施加向上的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩承载力的一部分。 负摩阻力：桩相对于周围土向上运动，土对桩施加向下的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩荷载的一部分，减少了桩的承载力，还可能引起较大的沉降。 4.桩基础 2. . 产生负摩阻力的原因产生负摩阻力的原因l 桩周有较大的堆载，引起桩周土的固结；l 桩穿过欠固结的软粘土或新填土进入硬持 力层，土层产生自重固结下沉；l 软粘土地区，地下水下降或深基坑开挖降水等 引起桩周土下沉；l

2、黄土中的桩，地基土湿陷作用引起桩周土下沉；l 砂土液化和冻土融化。 4.桩基础 3. 负摩阻力的分布负摩阻力的分布 桩身负摩阻力的分布与桩周土与桩的相对位移相关，一般除了支撑于基岩上的非长桩以外，都不是沿桩身全部分布着负摩阻力。 4.桩基础ss ps es cd ab 线桩周土的下沉量分布线桩各截面的位移分布任一截面下桩的压缩量桩端的下沉量地面土沉降量 由相对位移可知，在 o 点以上桩受负摩阻力，在 o 点以下桩受正摩阻力，所以 o 点定义为中性点。 4.桩基础spsessabcdS位移o负摩擦区正摩擦区lnlf 分 析 可 知 ：在 O 点桩的轴力达到最大，即轴力分布曲线在该点的斜率为 0

3、，然后可求出桩身侧阻力的分布。 关于中性点的位置与桩周土的压缩性、变形条件、土层分布及桩的刚度等因素有关，较难确定。而且中性点还随时间而变化。实际工程中，我们可以参考桩基规范给出的中性点深度与桩长的比值，表5.4.4-2 4.桩基础+qs-qsNz 4.桩基础表表5.4.4-2 中性点深度中性点深度 持力层性质黏性土、粉土中密以上砂砾石、卵石基岩 中性点深度比 ln / l0 0.50.60.70.80.91.0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；、3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 04 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln

4、 应按表列值乘以 0.40.8 折减。 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）； 中性点深度 ln 一般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。 4.桩基础 下面情况中的桩基，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：l 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；l 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；l 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. 桩基规范关于桩的负摩阻力的相关规定

5、桩基规范关于桩的负摩阻力的相关规定 4.桩基础kaNR 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：l 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： 4.桩基础l 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： nkgaNQRl 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。ngQ 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。aR5. 负摩阻力的计算负

6、摩阻力的计算 根据大量工程实践和试验表明，贝伦提出的 “有效应力法” 较为接近实际。我国建筑桩基技术规范（JGJ 94-2008 ）采用该法计算负摩擦力标准值。 4.桩基础 4.桩基础 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：l o 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：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：ininsiqii 4.桩基础当地面分布大面积荷载时： 第 i 层土桩侧负摩阻力标准值；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；iipiimimmizz2111nsiq 4.桩基础桩周第 i 层土负摩阻力系数

7、，按表5.4. 4-1 取值；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；桩周第i 层土平均竖向有效应力； 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； 第i 层土、第m层土的厚度；地面均布荷载。iniiimizmzp 4.桩基础 表表5.4.4-1 负摩阻力系数负摩阻力系数土类饱和软土 0.150.25黏性土、粉土0.250.40砂土0.350.50自重湿陷性黄土0.200.35n注：注：1 在同一类土中，对于挤土桩，取表中较大值，对于非挤在同一类土中，对于挤土桩，取表中较大值，对于非挤土桩，取表中较小值；土桩，取表中

8、较小值； 2 填土按其组成取表中同类土的较填土按其组成取表中同类土的较大值；大值；n 4.桩基础l 考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：ininsinnglquQ14/dqdssmnsayaxn 4.桩基础nilnaxsaysnsqmn式中 、 o 以上桩周土厚度加权平均负摩阻力标准值；1时，取 =1。 o 以上桩周土层厚度加权平均重度。中性点以上土层数；中性点以上第 i 土层的厚度；负摩阻力群桩效应系数；分别为纵横向桩的中心距；对于单桩基础或按上式计算的群桩效应系数【例题】某端承灌注桩桩径1.0m，桩长22m，桩周土性参数如图所示，地面大面积堆载 p=60kPa，桩周沉降变形土层下限深度

