桩侧负摩阻力相关问题答疑(值得学习)

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关于桥梁桩长计算中的负摩阻力探讨

关于桥梁桩长计算中的负摩阻力探讨

关于桥梁桩长计算中的负摩阻力探讨摘要当遇到不良地质条件时,桥梁桩基础设计中桩侧负摩阻力对桥梁的安全性、可靠性和经济等方面都有着重要的影响,本文介绍了桩侧负摩阻力产生的原因,影响因素和计算方法。

关键词桩基负摩阻力产生原因计算方法桩基具有承载力高、地质适应性强、施工便捷、沉降小、工期短等优点,采用桩基作为桥梁基础日趋普遍。

桩的承载力是由桩底支承力与桩周土体的侧摩阻力两部分组成的。

当桩底穿过并支承在各种压缩性土层中时,桩主要依靠桩侧土的摩阻力支承竖向荷载。

因此,桩侧摩阻力的大小对结构基础的稳定性起着决定作用。

如果桩周土体与桩身表面发生负摩阻力,使桩侧土一部分重量传递给桩,不但不是桩承载力的一部分,反而变成施加在桩上的外荷载,这是在软弱粘土和湿陷性黄土等地基确定单桩轴向容许承载力时应该注意的。

一、产生负摩阻力的条件和原因在桩顶竖向荷载作用下,当桩相对于桩侧土体向下位移时,桩侧土体对桩产生向上作用的摩擦力,称为正摩阻力(图1a),正摩阻力能抵抗桥梁上部结构及桥墩等产生的荷载。

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产生向下的位移)时,土对桩产生向下的摩擦力,称为负摩阻力(图1b),负摩阻力变成施加在桩上的外荷载,相当于增加了作用在桩基上的桥梁上部结构及桥墩等产生的荷载。

桩侧负摩阻力问题,本质上和正摩阻力一样,只要得知土与桩之间的相对位移或趋势以及负摩阻力与相对位移之间的关系,就可以了解桩侧负摩阻力的分布和桩身轴力与截面位移了。

产生负摩阻力的情况有多种:(1) 桩穿过欠固结的软粘土或新填土,由于这些土层在重力作用下的压缩固结,产生对桩身侧面的负摩擦力;(2) 在桩侧软土的表面有大面积堆载或新填土(桥头路堤填土),使桩周的土层产生压缩变形;(3) 由于从软弱土层下的透水层中抽水或其它原因,使地下水位下降,土中有效力增大,从而引起桩周土下沉;(4) 桩数很多的密集群桩打桩时,使桩周土产生很大的超空隙水压力,打桩停止后桩周土的再固结作用引起下沉;(5) 在黄土、冻土中的桩基,因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。

四、关于桩的负摩阻

四、关于桩的负摩阻

在绘制的位移时间曲线图上 ,将各级荷载反复作用的位 移值连起来。这就是该级荷 载下的包络线(图3-48所示)
静载试验法
② 采用逐级连续加载法
分析荷载位移曲线,把相 应于曲线上明显下弯转折 点的荷载定为极限荷载。
求得容许承载力:
[ P]
极限荷载
k
(k 2)
另外:
静载试验法
通过以上按强度条件确定的极限荷载的位移往 往已超过建筑物的容许水平位移,因而还应该按 变形条件确定极限荷载,即以单桩的水平位移达 到容许值时,所承受的荷载作为桩的容许承载力。
四、桩的负摩阻力

1. 负摩阻力产生的原因
– 概念:当桩周土体因某种原因发生下沉,其沉降速率
大于桩的下沉时,则桩侧土就相对于桩作向下位移,
而使土对桩产生向下作用的摩阻力,即称为负摩阻力。 – 危害:桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传 递给桩,因此,负摩阻力不但不能成为桩承载力的一
部分,反而变成施加在桩上的外荷载,桩基沉降加大。
荷载的确定
静载试验法
(b) 测试方法的具体步骤
①循环加载法
在某级荷载下持荷10min, 读数,记录水平位移,然后 卸荷至0
10min后,读回弹位移,然后 再加上原数荷载,即为一个 循环。
每级荷载按上述步骤循环5~ 6次,然后加下一级荷载,然 后再循环。直到桩达极限荷载 为止。
绘制位移时间曲线。(U-t)
–2.螺旋式或焊接环式间接钢筋
且间接钢筋的换算截面面积Aso不小于全部纵向钢筋截面面
积的25%;间距不大于80mm或dcor/5,构件长细比lo/i≤48时,
其正截面抗压承载力计算应符合下列规定:
0 N d 0.9( f cd Acor f A kf sd Aso )

