关于摩擦桩摩阻力计算在实际施工中的应用
【doc】负摩阻力的概念与案例分析
负摩阻力的概念与案例分析第23卷第2期磅他鹭GEOLOGYOFSHAANXI2005年12月文章编号:1001--6996(2005)02--0101--07负摩阻力的概念与案例分析王建勋(1.中国地质大学资源学院,武汉430074;2.陕西省地矿局第三地质队,宝鸡721300)摘要:负摩阻力在岩土工程领域中占有重要的地位,在工程实践中特别是桩基工程中,负摩阻力日益受到重视.近几年全国注册土木工程师专业案例考试中不断有关于负摩阻力的试题出现,只有正确地理解负摩阻力的概念,深刻领会《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)的相关规定,明确负摩阻力产生的条件,掌握负摩阻力及下拉荷载的计算步骤,在注册考试中合理应用计算公式得到正确的结果.通过对三个关于负摩阻力案例的分析,明确了各种类型习题的关键所在,为以后的应试和工程实践打下良好的基础.关键词:负摩阻力;岩土工程;案例分析中图分类号:TU473.12文献标识码:B前言随着岩土工程的不断发展,负摩阻力在工程特别是桩基工程中受到广泛关注.近年来的注册土木工程师专业案例考试中不断有负摩阻力的试题出现,那么如何去理解负摩阻力,从而在工程实践和应试中加以应用呢?1负摩阻力的概念及理解1.1负摩阻力的概念《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)(以下简称《桩基规范》)定义如下:是指当桩周土体产生的沉降超过基桩的沉降,即桩周土体相对于基桩有向下的位移时,将产生负摩阻力.1.2负摩阻力的产生条件大体分为三种情况:第一种情况是指土体在自重或水的作用下产生竖向的固结压缩时,例如桩穿越厚度较大的松散填土(未固结或欠固结),自重湿陷性黄土(浸水饱和),欠固结土层进入相对硬土层时,将产生负摩阻力;第二种情况是指桩周存在软弱土层,且同时承受外部荷载(如地面大面积堆载)时,产生负摩阻力;第三种情况是指由于地下水位降低导致收稿日期:2OO5一O9一l2作者简介:王建勋,男,34岁,1995年毕业于西安地质学院水工系,主要从事岩土工程勘察工作.102陕西地质第23卷土体中有效应力增大,土体产生显着的附加沉降而产生负摩阻力. 1.3负摩阻力的计算与验算负摩阻力不但与桩身穿越的土体性质有关,还与桩型有密切的关系.摩擦型基桩由于基桩的竖向承载力主要由桩周土体的侧阻力来承担,而且只有当桩身有一定的位移时,土体的摩擦力才显现出来,因此土体相对于基桩有明显位移的可能性较小,桩侧土体移动,桩身亦随之向下移动,故《桩基规范》规定,对于摩擦型桩,当缺乏工程经验时,不用考虑负摩阻力产生的下拉荷载,仅把桩身计算中性点以上的土体侧阻力按零处理,然后进行基桩承载力验算;对于端承型基桩进行验算时,既要满足摩擦型基桩的验算条件,同时还应考虑负摩阻力引起的下拉荷载.1.4负摩阻力及下拉荷载标准值的计算公式单桩负摩阻力标准值:一?;降低地下水位时:=?地面有满布荷载时:一+?群桩中任一基桩的下拉荷载标准值:“一?U三?Z(5.2.16—5)一?/[\/q~’1-d)]公式及各符号意义见《桩基规范》.2负摩阻力及下拉荷载的计算步骤2.1确定桩周沉降变形土层下限深度首先要弄清楚的一件事就是桩周沉降变形土层下限深度,由于土层变形下限深度有深有浅,有时超过桩端深度,有时与桩端深度一致,较浅的还达不到桩端深度,但我们关心的是与桩身有关的下限深度,无论土层变形下限深度有多深,桩端深度以下的部分,不用去可虑它,所以就有三种情况,两种结果,第一种:桩周土层变形下限深度比桩端深度浅时,即<z(其中z.为桩周变形土层下限深度,z为桩长),此时取实际的变形下限深度;第二种:二者一致时,取z.一z;第三种:当桩周变形土层下限深度比桩端深度深时,仍然取z.一z.2.2确定桩身计算中心点深度(1).有实测数据时,以实测数据为准,一般情况下,可参照《桩基规范》表5.2.16—2取值.表5.2.16—2中性点深度表Tab.5.2.16—2Neutralpointdepth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0.5～O.60.7～O.8O.91.Ol/第2期王建勋:负摩阻力的概念与案例分析1032.3对桩周土体进行分层桩周土体分层是按土体性质变化处进行分层,为自然层,水位是当然的分层界线,分层时最重要的依据是重度,若重度变化不大,可笼统地按同一层处理. 2.4分层计算负摩阻力标准值这一步是计算的关键环节,按《桩基规范》给出的计算公式可知,是一个平均竖向有效应力,是按厚度计算的加权平均有效重度,而且仅是针对桩周土而言,也就是说,当桩顶距地表有一定距离时,计算平均有效重度不需要计算至地表,至桩项即可,而是从地表起算至第i层中点的深度.