9、 20m，试按桩基规范计算下拉荷载标准值（已知中性点深度 Ln / L0=0.8，粘土负摩阻力系数取0.3，粉质粘土负摩阻力系数取0.4，负摩阻力群桩效应系数取1.0）。粘土粘土侧阻力侧阻力qsk=40kPa饱和重度饱和重度sat=18kN/m3端阻力端阻力qpk=2500kPa砂卵石砂卵石侧阻力侧阻力qsk=80kPa饱和重度饱和重度sat=20kN/m3粉质粘土粉质粘土侧阻力侧阻力qsk=50kPa地下水位地下水位10m2m10m111118 104022immiimzzkPa 00.80.8 2016nLLm11110.3 10040,=300kPa3nnssknskPaqqkPaq 取

10、116040100pkPa218 1010 61102kPa 2260 110170pkPa1.0 3.14 (30 1050 6)1884nnngnsiiiQuq LkN22220.4 17050,=508kPa6nnssknskPaqqkPaq 取【解】计算中性点深度：计算中性点深度：第一层土：第一层土：第二层土：第二层土：负摩阻力标准值：负摩阻力标准值：下拉荷载：下拉荷载： 4.桩基础表表5.4.4-2 中性点深度中性点深度 持力层性质黏性土、粉土中密以上砂砾石、卵石基岩 中性点深度比 ln / l0 0.50.60.70.80.91.0注：1 ln , l0 分别为自桩顶算起的中性点深

11、度和桩周软弱土层下限深度；、3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 04 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.40.8 折减。 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）； 中性点深度 ln 一般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。 4.桩基础 表表5.4.4-1 负摩阻力系数负摩阻力系数土类饱和软土 0.150.25黏性土、粉土0.250.40砂土0.350.50自重湿陷性黄土0.200.35n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

12、 填土按其组成取表中同类土的较大值；n7. 工程中如何减小负摩阻力工程中如何减小负摩阻力l 对于预制桩可在表面涂上沥青或采用预钻孔法；l 对于灌注桩，浇注前在孔壁铺设塑料膜或用高稠 度膨润土（斑脱土）泥浆；l 套管法；l 对于群桩可采用设置保护桩。l 施工中可调整施工顺序如： 4.桩基础 4.桩基础Broms图图 5-6 隔离桩方法隔离桩方法图图 5-7 保护桩方法保护桩方法1 1、什么是负摩擦力？什么情况产生负摩擦力？、什么是负摩擦力？什么情况产生负摩擦力？2 2、什么是中性点？、什么是中性点？3 3、如何计算负摩擦力？、如何计算负摩擦力？4 4、工程中如何减小负摩擦力？、工程中如何减小负摩

13、擦力？思考题思考题 4.桩基础粘土粘土侧阻力侧阻力qsk=40kPa饱和重度饱和重度sat=18kN/m3端阻力端阻力qpk=2500kPa砂卵石砂卵石侧阻力侧阻力qsk=80kPa饱和重度饱和重度sat=20kN/m3粉质粘土粉质粘土侧阻力侧阻力qsk=50kPa地下水位地下水位10m2m10m 4.桩基础1 对于填土场地，宜先填土并保证填土的密实性，软土场地填土前应采取预设塑料排水板等措施，待填土地基沉降基本稳定后方可成桩；2 对于自重湿陷性黄土地基，可采用强夯、挤密土桩等先行处理，消除上部或全部土的自重湿陷；3 对于欠固结土，先期排水预压；4 对于挤土沉桩，应采取消减超孔隙水压力、控制沉桩速率等措施；