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桩侧负摩阻力

发布于：2022-09-08 14:44:08 来自：建筑结构/地基基础 [复制转发]

1. 负摩阻力及其产生条件

在桩顶竖向荷载作用下，当桩相对周围土体向下位移，土对桩产生向上作用的摩阻力，称为正摩阻力。

↑正摩阻力
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向下位移）。这时，土对桩产生向下作用的摩阻力，称为负摩阻力。

↑负摩阻力
产生负摩阻力的原因有多种，例如：

（1）桩穿过较厚的松散填土、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，邻近地面承受局部较大的长期荷载，地面大面积堆载（包括填土）时；

↑正、负摩阻力图

（3）由于降低地下水位，使桩周土中的有效应力增大，并产生显著沉降时。

2. 负摩阻力的分布

桩侧负摩阻力的分布范围视桩身与桩周土的相对位移情况而定。

下图表示一根承受竖向荷载的桩，桩身穿过欠固结土层，桩端嵌入坚实土层。在O₁处，即桩与土之间不产生相对位移的截面位置，称为中性点。在中性点O₁之上，桩侧出现负摩阻力，桩身轴力随深度递增；在中性点O₁之下，桩侧产生正摩阻力，桩身轴力随深度递减。在中性点处桩身轴力达到最大值。可见，桩侧负摩阻力的产生，将使桩侧土的部分重力和地面荷载通过负摩阻力传递给桩。因此，桩侧负摩阻力非但不能成为桩承载力的一部分，反而相当于是施加于桩上的外荷载，导致桩的承载力降低、桩基础沉降加大。

↑单桩在产生负摩阻力时的荷载传递

中性点的深度l_n与桩周土的压缩性和变形条件、土层分布及桩的刚度等条件有关。中性点深度应按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定。在桩周软弱土层深度l₀范围内，中性点深度l_n随桩端持力层的强度和刚度的增大而增加。由于桩周土固结随时间而发展，所以中性点的位置也随时间而变化。无实测数据时，可按《建筑桩基技术规范》给出的下表来进行计算。

↓中性点深度l_n

持力层性质

粘性土、粉土

中密以上砂

砾石、卵石

基岩

中性点深度比

l_n/l₀

0.5~0.6

0.7~0.8

0.9

1.0

注：①l_n、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；

②桩穿过自重湿陷性黄土层时，l_n可按表列值增大10%（持力层为基岩除外）；

③当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取l_n=0;

④当桩周土层计算沉降量小于20mm时，l_n应按表列值乘以0.4~0.8折减。

3. 负摩阻力的计算

负摩阻力对基桩而言是一种主动作用。大量试验与工程实测结果表明，以负摩阻力有效应力法计算较接近于实际。因此我国《桩基规范》规定，当无实测资料时，中性点以上单桩桩周第i层土负摩阻力标准值可按下式计算：

负摩阻力系数ξ_ni↓

土类	ξ_n
饱和软土	0.15~0.25
粘性土、粉土	0.25~0.40
砂土	0.35~0.50
自重湿陷性黄土	0.20~0.35

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。

在桩基设计时，可根据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，《桩基规范》建议按下列规定验算。以下规定中基桩的竖向承载力特征值R_a只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。

负摩阻力的存在减少了桩的承载力，增加了桩上荷载，在桩基设计施工中可采用一些措施避免或减少负摩阻力。对于预制钢筋混凝土桩和钢桩，可在桩身上涂敷一层具有相当粘度的沥青滑动层；对于灌注桩，在浇混凝土之间在孔壁铺设塑料膜或用高稠度膨润土泥浆，在桩壁形成滑动层。调整施工次序，采取措施减小建筑物使用后的桩土相对位移，也是减小负摩阻力的有效方法。

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