基桩负摩阻力的计算
基桩负摩阻力的计算
基桩负摩阻力的计算岩土工程方楹1122090001摘要：分析了摩阻力与轴力的关系、负摩阻力产生的原因以及负摩阻力时桩的影响，论述了不同情况下负摩阻力的计算方法。
关键词：桩负摩擦阻力计算方法Negative Frictional Resistance For Calculation of Foundation Pile Abstract:This paper analyzes the relationship between frictional resistence force and axial force,exerting cause of negative frictional force and its influence pile. The calculation method of negative frictional force under different condition is described.Keywords:pile;negative frietional resistanee force:ealeulation;method1负摩阻力的产生桩在竖直的轴向荷载作用下，桩身横截面产生了轴向内力和位移，由此桩土之间就有了相对位移，于是土对桩侧产生了摩阻力，相应于桩尖的位移，则产生了对桩端的阻力。
通过桩侧摩阻力和桩端阻力，桩将荷载传给土体。
即桩侧总摩阻力和桩端阻力之和等于桩顶轴向荷载。
桩的荷载传递以及桩的位移，体现了桩在轴向荷载作用下的工作性能。
图1(b)为一根进行静载试验的桩，若在桩身中每隔一段距离埋设应力测量元件，当桩顶作用有轴向压力P时，根据量测结果，可画出桩身轴力的分布曲线，如图1(c)所示。
然后找出轴力分布曲线的函数式P(z)，这个曲线和函数P(z)表达了沿桩身深度:处的荷载传递关系，而摩阻力f(z)就是桩侧单位面积上的荷载传递量。
在桩身某一深度z 处取出长度为dz 的一小段桩体，其上下截面和侧面的受力情况如图1(a)所示，设桩的横截面周长为U ，根据该桩体单元体的平衡条件得:0)()()()(=--+z p z dP z P dz z Uf (1) 则dz z dP U z f )(1)(-= （2） 上式表示摩阻力与轴力的基本关系。
桩基负摩阻力计算
桩基负摩阻力计算桩基负摩阻力是指在桩基施工过程中，桩基锚固深度以下的土层与桩基之间产生的负摩阻力。
它是桩基在受到荷载时所能产生的抗拔能力的重要指标之一。
正确计算桩基负摩阻力对于保证桩基的安全和稳定至关重要。
桩基负摩阻力的计算是基于摩擦作用和有效应力理论的。
摩擦作用是指土体颗粒间由于相互接触而产生的抗拔力，它与土体密实程度、土壤类型、桩身形状等因素相关。
有效应力理论是指土体中由于土层破坏或变形而引起的有效应力改变，有效应力的变化会影响负摩阻力的大小。
在计算桩基负摩阻力时，需要确定以下几个关键因素：1.土壤特性：土壤的类型、孔隙比、含水量等会影响负摩阻力的大小。
通常可以通过现场土壤取样和实验室试验来获取土壤特性参数。
2.桩身形状：桩的形状、直径、长度等都会对负摩阻力的计算产生影响。
不同形状的桩会受到不同的桩土侧阻力分布。
3.荷载：荷载的大小和施加方式都会对负摩阻力的计算产生影响。
一般情况下，负摩阻力随着施加荷载的增大而增大。
计算桩基负摩阻力的常用方法包括摩擦桩法和剪切桩法。
摩擦桩法是指土体与桩体之间通过摩擦力传递荷载，桩基负摩阻力的大小与侧面土壤的负摩阻力成正比。
剪切桩法是指通过土壤与桩体之间的剪切破坏形成负摩阻力，桩基负摩阻力的大小与土壤的剪切强度参数相关。
计算桩基负摩阻力的步骤如下：1.确定桩的直径和长度，以及桩基的锚固深度。
2.根据现场土壤取样和实验室试验结果，确定土壤特性参数，如饱和黏聚力、内摩擦角、重度等。
3.根据桩身形状和荷载大小，选择适当的计算方法，如摩擦桩法或剪切桩法。
4.进行负摩阻力的计算，根据土壤特性参数和桩身形状，采用相关公式或曲线来计算负摩阻力的大小。
5.验证计算结果的合理性，进行桩基负摩阻力的安全检查，确保其能够满足工程要求。
需要注意的是，桩基负摩阻力的计算是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
为了保证计算结果的准确性，建议在计算过程中进行合理的取样和试验，尽可能考虑实际情况中的各种因素。
桥梁桩基负摩阻力的计算
0. 7 ×0. 72 ×〔500 + 5. 0 ×13. 6 ×
(34 - 3) 〕= 2 973 (kN) 式中 :γ= 13. 6 kN/ m3 。
4) 作用于桩顶上的设计荷载 (计算略) :
P1 = 2 900 ( kN) 5) 桩身自重 :
等 ,则该土层的负摩阻力强度的最大值可按
下式计算 :
f =γh Ktg <
(3)