计算负摩阻力标准值时,很多参考书给出的计算方法也不尽相同,有些计算时从地表开始,有些计算时不进行平均,有些在该分层时不进行分层,对自重湿陷性黄土的负摩阻力标准值计算时,),;取天然重度,而未取饱和重度等等,这些算法都不够正确,需引起注意.2.5计算负摩阻力引起的下拉荷载标准值下拉荷载标准值的计算分两种情况,一是不用考虑群桩效应系数的情况,较简单,取珏一1即可;二是考虑群桩效应系数时,通过公式计算可得群桩效应系数rb,当计算的rb>1时,取=1.3案例分析3.1案例1计算过程及分析案例1:已知钢筋混凝土预制方桩边长为300mm,桩长为22IT1,桩顶人土深度为2IT1,桩端人土深度24IT1,场地地层条件见下表,当地下水位由0.5IT1下降至5IT1时,按《建筑桩基技术规范》计算单桩基础基桩由于负摩阻力引起的下拉荷载.(2002年度全国注册土木(岩土)工程师执业资格考试专业案例试卷下午卷第5题)表5.2.16—2场地地层条件表Tab.5.2.16-2Stratigraphyofthesite层序土层名称层底深度(m)厚度(m)天然重度7.(kN/m3)①填土l_2Ol_2Ol8.O②粉质粘土2.OOO.8Ol8.O④淤泥质粘土l2.OOlO.OOl7.O⑤一l粘土22.7010.70l8.O⑤一2粉砂28.8O6.1Ol9.O⑤一3粉质粘土35.3O6.5Ol8.5⑦一2粉砂40.004.702O.O(注:中性点深度比/f0粘性土为0.5,中密砂土为0.7.负摩阻力系数:饱和软土为0.2粘性土为0.3,砂土为0.4.)案例1计算过程陕西地质第23卷3.1.1确定桩周变形土体下限深度由地质条件可知,桩周土体为第④,⑤一1,⑤一2层,其中第⑤一2层为粉砂,其孔隙比较小,不产生负摩阻力,桩周变形土体下限深度为第⑤一1层层底深度,即为22.70m,桩周土体压缩层厚度即为z.一22.7O一2.0=20.70m.3.1.2确定中性点深度持力层为中密粉砂,中性点深度比取较小值0.7,即z/z.一0.7,则z一14.5m,中性点深度(从地表起算)为16.5m.3.1.3对桩周土体进行分层由于水位由0.5m降至5m,故5m深度为一个分层界线.第④层淤泥质粘土与第⑤一1层粘土分层深度12m为一个分层界线,即计算时可分为三层,2～5m,5～12m,12~16.5m.3.1.4分层计算负摩阻力标准值,亡r),深度2～5m:曲一?),i?Zl一0.2×17×(+2)一11.9kPa深度5~12m:_o.2X髯(+5)一18.19kPa深度12~16.5m:盛一嘶z3=0.3X盐×(+12)=41.55kPa3.1.5计算下拉荷载标准值因为是单桩,故取T)一1,则一?”,一1×0.3×4×(11.9×3+18.19×7+41.55×4.5)----420kN.3.1.6案例1计算结果分析整个计算过程中,关键还是负摩阻力标准值的计算,有些参考书在计算这一步时,重度的平均值是从地表开始起算的,即一士一17.4kN/m.一上星7_一11.33kN/m3一一10.42kN/m.这样计算结果为446kN,相差26kN,对结果影响还是比较大的,作为考试来说,选择的肯定是不同的结果,以本人的理解,前一种算法符合《桩基规范》规定,是比较合理的.3.2案例2计算过程及分析案例2:一钻孔灌注桩,桩径d一0.8m,l一10m.穿过软土层,桩端持力层为砾石.第2期王建勋:负摩阻力的概念与案例分析105地下水位在地面下1.5m,地下水位以上软粘土的天然重度,地下水位以下它的浮重度y一17.1kn/m..现在桩顶四周地面大面积填土,填土荷重P—i0kn/m,要求按《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)计算因填土对该单桩造成的负摩擦下拉荷载标准值(计算中负摩阻力系数取0.2).(2003年全国注册土木工程师(岩土)执业资格考试专业案例试卷上午卷第15题).案例2计算过程3.2.1确定桩周土体变形下限深度本题较简单,即为桩长z.一z—i0.3.2.2确定中性点深度由于桩端为砾石层,取z,./l.一O.9,则中性点深度为一9.0m.3.2.3对桩周土体进行分层由于水位为1.5m,故可分为两层,即O～1.5m,1.5～9.0m段.3.2.4分层计算负摩阻力标准值由于有地面堆载,选择式5.2.16—3进行计算,即:i—P+?深度O～1.5m:i—i0+17.1×一22.825kPa深度1.5～9.0m:一1o+卫星±l二巡×(+1.5)一66.525是Pa贝0:q一.?i一0.2×22.825—4.565kPa’q一?2—0.2×66.525—13.305kPa3.2.5计算下拉荷载标准值单桩取一1,则一’”q?z一1×2×3.14×0.4×(4.565×1.5+13.305×7.5)一268是N3.2.6案例2计算结果分析此题的关键和分歧在于要不要分层,水位要不要作为分层标志,若不分层还可这样计算:啦一.?:一?