浅析桩基础负摩阻力的防治对策

浅析桩基础负摩阻力的防治对策

浅析桩基础负摩阻力的防治对策近几年来,部分地区的建筑物出现了裂损和倾斜现象,严重影响了建筑物的使用,若由此而引发建筑物倒塌事件,将会对居民的生命和财产造成巨大威胁。

根据相关调查发现,建筑物结构不稳定是由桩基础不稳固造成,因为桩基础自身存在负摩阻力,降低了桩基础的荷载承受能力,从而发生不均匀沉降,由此导致建筑物不稳。

一、防治桩基础负摩阻力的重要意义随着建筑事业的迅猛发展,桩基础被广泛应用于各类建筑施工中,特别是对于软弱地基的处理,桩基础施工技术非常关键。

桩基础不仅可以承受建筑物的各种荷载,像水平荷载、竖向荷载等,更具有较大的刚度和整体性,能够增强建筑物的整体稳定。

然而桩基础的负摩阻力却降低了其承受能力,对桩基础产生了负面的影响,由于桩基础存在负摩阻力,增加了桩基础的自重,从而相应的降低了对于外荷载的承受能力,若负摩阻力过大将导致桩基础发生不均匀沉降,不仅降低建筑物的使用寿命,严重者将威胁居民的人身安全。

基于此,防治桩基础的负摩阻力具有重要意义,减少负摩阻力对桩基础的影响,不仅可以提高建筑工程质量,增加建筑物使用年限,更為人们提供了安全稳定的居住环境[1]。

二、负摩阻力产生的原因分析由于桩基础会与土体进行直接接触,两者若存在相对位移,就会产生一定的摩擦阻力,而摩擦阻力的作用将由具体位移情况决定。

桩基础会因为建筑物给予的竖向荷载而发生下沉,同时建筑地基也会受到各方面因素发生下沉,如果两者的下沉速率相同,摩擦阻力将不会产生,但是在现实情况中该种现象极少或者根本不会发生,正是由于两者发生的下沉速率不同,而造成了摩擦阻力的产生。

摩擦阻力分为两种,一种是正摩阻力,即桩基础的下沉速度较快,由于两者存在相对位移,地基会对桩基础产生向上的作用力,对桩基础起到一定的支撑作用。

另一种是负摩阻力,它与正摩阻力的产生正好相反,是由于地基的下沉速度过快产生的,对桩基础将产生一定的抵抗作用,降低桩基础的承载能力。

通过以上分析,不难发现导致负摩阻力产生的原因,一般就是造成地基快速下沉的原因,对此进行具体的总结归纳。

软土地基桩侧负摩阻力亟待解决的几个关键问题

软土地基桩侧负摩阻力亟待解决的几个关键问题

软土地基桩侧负摩阻力亟待解决的几个关键问题 1中性点的确定桩基负摩阻力产生的原因,但是如何正确计算负摩阻力导致的下拉荷载,需首先解决的一个关键问题就是中性点深度如何合理确定。

中性点深度受到桩土相互作用的各种因素的影响而呈明显的动态变化,考虑中如何反映施工过程以及以后使用过程中可能遇到的因素变化等,对于负摩阻力桩的合理设计等意义重大。

由于中性点是桩土相对位移为零的点,而桩的压缩变形较易确定,故从土体沉降量的准确计算方面来确定中性点深度。

(中性点唯一吗?不见得)2现场原位测试及测试技术由于桩土相互作用的复杂性、原位测试费用等原因,桩侧表面负摩阻力的现场原位测试仍然少见。

仅仅依靠那些层层简化的理论公式或者实测数据不多的经验公式是解决不了问题的,将来将会出现越来越多的负摩阻力问题,如城市中的环境岩土工程问题、沿海沿江超高填土码头、围海造陆工程等都不可避免遇到负摩阻力问题。