式中 :γ—土的容重 ( kN/ m3) ;
h —计算处深度 ( m) ;
K —土的侧压力系数 ,钻孔桩取静止土
P1 + P5 - P6 < 1/ K1 ( P2 + P3) - P4/ K2 (5) 式中 : P1 —作用于桩顶上的设计荷载 ;
- 30 m ,因持力层为坚固土 ,故取 h1 = 1. 0 h3 = 3. 5 + 1 + 5. 2 = 9. 7 (m) 。
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力的大小取决于土的抗剪强度 。 据有关文献建议 :在软弱粘土层中 ,其负
需要指出的是 ,利用 (4) 式求算作用于单 桩上的极限负摩阻力不应大于单桩所分配承
摩阻力强度最大值为
受的桩周下沉土重 (按相邻桩距之半计算 ,其
f = 1/ 2 qu
(2)
式中 : f —负摩阻力强度的最大值 ( kPa) ;
桩的负摩阻力强度与基桩的沉降以及桩
多层地基单桩负摩阻力的数值模拟计算ppt课件
d
XiXi1
代入
2
dz
h
ih i 1 h E p 2 A p d d z 2 U zi U S b z g A p i d z
P iS i P i 1 S i 1 m ig i 2
可得
E 2 ph A p X i 1 X i 2 U 4 T S fh f2 X iX i 1 2
P 0 S 0 z S b d a g S b d v P b S b
1 20HEpApd dz2dzmgSb2
将上式展开，移项可得：
0 H E p 2 A p d d z 2U zU Sb zgA p dz
P0S0 PbSb mg2
上式以整体桩身为分析对象，即桩身i个单元能量平衡 的叠加。假设以桩身单元i为分析对象，如下图，那么 有
二、桩身平衡方程
假定桩身不产生塑性变形，忽略桩侧土压力对 桩体产生的横向变形，那么弹性桩身在竖直方 向满足能量守恒,由此推得桩身能量平衡方程。
由桩身的变形位移协调关系可推导出桩身的位 移协调方程。
将两个方程联立，即可迭代求解桩身各单元轴 力、摩阻力以及位移。
1.桩身能量平衡方程
桩身在土中的总势能 由桩身变形能 W u 及势 能增量W p 两部分组成
建立一个描画该能量传送过程的能量平衡方程。
从讨论桩身变形能与外力做功之间的关系出发， 将能量法方程引入负摩阻力的数值计算 。
1.桩与桩周土的单元分割
在桩长L范围内,层状地基 土用n+1个节点分割成n 个层元,每个层元厚度均 为h。
桩身分割成n个杆单元， 节点自在度为1，即只思 索节点竖向位移。
主要思绪
一、基桩负摩阻力的产生过程，本质上是桩周 土沉降与桩身之间能量交互传送的过程。
桩侧负摩阻力的计算
桩侧负摩阻力的计算一、 规范对桩侧负摩阻力计算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。
4、 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。
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：N k 乞 R a（ 7-9-1）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，并 可按下式验算基桩承载力：N k Q g <Ra（ 7-9-2）③ 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。
二、 计算方法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： 1、中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值，可按下列公式计算：q ?i = ni ；「i（ 7-9-3）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：i 71ri -mm i 厶i m =2（7-9-3 ）〜（7-9-5）式中：q ?i ――第i 层土桩侧负摩阻力标准值；当按式（7-9-3）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；-ri ――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;当地面分布大面积荷载时：；★二p • c ri(7-9-4) 其中， (7-9-5)Ci ■――桩周第i层土平均竖向有效应力；i, m――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;.'