(户+7?)一0.2×(i0+×4.5)一ii.69kPn一3.14×0.8×11.69×9—264kN这也是一些参考书给出的计算过程,分层与不分层计算出的结果相差约4kN左右,之所以较小,是因为水位较浅的缘故,若水位较深时,结果相差就比较大,此题假设水位为5,桩长为20时,则两者计算结果相差为35kN,就是不可忽略的差别了,因为水位上下的土体有效重度相差较大,最好分层来计算比较切合实际.3.3案例3计算过程及分析案例3:在一自重湿陷性黄土场地上,采用人工挖孔端承型桩基础.考虑到黄土浸水后产生自重湿陷,对桩身会产生负摩阻力,已知桩顶位于地下 3.0,计算中性点位于桩顶下3.0陕西地质第23卷黄土的天然重度为l5.5kN/m.,含水量l2.5,孔隙比1.O6,在没有实测资料时,按现行《建筑桩基技术规范》(94—94)估算黄土对桩的负摩阻力标准值.(2003年全国注册土木工程师专业案例下午卷第3O题)3.3.1已知条件分析计算的关键是黄土的重度,自重湿陷性黄土产生负摩阻力的必要条件是浸水饱和,当浸水饱和时,才会湿陷,才会产生负摩阻力,故计算中使用的重度应该是饱和状态下的重度,而已知条件未直接给出饱和重度,需要计算.3.3.2饱和重度的计算黄土的饱和重度由两部分组成,即由土体的干重度和饱和状态下土体孑L隙中水的重度组成.土的干重度:)’d--一—13?78kN/m.土体孑L隙中水的重度,其中饱和度按S一O.85考虑,则:e7m一r’雨’p.q一0?85×xl×10:4?37kN/m.则:一13.78+4.37—18.15kN/m.3.3.3计算负摩阻力标准值由于是灌注桩,所以1:取小值0.2.q一.?;一??一0.2×l8.15×4.5—16.33kPa3.3.4案例3计算结果分析该题计算的关键是公式中的重度要用饱和重度,而非天然重度,很多人都忽略了计算饱和重度,得到了错误的结果.对于自重湿陷性黄土,这一点特别重要,天然状态下的黄土自重固结已经完成,只有当浸水饱和时才又发生附加固结下沉.这就是为什么在湿陷性黄土地区进行地基处理时,把防水放在重要位置的原因.4结束语正确理解负摩阻力的概念,才能在工程实践中合理估算负摩阻力产生的下拉荷载,在案例分析中通过正确的计算步骤才能得出正确的结果.全国注册土木工程师执业资格考试,O2--04年每年都有关于负摩阻力的试题出现,相信以后每年的考试还会有,这就要求每一位从事岩土工程的技术人员能全面地掌握它,当然考试并不是目的,重要的是我们在以后的工程实践中加以应用,避免由于事前未考虑负摩阻力而导致的不良后果,为社会为企业节约经费,减少损失.第2期王建勋:负摩阻力的概念与案例分析107[1]《建筑桩基技术规范》JGJIs].94～94[参考文献]NEGA TIVEFRICTIONANDANALYSISOFEXERCISESWANGJian-xunI,2(1?chinaUniVersity.fGeosciences,wuhan,Hubei430072;2.Geol0gica1TeamN..3,ShaanxiBureauofGeologyandMineralResources,Baoji72130OO)Abstract:NegatiV efrictionplacesanimporta ntroleingeotechnicsandithasbeenpaidatten—t:onncreasngyngeotechnicalengineering,especiallyinpilefoundationproje ct.Questionsautnegat1vefrictionareoftenpresentinthecasetestoftheregi strationtestforengineers ocIengmeermgUnlYcorrectunderstandingtheconceptionsofneg ativefrictionandreIe一anegulaionstohe”TechnicalCriterionsofArchitecturalPileFoundatt(JGJ94—94). makingclearoftheconditionsofnegativefrictionoccurre nceandthewaystocalculatenega—V erctonandpollingroads,couldthecorrectresultsbeobtainedb yproperusingcalculat—mgtormulaemtheregistrationtests. ThreeanalyticalsamplesofnegativefrictioninthisDa—perhavedemonstratedthekeystoanswervariousquestions.Keywords:negatiV efriction;geotechnica1engineering;exercises。