从规范角度强调应做一定比例的桩的负摩阻力原位试验,这对于验证并完善桩基负摩阻力的计算方法等具有重要意义。

另外,在存在负摩阻力的桩基中,桩基的静载试验如何反映负摩阻力的存在及大小一直是一个难点。

建议对重大工程应采用先进测试仪器做负摩阻力的长期测试观测,包括桩、土体各控制断面点的沉降以及桩身轴力测试等,同时应做好优化工作。

3桩侧负摩阻力的合理计算实际上桩侧表面负摩阻力的发挥及大小与桩土的相对位移密切相关,因此桩侧负摩阻力并不是都同时达到极限,即具有不同步性。

而目前的研究中,基本上都是采用理想弹塑性模型,即认为桩侧负摩阻力发挥到极限值后保持恒定,而实际情况远非如此,这主要是由桩土相互作用的复杂性所决定的。

特别是近年来各种大直径超长桩以及各种新型桩的出现,对桩侧表面负摩阻力的确定提出了新的课题与挑战。

对特定类型地基土体可通过室内模型试验,结合有关现场测试数据,建立起负摩阻力与桩土相对位移的关系以及负摩阻力与地表沉降量之间的关系,从而才能更科学地计算负摩阻力产生的下拉荷载。

桩基础负摩阻力的防治对策研究

桩基础负摩阻力的防治对策研究

桩基础负摩阻力的防治对策研究【摘要】随着人们居住环境的改善和土地价格的上涨,建筑物逐渐向高层建筑发展,对地基承载能力的要求也越来越高,因此,地基的处理显的十分重要。

在地基的处理过程中,负摩阻力是引起建筑物沉降、倾斜或开裂的重要原因,成为建筑行业工程实践中面临的重要问题。

由于桩基础负摩阻力的产生与大小受较多因素的影响,其计算也存在一定难度,本文就桩基础负摩阻力的产生原因和防治对策进行了研究,以供同行参考。

【关键词】桩基础;负摩阻力;防治对策桩基础是指将桩设置在土层中加固地基的结构,由桩和桩间土组成,建筑上部荷载通过桩基础传递至土层,达到稳定建筑的效果,整体性和刚性越强,桩基础所能承受的水平荷载与竖向荷载就越强。

随着高层建筑的增多,桩基础已成为软弱地基的重要处理手段,也是护岸、桥梁、码头、港口的主要基础形式。

然而,桩身所产生的负摩阻力问题也日渐突出,成为桩基础设计中的难点问题。

一、负摩阻力的成因地基中的桩和土体存在摩擦阻力,而作用于桩侧的阻力的方向则与桩周围土体的位移有关。

在正常情况下,桩顶受到竖向荷载而下沉,当桩的下沉速率超出地基土的下沉速率时,地基土则会对桩侧面产生反方向的摩擦阻力,作用在桩侧单位面积上的力即正摩擦阻力,具有支撑桩的作用。

当桩侧土地的下沉速率超过桩的下沉速率时,桩侧地基会对桩产生与其位移方向相同的摩擦阻力,这个力即负摩阻力。

负摩阻力不但不会抵抗桩的荷载,还会对桩的荷载产生下拽作用,成为分布在桩侧表面的荷载。

产生负摩阻力的环境有以下几种:穿过欠固结土层后支撑在硬土层中,使得桩侧土因固结发生的沉降超过桩的沉降;桩侧土层地下水位大幅下降,导致上覆土层自重增加,发生大范围下沉;桩侧地面受到较大的地面荷载(如填土或堆载)发生下沉;桩所在土层稳定性较差,易受环境因素(如解冻、地震、侵水等)影响,有因素发生时引起地基土下沉;桩群密度大,敏感度较高的粘土受扰动,超孔隙水压力使得土体上涌,重塑后又因超孔隙水压消失而重新固结;桩侧土膨胀性强,受季节、气候影响而导致膨胀变形;以压桩法沉桩后,桩身上部压力消失后发生回弹,产生负摩阻力;水下桩基,河床冲刷严重,沉淀淤积较多,桩周围存在未固结的淤泥,淤泥随时间固结沉降,产生负摩阻力。