■■Zi ---- 第 i 层土、第 m层土的厚度；p――地面均布荷载；桩周第i层土负摩阻力系数，可按表 7-9-1取值;表7-9-1 负摩阻力系数匕土类5土类5饱和软土0.15 〜0.25 砂土0.35 〜0.50粘性土、粉土0.25 〜0.40 自重湿陷性黄土0.20 〜0.35②填土按其组成取表中同类土的较大值；2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：nQ f 二n 八側（7-9-6）(7-9-7)式中，n ――中性点以上土层数；l i――中性点以上第i土层的厚度；n ――负摩阻力群桩效应系数；S ax, S ay ――分别为纵横向桩的中心距；q S?――中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值；m――中性点以上桩周土层厚度加权平均重度（地下水位以下取浮重度）。
软土地基桩基负摩阻力简化计算方法
软土地基桩基负摩阻力简化计算方法随着城市化的发展，建筑物的高度和质量不断提高，软土地基作为一种常见的基础类型，在建筑工程中得到了广泛应用。
而在针对软土地基的基础设计中，桩基扮演着非常重要的角色。
为了减少桩基工作量，许多工程师选择利用软土地基的负摩阻力来提高桩基承载力。
下面介绍一种适用于软土地基的桩基负摩阻力简化计算方法。
首先，我们需要了解什么是软土地基桩基负摩阻力及其作用。
软土地基较弱，传统的桩基承载力设计难以满足要求。
负摩阻力指的是桩身在沉降过程中，随着桩与土壤间的接触面积增大，产生的上反力。
对于深埋的桩基而言，负摩阻力是桩基承载力的重要组成部分。
因此，利用软土地基负摩阻力提高桩基承载力，可以有效减少总桩数，节约工程成本。
其次，我们需要掌握软土地基桩基负摩阻力计算的一般方法。
目前，常用的负摩阻力计算方法包括：综合法、分类法和简化法。
其中，综合法和分类法需要较为复杂的计算和实验数据，难以在实际工程中应用。
而简化法由于其具有计算简便、可靠性高等优点，成为了最常用的负摩阻力计算方法之一。
简化法的核心思路在于，通过人工挖掘的孔洞或者机械开挖的土壤样品来获取土性参数，进行合理的假定和简化，然后应用相关公式进行计算。
在软土地基桩基负摩阻力计算中，常用的简化法有下列两种：1. 等效固结厚度法这种方法的主要假设是，土层只在与桩壁接触的一定深度范围内发生变形，而桩身下面的土体则不发生变形。
将土层压缩变化量进行积分，得到该深度范围内等效固结厚度，根据等效固结厚度计算桩基负摩阻力。
2. 摩阻力系数法此方法假定土壤与桩壁之间存在一定的摩阻力，通过分析其与桩壁间封闭空气的作用关系，得到摩阻力系数，并根据相应的公式进行计算。
最后，需要指出的是，选择合适的方法和计算参数极为重要，尤其是在灰、黏土等非同质土壤中，简化法的可靠性和适用性可能会受到一定影响。
因此，在实际软土地基桩基负摩阻力计算中，需要综合考虑地质条件、桩基类型、土壤类型等因素，选择最合适的计算方法，并结合实验和现场观测数据进行合理调整。
负摩阻力计算实例
负摩阻力计算实例本建筑场地为自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为Ⅱ级（中等），依椐JGJ94-2008规范第5.4.2条规定，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力。
首先，根据场地地质情况（以3#井处的地层为例）确定压缩4.2 桩基4.2.1 桩基类型及桩端持力层的选择依据勘察结果分析, 本建筑场地为自重湿陷性黄土场地，（自重湿陷量的计算值为120.5-151.6mm）湿陷等级为Ⅱ级（中等），湿陷性土层为②、③、④、⑤层，湿陷土层厚度为10-15m，湿陷最大深度17m（3#井）。
可采用钻孔灌注桩基础，第⑦层黄土状粉土属中密-密实状态，具低-中压缩性，不具湿陷性，平均层厚4.0m，可做为桩端持力层。
4.2.2 桩基参数的确定根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）中的有关规定，结合地区经验，饱和状态下的桩侧阻力特征值qsia（或极限侧阻力标准值qsik）、桩端阻力特征值qpa（或极限端阻力标准值qpk¬）建议采用下列估算值：土层编号土层名称土的状态桩侧阻力特征值qsia(kPa) 极限侧阻力标准值qsik(kPa) 桩端阻力特征值qpa(kPa) 极限端阻力标准值qpk(kPa)②黄土状粉土稍密 11 23③黄土状粉土稍密 12 24④黄土状粉土稍密 12 24⑤黄土状粉土稍密 13 26⑥黄土状粉土中密 18 36⑦黄土状粉土中密 18 36 500 1000⑧黄土状粉土中密 20 40 600 12004.2.3 单桩承载力的估算依据JGJ94-2008规范，参照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第8.5.5条，单桩竖向承载力特征值可按下式估算：Ra=qpaAp+up∑qsiaLi式中：Ra——单桩竖向承载力特征值；qpa 、qsia——桩端端阻力、桩侧阻力特征值；Ap——桩底端横截面面积= πd2（圆桩）；up——桩身周边长度=πd；Li——第i层岩土的厚度；以3#孔处的地层为例，桩身直径取600mm，以第⑦层黄土状粉土做为桩端持力层，桩入土深度24.0m（桩端进入持力层的深度对于粘性土、粉土应不小于1.5d）。