浅谈桩基负摩阻力的计算方法及中性点位置的选择
图３ 桩 身轴力计算值与 实测结果比较
四川建 筑
第３ ３卷 ４期
２ ０ １ ３ ． ０ ８
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由图 ２可以看出 ， 实测与计算 的土体沉 降量基本 吻合 。 但 由图 ３的曲线我们得知 ， 理论 计算 的轴 力 比实 际计 算 的轴力普遍都大。其原因可能是因为在理 论计算 时 ， 负摩 阻 力的作用考虑 的相对较大 ， 偏 于保守 ， 而在 实际 的工 程 中， 负 摩阻力并没有象理 论 中那样 充分发 挥。在 图 ３中实际计算
［ 作者 简介 ］ 顾云佳 ， 男， 硕士研究生 ， 主要研 究方 向为钢 筋混凝土 结构设计 与抗震性 能研 究。
（ １ ） 桩基 的承载能力 由侧摩 阻力 和桩端 承载力 组成 ， 而 负摩阻力 的产生 不但无 法成为桩基承载力 的一部分 ， 反而会
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四川建筑
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阻 力 的 反 演 分 析 法 将 逐 步 走 向成 熟 并 被 加 以 应 用 。 而 在 大
的中性点位置应该是在 １ ６ ｍ 附近 ， 根据 荷载 传递 法计算 得
出的中性点位置大概 是在 １ ４—１ ５ ｍ之 间 ， 略 高于 实际 的 中
，
性点 。而用 的估 算法 ， 我们得 出 中性点 位置 大概 是在 １ ９
摩 阻力计算模型 来模拟 桩土界 面 的滑 移对 负摩阻 力的影 响并 进行分析 。这方法 的好 处是 能 同时考 虑桩 基负 摩阻 力 的各 种因素 ， 得 出的结论较 为精确 。不过 因为条件 限制等原
淤 泥 夹 砂
淤 泥 中砂
８ ＿ ９ ５～１ １ ． ４ ５
浅谈桩的负摩阻力及实际工程中的处理
浅谈桩的负摩阻力及实际工程中的处理[摘要]：负摩阻力是桩基础设计时常见的问题，本文从负摩阻力的产生机理出发，探讨了负摩阻力的计算方法，给出了减小负摩阻力的措施；并结合实际工程分析了桩与承台共同作用机理在负摩阻力桩基础工程中的适用范围。
[关键字]：负摩阻力桩与承台共同作用1 前言桩基础是目前采用广泛的一种软弱地基处理方式，其承载力由桩侧土的摩擦力和桩端反力共同构成。
但是在有些地质条件下，由于某些原因，当桩周土体的沉降量大于桩本身的沉降时，桩侧表面的一部分面积上将产生负摩阻力。
负摩阻力对桩产生下拉作用，致使桩基的荷载增加，变相的降低了桩的承载力，使其沉降加大，严重时会导致建筑物的损害或破坏，由于设计人员忽略了负摩阻力的影响从而引起的工程事故不在少数。
本文对桩的负摩阻力的产生条件及其特性进行分析，探讨了桩负摩阻力的计算方法。
正常情况下，计算桩基础的承载力时，假定上部荷载通过承台传递给桩，然后再传给地基，并不考虑承台底部土的承载作用。
但是，在某些地基土层中，往往在1m左右的根植土下有2-5m的粉质粘土硬壳层，再往下则是10几米甚至20几米的淤泥层。
在这些场地的工程中，一般是采用桩基础进行地基处理，但是由于负摩阻力的存在，正常桩长的单桩承载力往往比较小，布桩很密而且造价比较高；如采用表层换土后作浅层基础，由于硬壳层厚薄不均，填土厚度及质量均难以控制，容易使基础沉降过大或沉降不均匀，影响正常使用。
对于这类场地，由于采用的桩基一般是摩擦型桩，桩与桩间土的变形是相互影响的，桩间土具有一定的承载力，而承台承担的荷载将是可观的。
因此本人认为，在这样的工程中，考虑桩与承台共同工作承担上部荷载是安全合理的，而且具有可观的经济效益。
2 负摩阻力产生机理、特性及其对桩基的影响分析布置在土体里的桩，正常情况下由于上部荷载的作用，桩的沉降速率（或沉降量）大于桩周土的沉降速率（或沉降量），桩周土对桩的侧表面产生向上的摩擦阻力，称之为正摩阻力；反之，当由于以下几种情况：1）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2）桩周存在软弱土层，临近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载3）由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降4）冻土融化使得桩周土的沉降速率（或沉降量）大于桩的沉降速率（或沉降量）时，桩周土将对桩产生向下的摩阻力，称之为负摩阻力。
桩基础负摩阻力的防治对策分析
桩基础负摩阻力的防治对策分析桩基础是建筑工程中常用的基础类型，其优点在于可以通过加深的方法抵消土壤反力的影响，具有较好的承载能力。