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

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。

关于桩基负摩阻力的探讨

关于桩基负摩阻力的探讨
泥浆 护壁钻 承载 ( 冲) 桩 土名 分 天然 天然 压缩 内 聚 层 含水 容重 孔 液性 模量 力 内摩 力特 极限侧 极限端 称 隙 比 指数 E 擦角 征值 阻力标 阻力标

受负摩阻力 的桩 , 桩 身下段 相对桩侧土体产 生向下 位移 , 土体对桩 产 生向上 的正摩阻力 ; 桩身上段 , 桩侧土 体相对桩产 生向下位 移 , 土体 对桩 产生 向下 的负摩 阻力。对桩受力进行分析必将会 发现桩身 中部存 在 中性点 , 该点处桩 和桩侧 土体的相对位移为零 , 同时也意味着摩擦力 为零 , 该点处 桩轴 力最大 。中性 点位置 的确 定对负摩 阻力计算 有重要 影 响。桩周 土欠 固结 程度越大 , 欠固结 土层 越厚 , 桩 端持力层 越硬 , 中 性 点位置越深 。地面堆 载越重 中性 点位置 越深 。中性 点的位置 , 在初 期也 是有变 化的 , 随着桩 的沉 降增加而 向上 移动 , 当沉 降趋于稳 定 , 中 性点 也将稳定在 某一 固定 的深 度 l 处 。除此 以外 高压缩性 土层 中性点 深度l 随桩端持 力层 的强度和 刚度 的增大 而增大 。要 精确计算 出 1 很 难, 一般 可近似按桩 基规范方法计算。 ( 1 . 取 值见表 1 ) 表 1中性 点深 度 l
对负摩 阻力进行学习研究 , 并应用于实际工程 中。 二、 产生负摩阻力的条件 根据《 建筑桩基技术规 范》 ( J G J 一 9 4 — 2 0 0 8 ) 5 . 4 . 2 条规定 , 符合下列条 件 之一的桩基 , 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 : 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 进入相对较硬土层时 ; ②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; ③ 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。综 上所述的情况都是引起负摩 阻力 的原 因。 三、 负摩 阻力的计算

桩侧负摩阻力相关问题答疑(值得学习)

桩侧负摩阻力相关问题答疑(值得学习)