桩侧负摩阻力的计算
桩侧负摩阻力的计算一、规范对桩侧负摩阻力计算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。
4、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。
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： a k R N ≤ （7-9-1）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，并可按下式验算基桩承载力：a ng k R Q N ≤+ （7-9-2）③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。
二、计算方法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： 1、中性点以上单桩桩周第 i 层土负摩阻力标准值，可按下列公式计算：i ni nsiq σξ'= （7-9-3） 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：ri i σσ'=' 当地面分布大面积荷载时：rii p σσ'+=' （7-9-4） 其中, i i i m m m riz z ∆∑+∆='-=γγσ1121（7-9-5） （7-9-3）～（7-9-5）式中：nsi q ——第i 层土桩侧负摩阻力标准值；当按式（7-9-3）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；ri σ'——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；i σ'——桩周第i 层土平均竖向有效应力；m i γγ,——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；m i z z ∆∆,——第i 层土、第m 层土的厚度；p ——地面均布荷载；ni ξ——桩周第i 层土负摩阻力系数，可按表7-9-1取值；表7-9-1 负摩阻力系数ξ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；2、考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：∑⋅==ni i nsi n n gl q u Q 1η （7-9-6）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅=4d q d s s m n s ya x a n γπη （7-9-7）式中，n ——中性点以上土层数； l i ——中性点以上第i 土层的厚度；n η——负摩阻力群桩效应系数；ay ax s s ,——分别为纵横向桩的中心距；ns q ——中性点以上桩周土层厚度加权平均负摩阻力标准值；m γ——中性点以上桩周土层厚度加权平均重度（地下水位以下取浮重度）。
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基桩负摩阻力的计算
岩土工程方楹1122090001
摘要：分析了摩阻力与轴力的关系、负摩阻力产生的原因以及负摩阻力时桩的影响，论述了不同情况下负摩阻力的计算方法。
关键词：桩负摩擦阻力计算方法
Negative Frictional Resistance For Calculation of Foundation Pile Abstract:This paper analyzes the relationship between frictional resistence force and axial force,exerting cause of negative frictional force and its influence pile. The calculation method of negative frictional force under different condition is described.