在桩基础的设计与施工过程中，负摩阻力是一个常见的问题。
本文将对桩基础负摩阻力的防治对策进行分析。
一、负摩阻力的原因桩基础负摩阻力又称为摩擦阻力，它的作用是接受上部荷载并将其传递到土体中。
负摩阻力的产生原因是由于桩身与周围土体之间的摩擦力，从而形成一个外形为椭圆形的摩擦带，带状区域内土体与桩壁之间的摩擦力与桩顶承载的力矩相等，从而形成一个与桩身都负向相反的阻力。
二、负摩阻力的危害由于负摩阻力的存在，可能会影响桩基础的承载能力和工程质量，进一步对工程的安全性产生风险。
具体表现如下：1、减小了桩基础的有效长，导致桩基础的承载能力降低。
2、负摩阻力发展速度快，对桩基础的稳定性造成影响。
3、负摩阻力的作用周期长，会增加桩基础的荷载变形，导致工程的整体结构变形。
三、负摩阻力的防治对策负摩阻力在桩基础建设中是无法避免的，但是在实践中可以采取有效的措施降低其负面影响，具体如下：1、正确的设计方案：在桩基础的设计阶段，应合理地选取桩身直径、长度和孔隙率等参数，争取降低摩擦带面积，从而减少负摩阻力的产生。
2、挖孔优化：桩基础的挖孔施工对桩身周围土体的影响很大，会直接影响负摩阻力的大小。
在实际工程中，可以采用泥浆壁型、套管等方式优化挖孔施工过程，使得周围土体的密实程度更高，从而减少负摩阻力的产生。
3、施工工艺优化：在桩基础施工过程中，采用预灌注法、振动沉桩等方法可以加强桩基础承载能力，同时减少负摩阻力的产生，从而达到提高工程质量的目的。
四、结论负摩阻力在桩基础建设中是无法避免的，但是可以通过优化设计方案、挖孔施工和施工工艺等手段控制其产生，降低其危害。
针对不同的工程需求，可以采取不同的对策，力求提高工程的安全性、稳定性和承载能力，确保工程质量。
基桩负摩阻力的计算过程及工程应用探讨
94-2008）5.4.4 条 第 1 款 规 定，
=
=70+0.5×
=70+0.5×（18-10）×8=102Kpa ；
=
=70+
+0.5×
×8+0.5×（20-10）×7=169Kpa ；
=70+（18-10）
由规范式 (5.4.4-1) 可知：
；故取
。
由规范式 (5.4.4-3)，取
（单桩基础），
五、基桩负摩阻力参考算例 某端承桩，采用泥浆护壁灌注桩，桩径 1000mm， 桩 长 16m， 桩 周 土 性 参 数 如 图 3 所 示， 已 知 黏 土 ξn=0.25，粉土 ξn=0.30，当地面大面积堆在为 70Kpa 时， 试算由于负摩阻力产生的下拉荷载为多少。 首先应确定计算中性点所在的位置，取 ln/l0=1.0， ln=1.0l0=1.0×（8+7）=15m。 其 次 确 定 ：由《 建 筑 桩 基 技 术 规 范 》（JGJ
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技术应用
图2 桩基负摩阻力示意图
图3 桩周土层参数示意图
四、减小桩基负摩阻力的措施 工程的质量以及安全储备是极其重要的。在实际工程 设计以及现场基础施工中，应当采取有效的措施，减小或 消除桩侧负摩阻力产生的不利影响。根据已知的工程经验， 本文总结了以下几种消除负摩阻力的典型方法 ： （1）夯实法 ：在工程桩施工之前，应先对新近的填 土进行地基处理，采用预压夯实，从而降低土的压缩性， 待实测土的沉降基本达到稳定，再进行后续桩基础的施工。 但是此种方法需要的时间周期比较长。 （2）地基处理法 ：通过一系列的地基处理方式，对 产生负摩阻力的桩侧土层进行加固处理，消减其产生的负 摩阻力，从而提高桩基的承载力。主要的方式有深层搅拌 桩、强夯、挤密土桩等办法，降低浅层地基土压缩性，较 小其沉降量，从达到减少负摩阻力的效果。 （3）缩小桩径法 ：在承载力满足设计要求的前提下， 尽量缩小桩的直径，从而减小每根桩所承受的负摩阻力。 （4）桩身处理法 ：通过对桩身进行技术处理，如使 用套管桩，或者桩与套管之间涂满润滑油 ；从而降低桩土 之间的摩擦，使得桩侧负摩阻力变小，这种处理工艺操作 起来比较简单，而且效果比较显著，安全可靠，在目前的 应用也是最广泛的。
关于考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行验收检测时加载量取值的探讨
关于考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行验收检测时加载量取值的探讨摘要：分析了负摩阻力对基桩的作用机理，结合规范公式，提出了考虑负摩阻力的基桩在静载检测时加载量的取值公式。
关键词：负摩阻力；桩；检测；加载量1前言在软土地基地区及高层建筑等荷载较大的工程建设中，桩基础的使用非常普遍。
但在桩基础检测工程中，桩侧负摩阻力是一个容易被忽视的问题。