进行基桩承载力验算时,将具有双重不利因素,采用的 Ra 比基桩实 际具有的承载力大的更多,更不安全.
2、对于端承型桩: (1)如果设计考虑了负摩阻力,即单桩竖向承载力特征值 Ra 中的侧阻力只计入中性点以下部分桩侧正摩阻力,且按桩基规范 第 5.4.3 条式(5.4.3-2)进行基桩承载力验算,考虑中性点以上 部分的桩侧负摩阻力引起的下拉荷载 Qgn,但静载试验时未考虑中 性点以上部分的桩侧正摩阻力的影响(不利),即最大加载量为 2Ra,那么验算采用的 Ra 比基桩实际具有的承载力大,不安全; (2)如果设计没有考虑负摩阻力,即单桩竖向承载力特征值 Ra 中的侧阻力计入整个桩长的桩侧正摩阻力(不利),按桩基规 范第 5.4.3 条式(5.4.3-2)进行基桩承载力验算时,未考虑中性 点以上部分的桩侧负摩阻力引起的下拉荷载 Qgn(不利),静载试 验又未考虑中性点以上部分的桩侧正摩阻力的影响(不利),即 最大加载量为 2Ra,将具有三重不利因素,很不安全. 十、桩基规范第 5.4.3 条与第 5.2.1 条是什么关系? 答:1、规范规定:对于存在桩侧负摩阻力的基桩,桩基规范 第 5.2.1 条第 1 款中式(5.2.1-1)应采用第 5.4.3 条第 1 款 (摩擦型桩)的式(5.4.3-1)和第 2 款(端承型桩)的式 (5.4.3-2)进行替换.首先,计算单桩竖向承载力特征值 Ra 时,只 计入中性点以下部分桩侧正摩阻力和端阻力,不计入中性点以上 部分桩侧正摩阻力,然后按桩基规范第 5.4.3 条第 1 款(摩擦型 桩)的式(5.4.3-1)和第 2 款(端承型桩)的式(5.4.3-2)进 行基桩平均竖向力(标准值)Nk 作用下的承载力验算,按照第
答:由于桩静载试验时间短,桩周软弱土层相对于桩的沉降 来不及完成,对桩不产生负摩阻力.不仅如此,由于桩静载试验时, 桩相对于周边土层有向下的沉降,土层对桩产生正摩阻力.因此, 在釆用桩基规范第 5.4.3 条验算基桩承载力时,公式中的 Ra 不能 直接采用静载试验得到的单桩竖向承载力特征值 Ra',而应采用 Ra'扣除静载试验时中性点以上的桩侧正摩阻力特征值 Q 后的 Ra. 准确的 Q 是无法确定的,因为桩工作时实际中性点位置无从得知, 只能采用桩基规范第 5.4.4 条第 3 款计算的理论值,与桩工作时 实际中性点位置可能不一致.
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力标准值”是指极限摩阻力标准值.可以这样理解:负摩阻力为
不利荷载,应偏于安全地采用最大值(极限值).
六、验算桩基沉降和桩身承载力时,应计入负摩阻力产生的
下拉荷载
Q
Q,n
n
g
g
需乘以荷载分项系数吗?
答:不需要.因为桩基规范第 5.4.4 条第 2 款用来计算下拉
荷载
Qn g
的式(5.4.4-3)中第
i
答:以地下水位下降后的水位为准,水位以上部分取天然重
度,水位以下取浮重度.
五、桩基规范第 5.4.4 条第 1 款规定,当计算出的第 i 层土
桩侧负摩阻力标准值
qn si
大于正摩阻力标准值时,取正摩阻力标
准值进行设计,这里的“正摩阻力标准值”是指极限摩阻力标准
值,还是特征值?
答:桩基规范第 5.4.4 条条文说明中已明确这里的“正摩阻
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.1 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:Nk≤Ra(5.4.3-1);2 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
Q
,n
g
并可按下式验算基桩承载力:Nk+Qgn≤Ra(5.4.3-2);3 当土层不
所有软弱土层均沉降,因此,L0 为桩周填土及其下所有软弱土层厚 度之和,而不仅仅是填土本身厚度.
(2)地面堆载导致桩周所有软弱层压缩,即桩周所有软弱土 层均沉降,因此,L0 为桩周所有软弱土层厚度之和,而不仅仅是直 接支承堆载的软弱层(最上层)的厚度.
(3)地下水位下降,造成水位下降部分的土体竖向有效应力 (自重应力)增加,其下软弱土层的竖向有效应力也相应增加,引 起水位下降部分的土体及其下软弱层均压缩,从而导致桩周所有 软弱土层均沉降,因此,L0 为桩周所有软弱土层厚度之和,而不仅 仅是原来水位所在土层及水位下降后所在土层厚度之和.
