关于桩基负摩阻力的探讨_赵敏燕
桩基负摩阻力影响的浅析
桩基负摩阻力影响的浅析【摘要】负摩阻力严重影响着建筑物的安全，其大小受多种因素的影响，因此很难准确计算其数值。
总结分析桩侧负摩阻力产生的条件、机理及影响因素，提出减少桩侧负摩阻力的方法和防治措施。
【关键词】负摩阻力；成因；影响因素；中性点；下拉力；防治措施1. 前言（1）随着人文居住环境的改善以及土地价格的不断攀升，建筑物已从多层不断的转向高层建筑，从而对地基承载力和变形的要求也越来越高，越来越严格。
当土体在其自重作用下尚未完成固结，或者由于其他原因造成土体的沉降继续发展，当土体沉降大于桩的沉降时，置于这些土层中的桩会不同程度地受到负摩阻力的影响。
负摩阻力对于桩基的不利影响已经引起了广泛的关注。
（2）在设计桩基时如果不考虑负摩阻力，可能会造成不利影响，如：桩端地基的屈服或破坏；桩身破坏；结构物不均匀沉降等。
然而在实际工程中，负摩阻力常常被忽视，造成工程事故。
（3）下面对负摩阻力的问题进行分析、阐述。
2. 负摩阻力的产生条件2.1负摩阻力的产生是由于桩周土的沉降变形大于桩的沉降变形而致。
而造成桩周土沉降变形的原因是多方面的，如：（1）桩穿过新沉积的欠固结软粘土或新填土而支撑在硬持力层上时，土层产生自重固结下沉。
（2）饱和软土中打入密集的桩群，引起超孔隙水压力，土体大量上涌，随后土体引起超孔隙水压力消散而重新固结时，或灵敏度较高的饱和粘性土，受打桩等施工扰动（振动、挤压、推移）影响，附加超静孔隙水压力增加，软土触变增强后又产生新的固结下沉。
（3）在正常固结粘土和粉土地基中，由于下卧砂层、砾石层中抽取地下水或其他引起地下水位降低的原因，使土层产生自重固结下沉。
（4）桩侧地面因大面积堆载或大面积填土而大量下沉时。
（5）在黄土、冻土中的桩，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。
2.2综上所述，当桩穿过软弱高压缩性土层而支承在坚硬的持力层上时最易发生桩的负摩阻力。
桩基负摩阻力可能发生在施工过程、使用前或使用过程中的任何阶段，其中发生在使用过程时最为不利。
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。
浅议桩基负摩阻力
浅议桩基负摩阻力1.引言- 论文的背景介绍- 目的和意义阐述2.桩基负摩阻力的概念及形成机理- 桩基负摩阻力的定义- 负摩阻力形成的机理及主要因素- 负摩阻力与桩身受到的荷载关系3.桩基负摩阻力的计算方法- 基于静力法的计算方法- 基于动力法的计算方法- 基于试验方法的计算方法- 各种方法的适用范围及其优缺点分析4.桩基负摩阻力的影响因素- 桩土界面的摩擦特性影响- 土层物理力学特性影响- 施工方法的影响5.桩基负摩阻力的应用实例- 国内外实际项目中的应用- 实例中桩基负摩阻力的计算方法和影响因素分析- 实例研究成果的总结和启示结论- 桩基负摩阻力的研究现状和未来发展趋势- 桩基负摩阻力的重要性和应用前景分析第一章节：引言随着城市化进程的不断加速，建筑物的高度、规模和复杂性也随之不断提高，更高的技术要求也在城市建筑的基础工程中得到了体现。
桩基工程是其中一项基础工程，广泛应用于高层、特大型结构或地质条件较差的建筑物中，具有承受大荷载、传递荷载的功能。
在桩基工程中，桩身所受到的摩阻力是重要的荷载分担形式之一，而负摩阻力则是桩身所受到的荷载分担形式之一。
负摩阻力指的是桩体在静态荷载作用下，土体对桩体产生的力与荷载方向相反，对于提高桩基工程的可靠性和安全性具有重要意义。
本文主要讨论桩基负摩阻力的影响因素、计算方法及应用实例等相关研究。
首先，介绍桩基负摩阻力的概念及形成机理，主要从负摩阻力的定义、形成机制和与荷载的关系等方面来阐述，为进一步展开研究奠定基础。
然后，提出桩基负摩阻力的计算方法。
介绍静力法、动力法和试验方法，详细介绍每种方法的基本原理和应用范围，并对其优缺点进行比较分析，以期能够为实际工程设计提供一些帮助。
其次，分析了影响负摩阻力形成的主要因素，包括土层的物理力学特性、桩土界面的摩擦特性、施工方法及操作等。
本部分探讨各种因素对计算值的影响，同时提出了如何合理避免负摩阻力等问题，以期更好地处理实际工程的问题。
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。