有关试验研究结果表明，在软土地基地区，由于负摩阻力产生的下拉荷载较大，没有考虑负摩阻力，建筑物将会出现较大的沉降及不均匀沉降，使得建筑物倾斜，甚至开裂而影响了建筑物的正常使用，故在桩基设计中，应按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）中的规定，对在结构使用期间可能承受负摩阻力的基桩，验算基桩承载力时应考虑负摩阻力的影响，对于端承桩尚应考虑负摩阻力产生的下拉力影响。
对于设计时已考虑负摩阻力的基桩在通过单桩竖向抗压静载试验进行工程桩验收检测时如何加载，《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2014）未对加载量做出明确规定，如果简单地按照该规范4.1.3条规定取加载量为单桩承载力特征值的2.0倍，将会给有负摩阻力的基桩承载力评价带来不安全的隐患，从而影响到建筑物的安全。
本工程地基存在深厚软土，因此在基桩静载试验中必须考虑负摩阻力在检测阶段和使用阶段对基桩承载力的不同影响后给出正确的加载量，才能正确评价基桩承载力是否满足设计要求。
2负摩阻力作用机理一般情况下，桩顶受竖向荷载下沉，桩侧土体对桩体产生与桩的位移相反的摩阻力，即向上的正摩阻力；当桩侧土因某种原因而产生向下的位移，且其向下的位移大于桩体的位移，桩侧土将对桩产生与位移方向一致的摩阻力，即向下的负摩阻力。
负摩阻力对桩产生下拉荷载，相当于在桩顶荷载之外，附加了一个分布于桩侧表面上的荷载。
在软土地基地区，桩侧软土因自重固结或地面大面积堆载时，对桩产生的负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩身的附加荷载。
桩基负摩阻力计算方法简析及应用
桩基负摩阻力计算方法简析及应用桩基负摩阻力计算方法简析及应用摘要：目前用于计算单桩负摩阻力及确定中性点位置的常用方法有：极限分析法、荷载传递法、弹性或弹塑性理论法、剪切位移法和数值分析法等。
以往对中性点、下拉荷载以及桩基沉降问题的研究均建立在桩周土固结沉降基础之上，而对桩周土在负摩阻力中的发挥程度及方式仍未完全清楚，目前各规范计算负摩阻力时均采用极限值进行估算，使计算的下拉荷载值偏大，对于工程偏安全但不经济，如何准确计算下拉荷载是以后研究的重点。
关键词：桩基负摩阻力；中性点；下拉荷载；桩基沉降1、前言当桩与桩周土有相对位移或者有相对运动的趋势时，两者就会产生力的作用。
通常，桩体的沉降量大于桩周土的沉降量，此时摩阻力为正，桩正常承担上部结构传来的荷载。
而建筑桩基规范 5.4.2条，当桩周土的沉降量大于桩体的沉降量，此时桩侧负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献，反而要产生作用于桩侧的下拉力。
下拉力作用于桩体上，易造成桩基的不均匀沉降，导致承台应力集中，进而发生剪切破坏，对工程极为不利，在计算单桩承载力时应予以高度重视。
2、单桩负摩阻力计算：现就我国《建筑桩基技术规范》JGJ-2008推荐使用的极限分析法予以简要论述。
2.1桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时，当缺乏可参照的工程经验时，单桩负摩阻力标准值可按如下公式验算：2.1.1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：。
此时认为摩擦型桩中性点以上既无正摩阻力又无负摩阻力。
2.1.2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，可按下式验算基桩承载力：2.2桩侧负摩阻力及其下拉荷载可按下列规定计算：4、结语（1）负摩阻力对上部结构的稳定极为不利，减小和消除负摩阻力就尤为重要。
通常在中性点以上的桩侧表面涂上特种涂料，这是现在减低负摩擦力的最有效的方法。
也可以对高压缩地基在桩基施工前进行强夯、预压固结等处理方法。
（2）中性点位置的确定与桩端土性质、桩周土层压缩性等有关，而且其是一个动态变化值，值得进一步探究。
关于岩土体与锚固体之间摩擦力(粘结强度) 在不同规范﹑规程中应用的若干问题
关于岩土体与锚固体之间摩擦力（粘结强度）在不同规范﹑规程中应用的若干问题1.1岩土体和锚固体之间的摩擦阻力（粘结强度），在不同的规范﹑规程中有不同的描述：一是极限状态的不同。
二是名称和使用公式的不同，三是涉及到岩和土两种类别。
许多岩土工程师在编写和审查勘察报告时，对这些概念模糊不清，造成参数值取值错误，误导设计人员。
因此对这些规范﹑规程中的岩土体和锚固体之间的摩擦阻力（粘结强度），有必要进行梳理。
1.2.支护结构设计理念1.2.1设计理念一般有两种：①①是承载能力极限状态（基本组合），指支护结构达到极限承载能力或由于失稳导致支护结构承载能力丧失之前的临界状态。