2、我们遇到较多的是新近填土(包括杂填土)、地面堆载 和地下水位下降,下面分析这三种情况:
(1)新近填土(包括杂填土)由于填土时间较短,不仅本身 自重固结未完成,在桩工作期间会继续固结(压缩),而且其下的 软弱土层在上部填土重力作用下的压缩也未完成(软弱土层沉降 稳定需要很长时间),在桩工作期间也会继续压缩,也就是说桩周
(3)根据地基承载力特征值 fak 判别:按照湖北省地方标准 《岩土工程勘察工作规程》DB42/169-2003 附录 P,表 P.0.12 规 定,一般粘性土压缩模量 Es=4Mpa 对应 fak=85KPa;表 P.0.14 规 定,淤泥质土压缩模量 Es=4Mpa 对应 fak=80KPa;表 P.0.24 规定, 素填土为堆积时间超过 10 年的粘土或超过 5 年的粉土时,压缩模 量 Es=4Mpa 对应 fak=90KPa;表 P.0.25 规定,素填土为堆积时间 超过 10 年的粘土、粉土组成,且砖渣、碎石在 30%以下时,压缩 模量 Es=4Mpa 对应 fak=110KPa;表 P.0.26 规定,杂填土为堆积时 间超过 10 年的建筑垃圾和土组成时,压缩模量 Es=4Mpa 对应 fak=95KPa.
桩侧负摩阻力相关问题答疑(值得学习)
一、哪些情况下需计算基桩桩侧负摩阻力?
答:按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008(以下简称桩基
规范)第 5.4.2 条规定执行:符合下列条件之一的桩基,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:
1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化
2、第 2 款:“除应满足上式要求外,尚”是多余的话,应删 去,第 2 款应改为:“2 对于端承型基桩应考虑负摩阻力引起基桩 的下拉荷载 Qgn,并可按下式验算基桩承载力:Nk+Qgn≤Ra(5.4.32)”,因为满足式(5.4.3-2)时,必然满足式(5.4.3-1).
3、第 3 款:“土层不均匀”时会引起较大的不均匀沉降; “建筑物对不均匀沉降较敏感”时,不均匀沉降将在上部结构中 引起较大的附加内力,此时即使土层均匀,也需“将负摩阻力引起 的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降”,因为“土层均匀”不 代表各个基础沉降相同,也就是说“土层均匀”不代表没有不均 匀沉降.
泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层.因此,“桩 周软弱土层”是指“高压缩性土”.高压缩性土判别方法如下:
(1)根据压缩系数 a1-2 判别:地基规范第 4.2.6 条规定,土 的压缩系数值 a1-2≥0.5MPa-1 时为高压缩性土;
(2)根据压缩模量 Es 判别:《北京地区建筑地基基础勘察 设计规范》DBJ11-501-2009(2016 年版)第 4.0.8 条第 6 款规 定,压缩模量 Es≤4Mpa 时为高压缩性土;
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 Ra 只计中性点以下部分侧阻值及端阻值.
1、第 1 款:“可取桩身计算中性点以上侧阻力为零”可理 解为桩身计算中性点以上的正摩阻力和负摩阻力均不需考虑;也 可理解为桩身计算中性点以上的负摩阻力不需考虑,因为“注” 中已经规定“本条中基桩的竖向承载力特征值 Ra 只计中性点以下 部分侧阻值”,也就是说不计入桩身计算中性点以上正摩阻力.
2、如果 Q 按桩基规范第 5.2.2 条式(5.2.2)、第 5.3.6 条 式(5.3.6)计算确定,则由于中性点位置可能存在误差,加上按 桩基规范第 5.2.2 条式(5.2.2)、第 5.3.6 条式(5.3.6)计算 中性点以上的桩侧正摩阻力 Q 时,采用的桩极限侧摩阻力标准值 qsK 与桩工作时实际的极限侧摩阻力标准值可能也不一样,双重误 差更大,因此,建议取 Ra=Ra'-1.5Q.反过来,如果设计要求的单桩
土层进入相对较硬土层时;
