桩基负摩擦力

1、4.5 桩的负摩阻力,4.桩基础,4.桩基础,桩侧摩阻力示意图,1. 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 桩周有较大的堆载，引起桩周土的固结； 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； 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； 黄土中的桩，地基土湿陷作用引起桩周土下沉； 砂土液化和冻土融化。

2、,4.桩基础,3. 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,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,sp,se,ss,a,b,c,d,S位移,o,负摩擦区,正摩擦区,ln,lf,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 ，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、

3、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,-qs,Nz,4.桩基础,表5.4.4-2 中性点深度,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= 0,4 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.40.8 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

4、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： 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； 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； 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,4.桩基础,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： 对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧

5、阻力为零，并可按下式验算基桩承载力：,4.桩基础,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：,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。,5. 负摩阻力的计算 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：,o 以上单桩桩周第

6、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：,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；,4.桩基础,桩周第 i 层土负摩阻力系数，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。,4.桩基础,表5.4.4-1 负摩阻力系数,注

7、：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；,4.桩基础,考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：,4.桩基础,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 20m，试按桩基规范计算下拉荷载标准

8、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,侧阻力qsk=40kPa,饱和重度sat=18kN/m3,端阻力qpk=2500kPa,砂卵石,侧阻力qsk=80kPa,饱和重度sat=20kN/m3,粉质粘土,侧阻力qsk=50kPa,地下水位,10m,2m,10m,【解】,计算中性点深度：,第一层土：,第二层土：,负摩阻力标准值：,下拉荷载：,4.桩基础,表5.4.4-2 中性点深度,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

9、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 0.40.8 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5.4.4-1 负摩阻力系数,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；,7. 工程中如何减小负摩阻力 对于预制桩可在表面涂上沥青或采用预钻孔法； 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； 套管法； 对于群桩可采用设置保护桩。 施工中可调整施工顺序如：,4.桩基础,4.桩基础,Broms,图 5-6 隔离桩方法,图 5-7 保护桩方法,1、什么是负摩擦力？什么情况产生负摩擦力？ 2、什么是中性点？ 3、如何计算负摩擦力？ 4、工程中如何减小负摩擦力？,思考题,4.桩基础,4.桩基础,1 对于填土