②②是正常使用极限状态（标准组合），指支护结构土体变形过大或截水措施失败，妨碍地下结构的正常施工或影响基坑周边环境的正常使用之前的临界状态。
1.2.2岩土体和锚固体之间的摩擦阻力（粘结强度），严格来说，①承载能力极限状态时，应称之为极限粘结强度标准值；②正常使用极限状态时，为粘结强度标准值[（DBJ15-31-2016）称之为摩阻力特征值，或粘结强度特征值]。
这两种名称，在不同的规范﹑规程中并不相同，有时同种规范﹑规程，使用的名称也不一致，这点要特别注意。
1.3名词解释：锚杆（anchor），由置于钻孔内，设置有自由段﹑锚固段，伸入稳定岩土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。
1.4 本文论述的规范﹑规程有：1.国家标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）2.行业标准《建筑基坑工程技术规程》（JGJ 120-2012）3.广东省标准《建筑基坑工程技术规范》（DBJ15-20-2016）4.国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）5.广东省标准《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2016）2两种设计理念在各规范规程中的运用2.1《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）P160中，明确说明：锚杆杆体截面积﹑锚固体与地层的锚固长度，锚杆杆体与锚固体的锚固长度由原规范中的概率极限状态设计方法，转换成传统意义的安全系数法计算。
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关于静压预制管桩的摩阻力计算在实际施工中的应用
摘要：通过对预制管桩的市场发展前景、优点及成桩机理的阐述分析，并结合实例计算验证，分析静压预制管桩的摩阻力计算在实际施工中的应用，对桩基工程施工管理的重要意义。
关键词：静压、预制管桩、摩阻力、计算
随着中国建筑市场的发展，桩基工程在工程项目建设中占据重要位置。
桩基工程涉及到两大主要方面：1、造价高。
民用建筑高层住宅项目桩基工程造价占项目总造价约4%-10%；2、安全性要求非常高。
万丈高楼平地起靠的就是坚实的基础，基础不好，上部结构可能发生结构性沉降，更严重的会发生主体坍塌。
桩基工程中对以上两方面的控制主要集中在单桩承载力上，建设项目总体规划设计完成，承载力基本不会发生大的变化。
因此实际施工中对单桩承载力的计算就显得尤为重要。
近几年，随着管桩生产企业的不断涌现，管桩产量大幅提高，价格也随之下降，并且国内建筑市场正大力推广工业化、标准化及绿色建筑施工，促使静压管桩在工业及民用建筑中得到广泛应用。
静压预制管桩有以下优点：工厂化生产，生产速度快，质量便于控制；采用静压桩机进行施工，无噪声污染，并且对施工场地污染较小，可以环保作业，适合对绿色岩土工程的要求；施工过程快捷；与钻孔灌注桩相比，成本较低。
因此静压预制管桩在桩基施工应用越来越多，在工程项目中所占的比例也越来越大。
施工方法采用静压抱压式沉桩，通过静力压桩机的压桩机构以压
桩机自重和机架上的配重提供反力而将桩压入土中的沉桩工艺。
沉桩施工时，桩尖“刺入”土体中时原状土的初应力状态受到破坏，造成桩尖下土体的压缩变形，土体对桩尖产生相应阻力，随着桩贯入压力的增大，当桩尖处土体所受应力超过其抗剪强度时，土体发生急剧变形而达到极限破坏，土体产生塑性流动（粘性土）或挤密侧移和下拖（砂土），在地表处，粘性土体会向上隆起，砂性土则会被拖带下沉。
在地面深处由于上覆土层的压力,土体主要向桩周水平方向挤开，使贴近桩周处土体结构完全破坏。
由于较大的辐射向压力的作用也使邻近桩周处土体受到较大扰动影响，此时，桩身必然会受到土体所引起的桩周摩阻力和桩尖阻力的抵抗，当桩顶的静压力大于沉桩时的这些抵抗阻力，桩将继续“刺入”下沉。
反之，则停止下沉。
压桩时，地基土体受到强烈扰动，桩周土体的实际抗剪强度与地基土体的静态抗剪强度有很大差异。
随着桩的沉入，桩与桩周土体之间将出现相对剪切位移，由于土体的抗剪强度和桩土之间的粘着力作用，土体对桩周表面产生摩阻力。
当桩周土质较硬时，剪切面发生在桩与土的接触面上；当桩周土体较软时，剪切面一般发生在邻近于桩表面处的土体内。
静压管桩施工过程中一般采用油压及桩长双控。
在压桩过程中，管桩除了抵抗以上描述的桩周摩阻力及桩尖阻力外，还有压桩机构产生的动摩阻力。
在压桩机构加油压的瞬间，可以将其视为给桩顶施加了一个动荷载。
对于较短的管桩，短小的桩长导致桩侧摩阻力相对较小，因此压桩机构所产生的动摩阻力对整个沉桩过程影响较大。
为平衡瞬间加压