2 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;
3 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.
二、如何正确理解桩基规范第 5.4.3 条规定?
答:桩基规范第 5.4.3 条规定如下: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
答:由于桩静载试验时间短,桩周软弱土层相对于桩的沉降 来不及完成,对桩不产生负摩阻力.不仅如此,由于桩静载试验时, 桩相对于周边土层有向下的沉降,土层对桩产生正摩阻力.因此, 在釆用桩基规范第 5.4.3 条验算基桩承载力时,公式中的 Ra 不能 直接采用静载试验得到的单桩竖向承载力特征值 Ra',而应采用 Ra'扣除静载试验时中性点以上的桩侧正摩阻力特征值 Q 后的 Ra. 准确的 Q 是无法确定的,因为桩工作时实际中性点位置无从得知, 只能采用桩基规范第 5.4.4 条第 3 款计算的理论值,与桩工作时 实际中性点位置可能不一致.
1、如果在静载试验时,通过在桩身中预埋测量元器件(应变 计)来测定 Q,由于中性点位置可能存在误差,因此,建议偏于安全 地取 Ra=Ra'-1.2Q.反过来,如果设计要求的单桩竖向承载力特征 值为 Rα(只计入中性点以下的桩侧正摩阻力和端阻力),则静载试 验的加载量不应小于 2(Ra+1.2Q),设计人员务必在施工图中注明 这一要求,否则静载试验时检测人员会取加载量为 2Ra.当然,设计 人员如果有经验和把握,也可将系数 1.2 改小,甚至为 1.0.
进行基桩承载力验算时,将具有双重不利因素,采用的 Ra 比基桩实 际具有的承载力大的更多,更不安全.
2、对于端承型桩: (1)如果设计考虑了负摩阻力,即单桩竖向承载力特征值 Ra 中的侧阻力只计入中性点以下部分桩侧正摩阻力,且按桩基规范 第 5.4.3 条式(5.4.3-2)进行基桩承载力验算,考虑中性点以上 部分的桩侧负摩阻力引起的下拉荷载 Qgn,但静载试验时未考虑中 性点以上部分的桩侧正摩阻力的影响(不利),即最大加载量为 2Ra,那么验算采用的 Ra 比基桩实际具有的承载力大,不安全; (2)如果设计没有考虑负摩阻力,即单桩竖向承载力特征值 Ra 中的侧阻力计入整个桩长的桩侧正摩阻力(不利),按桩基规 范第 5.4.3 条式(5.4.3-2)进行基桩承载力验算时,未考虑中性 点以上部分的桩侧负摩阻力引起的下拉荷载 Qgn(不利),静载试 验又未考虑中性点以上部分的桩侧正摩阻力的影响(不利),即 最大加载量为 2Ra,将具有三重不利因素,很不安全. 十、桩基规范第 5.4.3 条与第 5.2.1 条是什么关系? 答:1、规范规定:对于存在桩侧负摩阻力的基桩,桩基规范 第 5.2.1 条第 1 款中式(5.2.1-1)应采用第 5.4.3 条第 1 款 (摩擦型桩)的式(5.4.3-1)和第 2 款(端承型桩)的式 (5.4.3-2)进行替换.首先,计算单桩竖向承载力特征值 Ra 时,只 计入中性点以下部分桩侧正摩阻力和端阻力,不计入中性点以上 部分桩侧正摩阻力,然后按桩基规范第 5.4.3 条第 1 款(摩擦型 桩)的式(5.4.3-1)和第 2 款(端承型桩)的式(5.4.3-2)进 行基桩平均竖向力(标准值)Nk 作用下的承载力验算,按照第
三、桩基规范第 5.4.4 条第 3 款“注:1”规定 L0 为桩周软 弱土层下限深度,请问:1、“桩周软弱土层”具体如何判别? 2、如果桩周软弱土层有很多层,“桩周软弱土层”包括所有软弱 土层吗?3、如果软弱土层在硬土层(即中、低压缩性土层)下 面,L0 要算到软弱土层底面吗?
答:1、桩基规范第 5.4.4 条第 3 款中桩周软弱土层下限深 度 L0 的确定非常重要,因为其影响中性点位置(中性点深度 Ln), 即影响桩侧负摩阻力的大小.按照《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011 第 7.1.1 条规定,“桩周软弱土层”指桩周的淤
九、如果桩侧存在负摩阻力,但静载试验时未考虑负摩阻力 影响(即最大加载量取设计要求的单桩竖向承载力特征值 Ra 的 2 倍),误差多大?
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