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。
关于桩侧负摩阻力的研究
注：
表 １ 深 度 比经 验 值 ｆ黏性 土 、 粉土 ｆ 中密以上砂 砾石 、 卵石 ｆ基岩
１ 产生 负摩 阻力的原 因
１桩穿过新沉积 的欠固结软 土或新填 土而支撑 在硬持 力层 ）
上 时 ， 层 产 生 自重 固 结 下 沉 。２ 饱 和 软 土 中 打 入 密 集 的 桩 群 ， 土 ） 引起 超 孔 隙 水 压力 ， 体 大 量 上 涌 ， 后 土 体 因孔 隙 水 压 力 消 散 土 随 而 重新 固结 。３ 在正 常 固结 黏 土 和 粉 土 地 基 中 ， 于 下 卧 透 水 层 ） 由
一
文献 标 识 码 ： Ａ
般情况 下， 正常 固结 或超 固结 土 中， 在 桩在上 部荷载 的作 必须根据土的内摩擦 角 、 孔隙 比、 稠度等指标具体的计算桩 、 土的
一
用 下 ， 对 于 桩周 土 作 向 下 运 动 ， 周 土 对 桩 产 生 向 上 作 用 的 摩 沉降位移以合理确定其中性点 的位置（ 相 桩 见图 １ 。 ） 阻力 ， 为 正 摩 阻 力 。而 在 欠 固 结 的 软 土 地 基 和 湿 陷 性 黄 土 地 称
中抽取地下水或其他原因 ， 地下水位 降低 ， 土中有效应力增大 ， 使 土层产生 自重固结 下沉。４ 在桩 侧地 面因大面积 堆载或 大面积 ） 填土而引起 土层 压缩 变形 。５ 黄土 湿 陷、 ） 冻土 融化引起 地 面下 沉。６ 地层应力松弛和桩周非黏性 土在动力作用下被夯 、 ） 振密实 而引起的地基沉降 。
下 沉量 小 于 桩 的 下 沉 量 ， 该 断 面 以 下 的 桩 受 正 摩 阻 力 ； 点 就 则 该 称 为 中 性点 。
于桩的下沉量 ， 则该 断面 以上 的桩受 负摩 阻力 ； 该深 度以下 土的 的下拉荷载后产生的沉降量很小 ， 时负摩阻力将长期作用于桩 此
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
口
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
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[收稿日期]2010-02-25[作者简介]赵敏燕，南京工业大学，硕士研究生，研究方向为岩土力学。
由于桩基础具有承载力高、稳定性高、便于机械施工等优点，桩基础在土木工程中的应用越来越广泛。
当桩侧土体因某种原因而下沉，且其沉降量大于桩的沉降量时，桩侧土体将对桩产生与位移方向一致的摩阻力，称为负摩阻力[1]。
Fellenius(1984)在桩基负摩阻力和沉降分析报告中指出，产生负摩阻力所需的桩土相对位移是非常小的。
由于负摩阻力的存在，若在桩基的设计时不考虑负摩阻力，将会造成桩的附加沉降。
1桩基负摩阻力的形成机理《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)[2]第3.4.1.2条中规定，“桩周围软土因自重固结、场地填土、地面大面积堆载、降低地下水位、大面积沉桩等原因而产生的沉降大于基桩的沉降时，应视具体工程情况分析计算桩侧负摩阻力对基桩的影响”。
同时，当软土地区由于密集桩群施工造成土的隆起和随后的再固结，也会产生桩基负摩阻力[3]。
桩基负摩阻力的分布范围由桩与桩周土的相对位移确定。
在桩的某一断面上，桩与土相对位移为零，该断面称为中性点。
中性点是作用于桩身所有向下的力和所有向上的力的平衡点。
向下的力包括桩顶荷载和负摩阻力产生的下拽荷载，向上的力包括正摩阻力和桩端反力，如图1所示。
中性点M 是摩阻力、桩－土相对位移和轴向压力沿桩身变化的特征点，中性点是桩－土相对位移为0的点（Sp=Sa ），如图1-b 所示。
中性点以上土的下沉量大于桩的沉降量，桩周土对桩的作用力为向下的负值，即负摩阻力，而中性点以下为正摩阻力，如图1-c 所示。
中性点以上轴向压力随深度递增，中性点以下轴向压力随深度递减，如图1-d 所示。
目前，中性点位置的确定一般都是由室内或现场试验所确定的。
国外一些研究人员通过负摩阻力试验认为中性关于桩基负摩阻力的探讨赵敏燕，周峰，王嘉（南京工业大学，江苏南京210009）[摘要]介绍了桩基负摩阻力的形成机理、影响因素及国内外的研究现状，采用有限元软件ABAQUS 对算例进行计算分析，分析了不同的固结时间对负摩阻力的影响。