所产生的动荷载，就需要数值足够大的桩身侧摩阻力进行力的平衡，而此时的摩阻力将大于理论计算的数值，因此最终力系的平衡导致压桩的长度大于理论桩长。
总而言之，压桩机构加油压的瞬间使较短的管桩在平均油压较小的情况下，进入土层的长度大于理论长度。
此类桩宜采用油压值及桩长进行压桩的控制。
对于较长的管桩，由于桩侧摩阻力较大，因此压桩机构所产生的动摩阻力对整个沉桩过程影响较小。
采用油压值控制沉桩过程中，如果实际压桩长度已经达到或长于理论桩长，在这种情况下仍旧继续压桩将会产生爆桩、桩顶或桩身破裂、桩身位移等情况。
因此此类桩宜采用规范推荐的公式计算桩摩阻力，只要结果满足“设计荷载特征值”，用桩长主控是合理、经济的。
工程桩开始施工前的试桩检测可以对此进行验证。
本文采用武汉某厂房项目实例进行验证。
摩擦桩摩阻力的计算原理是桩身范围内每层岩土侧摩阻力及桩端处岩土端摩阻力的累加。
下面以武汉某厂房项目预应力管桩基础为例进行摩阻力计算。
见下图中26-26工程地质剖面图，由上至下的顺序此剖面中依次包含①素填土、②-1粘土、②-2淤泥质粘土、③-1粘土、③-2粘土夹粉土、④-1粉质粘土夹粉砂、④-2粉砂粉质粘土粉土互层、④-3含砾细砂等土层。
以C52勘探孔土层为例（为简化计算不考虑空孔），按以下公式进行计算：
F= πn i=1Dq sia ,i H i +πR 2q pa ,n
式中，F ——桩侧及桩端摩阻力，单位KN ；
H i——桩身范围每层岩土厚度，单位m；
q sia,i——每层岩土侧阻特征值，单位kpa；
q pa,n——桩端所在土层端阻特征值，单位kpa。
侧阻特征值及端阻特征值取值参照该项目地质勘查报告中《岩土测试参数及建议值表》。
1、由于计算①素填土厚度太小，其摩阻力忽略不计，从②-1粘土层开始计算。
预应力管桩桩径D=400mm，26-26工程地质剖面图中②-1粘土层厚度H1=23.13-19.33=3.8m，查《岩土测试参数及建议值
表》
q sia,1=30kpa。
因此②-1粘土层桩身侧摩阻力F1=3.14×0.4×30×
3.8=143.184KN
2、②-2淤泥质粘土层厚度H2=19.33-17.53=1.8m，q sia,2=12kpa。
因此②-2淤泥质粘土层桩身侧摩阻力F2=3.14×0.4×12×
1.8=27.130 KN
3、③-1粘土层厚度H3=17.53-14.33=3.2m，q sia,3=33kpa。
因此
③-1粘土层桩身侧摩阻力F3=3.14×0.4×33×3.2=132.634KN
4、③-2粘土夹粉土层厚度H4=14.33-7.93=6.4m，q sia,4=25kpa。
因此③-2粘土夹粉土层桩身侧摩阻力F4=3.14×0.4×25×
6.4=200.960KN
5、④-1粉质粘土夹粉砂层厚度H5=7.93-3.83=4.1m，q sia,5=22kpa。
因此④-1粉质粘土夹粉砂层桩身侧摩阻力F5=3.14×0.4×22×
4.1=113.291KN
6、④-2粉砂、粉质粘土、粉土互层厚度H6=3.83+19.35=23.18m，
q sia ,6=26kpa 。
因此④-2粉砂、粉质粘土、粉土互层桩身侧摩阻力F 6=3.14×0.4×26×23.18=756.966KN
7、桩基结构设计说明要求桩端进入④-3含砾细砂层深度≧1m ，该土层厚度H 7=22.07-19.35=2.72m ，因此取H 7=1m 。
查表q sia ,7=36kpa 。
因此④-3含砾细砂层桩身侧摩阻力F 7=3.14×0.4×36×1=45.216KN
8、④-3含砾细砂层桩端特征值q pa ,8=3000kpa ，桩端摩阻力F 8=3.14×0.22×3000=376.800KN
因此按设计要求参照C52勘探孔的预应力管桩摩阻力
F= F i 8i=1=F 1+F 2+F 3+F 4+F 5+F 6+F 7+F 8=1796.181KN
按桩基结构设计说明单桩竖向抗压承载力特征值为1100KN ，参照C52勘探孔的预应力管桩摩阻力大于单桩竖向抗压承载力特征值，计算的摩阻力符合设计要求值。
通过以上预应力管桩摩阻力计算实例，在实际施工中，可以通过勘探孔的各土层参数结合地质勘查报告中《岩土测试参数及建议值表》计算出周边工程桩的摩阻力，同设计单桩竖向抗压承载力特征值进行对比验证设计的可行性。
在特殊情况下（如遇有地障等无法达到设计桩长情况）可以通过实际桩长计算摩阻力，核对是否达到承载力特征值，作为进行下一步处理的参考依据。
反过来通过已知的抗压承载力特征值也可以计算出桩长值。
在满足安全性的前提下，桩长的计算值可以作为实际施工的参考，对于较短的桩采用桩长进行控制是可靠。
合理、经济的，对桩基施工管理控制有重要意义。
参考文献：
1、《JGJ94-2008建筑桩基技术规范》中华人民共和国住房和城乡建设部编写；
2、《桩基质量事故分析与对策》朱奎编写。