结果表明，在堆载条件下桩基负摩阻力随着固结时间的增长而不断增长，中性点也随之不断下降。
[关键词]桩基负摩阻力；中性点；ABAQUS 软件[中图分类号]TU473.12[文献标识码]A [文章编号]1005-6270（2010）05-0091-03Study on Negative Skin Friction of Pile FoundationZHAO Min-yan ZHOU Feng WANG Jia(Nanjing University of Technology ，Nanjing Jiangsu 210009China)Abstract:This article introduced the formation mechanism,influence factors and the present research status at home and abroad of negative skin friction of pile foundation.The calculation and analysis on examples based on finite element software Abaqus to analyze the effect of different consolidation time on negative skin friction of pile foundation.The results show that negative skin friction of pile foundation increases by the consolidation time under heaped load,and the neutral point decreased thereupon.Key words:negative skin friction of pile foundation;the neutral point;Abaqus software图1桩基负摩阻力分析原理图注：（a ）桩及桩周土受力、沉降示意图；（b ）各断面深度的桩、土沉降及相对位移；S p —桩身各断面的沉降；S a —各深度桩侧土的沉降；（c ）摩阻力分布及中性点；（d ）桩身轴力Q n －负摩阻力产生的轴力，即下拉力；Q b －端阻力点位置开始是变化的，但最后稳定在某一点处，一般为桩长的0.73～0.78倍，且认为正负摩阻力关于中性点位置对称是偏于安全的[4]。
2桩基负摩阻力的研究现状2.1负摩阻力的影响因素桩侧负摩阻力的大小受各因素的影响，主要包括：(1)桩侧土和桩端土的有效应力、强度、变形性质、应力历史及其它们的变化；(2)排水条件、堆载、降水、浸水等外界条件和桩设置的先后及桩顶荷载施加的时间等时间因素；(3)桩的类型、尺寸、刚度和设置方法。
由于负摩阻力受到众多因素的影响，因此负摩阻力的分析计算非常复杂。
在分析和计算中，一般是考虑其中某几个关键因素的变化，以此来进行简化计算。
2.2负摩阻力的计算方法目前对于负摩阻力及下拉荷载的大小的计算方法，主要由有效应力法、土工参数法、数值分析法等。
(1)有效应力法有效应力法的基本假定是桩和桩周土之间的相对位移足够大能使负摩阻力得到充分的发挥。
挪威Jahannessen和Bjerrum(1965)提出了负摩阻力与土的有效应力的关系。
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中推荐使用有效应力法确定桩基负摩阻力。
具体公式为：f n=kσ′z tanφ′=βσ′z(1)式中，f n为桩的负摩阻力(kPa)；σ′z为桩侧土深度处的竖向有效应力(kPa)，σ′z=p0+γ′z z-μz；k为侧压力系数；φ′为土的有效负摩擦角。
令β=k tanφ′，β为负摩阻力系数，与土的性质、桩型、成桩工艺等有关。
日本远腾(1969)建议取值为：对开口端承桩取β=0.20；对闭口端承桩取β=0.35；对摩擦桩取β=0.3，即β的变化范围处于0.20~0.35之间。
而J.B.Burland以及W. Starke建议，对于粘性土来说，β的变化范围处于0.15~0.35之间[5]。
《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)中给出的β值见表1。
有效应力法假定了桩侧负摩阻力完全发挥，不考虑桩顶荷载施加时间与负摩阻力随时间发展的关系，即有效应力法计算得到的是桩侧负摩阻力的极限值，为保守计算。
(2)土工参数法桩侧单位负摩阻力也可按室内、外测定的土的力学参数来确定[6]。
对于粘性土：f n=1q u或f n=c u(2)式中，q u为土的无侧限抗压强度；c u为土的不排水抗剪强度，可用十字板现场测定。
对于固结土层土中的砂夹层或上复砂层[7]：f n=N+3(3)式中，N为标准贯入击数。
(3)数值分析方法在国外，Wong&Teh(1995)在桩土界面出引入双曲线弹簧来表征桩土之间的相互作用，建立了成层地基土体单桩负摩阻力数值计算模型[8]；Chow et al(1996)建立了群桩负摩阻力简化的数值计算模型[9]；Jeong et al(1997)采用三维有限元法计算群桩负摩阻力[10]，其中土体采用扩展的Druck-er2Prager屈服准则，并采用非关联流动法则，后来Jeong et al(2004)又采用大型有限元软件ABAQUS对桩土界面滑移对负摩阻力的影响进行了重点分析[11]。
国内研究中，周国林(1991)利用传递函数法提出了计算单桩负摩阻力的力学模型[12]，未考虑单元之间土体位移存在的相互影响。
赵锡宏(1999)利用半理论—半经验的桩基沉降计算公式，通过简单迭代计算对承受负摩阻力的桩基的中性点、桩基沉降等进行了分析[13]，由于其仅采用分层总和法来计算桩周土体沉降，得出的为最大中性点深度，未考虑负摩阻力随时间发展变化的动态过程。
王建华等(2000)提出应用Biot固结理论和Fredholm积分方程方法研究桩的负摩阻力问题[14]。
应用积分变换、Laplace变换、数值逆变换等，求得了单桩在表面圆形荷载作用下的桩的变形、轴力以及桩侧摩阻力随时间的变化情况。
彭劼、施建勇等(2003)采用空间轴对称固结有限元结合修正剑桥模型[15]，设置了古德曼的接触面单元对单桩的负摩阻力进行了研究，计算结果与实测结果较吻合。
赵明华等(2004)提出了基于佐藤悟双折线模型的改进模型[16]，以荷载传递法建立出桩基负摩阻力的基本微分方程，导出了考虑土体分层性质的桩侧正、负摩阻力的分段解析解。
肖俊华等(2006)采用有效应力迭代算法来计算桩基负摩阻力[17]。
该算法是一种半经验的方法，不能确切描述负摩阻力随时间、深度、相对位移速率变化而产生的变化。
赵明华、刘思思(2008)从能量平衡和静力平衡角度对桩身单元的应力与应变情况进行分析[18]，计算多层地基土中单桩的桩侧摩阻力。
但实际上桩周土并不仅仅与桩身发生能力传递，桩身变形能的产生也不完全是由桩侧土的竖向摩阻力引起的，其计算结果与实际情况有一定差距。
2.3负摩阻力的时间效应桩基负摩阻力的产生和发展这一时间过程的长短首先表1负摩阻力系数β土类β饱和软土粘性土、粉土砂土自重湿陷性黄土0.15~0.25 0.25~0.40 0.35~0.50 0.20~0.35取决于桩周土固结完成所需的时间。
固结土层愈厚，渗透性愈低，负摩阻力达到其峰值所需时间愈长。
其次，这一时间过程的长短还与桩身沉降完成的时间有关。
当桩的沉降先于固结土层固结完成的时间，则负摩阻力达峰值后就稳定不变，如端承桩。
反之则当负摩阻力达到峰值后又会有所下降，如有的摩擦桩桩端土层蠕变性较强，就会呈现这种特征。
另外，中性点的位置也存在时间效应。
伴随土体固结沉降的发展，桩土相对位移量也随时间不断增大，桩身负摩阻力的大小及作用深度逐渐增加，中性点的位置下移。
随着时间的延续，桩土相对位移量逐渐稳定，桩身负摩阻力不再增长，中性点也逐渐地收敛并稳定于某一固结深度。
3算例分析某软土地区场地土层自上而下主要为软土层与粘土层,拟设计桩长24m、桩径500mm，桩端持力层为第一互层中较硬的粘性土层,在填土堆载作用下桩侧不可避免会产生负摩阻力，为此有必要对负摩阻力的影响因素及其分布规律进行分析，以期为桩基承载力的设计及施工提供指导。
计算时土体的物理力学性质指标均按厚度取加权平均值，在此基础上分别改变各参数值来分析各因素的影响规律。
选取的桩的计算参数如表2所示，土体计算参数如表3所示。
本文采用了轴对称模型进行分析，桩采用8节点的缩减积分单元CAX8R，土体采用4节点的缩减积分渗流/变形耦合单元CAX4RP。