Keywords:pile;negative frietional resistanee force:ealeulation;method
1负摩阻力的产生
桩在竖直的轴向荷载作用下，桩身横截面产生了轴向内力和位移，由此桩土之间就有了相对位移，于是土对桩侧产生了摩阻力，相应于桩尖的位移，则产生了对桩端的阻力。
通过桩侧摩阻力和桩端阻力，桩将荷载传给土体。
即桩侧总摩阻力和桩端阻力之和等于桩顶轴向荷载。
桩的荷载传递以及桩的位移，体现了桩在轴向荷载作用下的工作性能。
图1(b)为一根进行静载试验的桩，若在桩身中每隔一段距离埋设应力测量元件，当桩顶作用有轴向压力P时，根据量测结果，可画出桩身轴力的分布曲线，如图1(c)所示。
然后找出轴力分布曲线的函数式P(z)，这个曲线和函数P(z)表达了沿桩身深度:处的荷载传递
关系，而摩阻力f(z)就是桩侧单位面积上的荷载传递量。
在桩身某一深度z 处取出长度为dz 的一小段桩体，其上下截面和侧面的受力情况如图1(a)所示，设桩的横截面周长为U ，根据该桩体单元体的平衡条件得:
0)()()()(=--+z p z dP z P dz z Uf (1) 则dz z dP U z f )(1)(-= （2） 上式表示摩阻力与轴力的基本关系。
式中，摩阻力向上时，)(z f 取正号，这时)(z P 随着深度的增加而减小，因而)(z dP 为负值，故)(z f 的大小分布可由上式求得。
如果)(z P 随着深度的增加而增大，则)(z f 为负值，其方向向下，则表示出现了负摩阻力的情况。
桩土之间相对位移的方向，对于荷载传递的影响很大。
在一般情况下，桩受轴向荷载作用后，桩相对于桩侧土体作向下位移，使土对桩产生向上作用的摩阻力，称正摩阻力。
但是，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，则土层相对于桩侧向下位移，产生于桩侧的向下的摩阻力称为负摩阻力，如图2。
产生负摩阻力的情况有多种，例如:位于桩周的欠固结软粘土或新填土在自重作用下产生固结;大面积堆载使桩周土层压密;在正常固结或稍微超固结的软粘土地区，由于地下水位全面降低(如抽取地下水)，致使有效应力增加，因而引起大面积沉降;自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷等。
在这些情况下，土的自重和地面上的荷载将通过负摩阻力传递给桩，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，对人土深度相同的桩来说，若有负摩阻力发生，则桩的外荷载增大，桩的承载力相对降低，桩基沉降加大，这在确定桩的承载力和桩基设计中应予以注意。
2负摩阻力的计算
桩侧负摩阻力问题，实质上和正摩阻力一样，如果得知土与桩之间的相
对位移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的变化了。
图3(a)表示一根承受竖向荷载的桩，桩身穿过正在固结中的土层而达到坚实土层。
在图3(b)中，曲线1表示土层不同深度的位移，曲线2为该桩的截面位移曲线。
曲线1与曲线2之差为桩土之间的相对位移。
曲线2和曲线1的交点1O 为桩土之间不发生相对位移的截面位
置，称为中性点。
在1O 点之上，土层产生相对于桩身的向下位移，在
这部分桩长范围内出现负摩阻力。
在1O 点之下，桩截面产生相对于土
层的向下位移，因而在桩侧产生正摩阻力。
图3(c)及(d)分别为桩侧摩阻力曲线和桩身轴力曲线。
其中nf P 为负摩阻力引起的桩身最大轴力
(又称下拉力)，f P 为总的正摩阻力。
从图中可知，在中性点处桩身轴
力达到最大值)(nf P P +，而桩端总阻力f nf s P P P P -+=。
由于桩周土层的固结是随时间而发展的，所以土层竖向位移和桩身截面位移都是时间的函数。
在一定的桩顶荷载尸作用下，这两种位移都随时间而变，因此中性点的位置、摩阻力以及轴力都相应发生变化。
如果在桩顶荷载作用下的截面位移已经稳定，以后才发生桩周土层固结，那么土层固结的程度和速率是影响负摩阻力的大小和分布的主要因素。
固结程度高，地面沉降大，则中性点往下移;固结速率大，则负摩阻力增长快，不过负摩阻力的增长要经过一定时间才能达到极限值。
在这个过程中，桩身在负摩阻力作用下产生压缩。
随着负摩阻力的产生和增大，桩端处的轴力增加，桩端沉降也增大了。
这就必然
带来桩土相对位移的减小和负摩阻力的降低，而逐渐达到稳定状态。
如果桩端沉降和桩身截面位移都大于土层的位移，则负摩阻力消失。
2.1中性点位置的确定
确定桩身负摩阻力的大小，就要先确定产生负摩阻力的深度和负摩阻力强度的大小。
桩身负摩阻力并不一定发生于整个软弱压缩土层中，产生负摩阻力的范围就是桩侧土层对桩产生相对下沉的范围。
它与桩侧土层的压缩、桩身弹性压缩变形和桩底下沉直接有关。
桩的负摩阻力强度与基桩沉降及桩侧土压缩沉降、沉降速率、稳定历时等因素有关，且它随时间的变化和分布也比较复杂。
为确定负摩阻力强度大小，就必须研究产生负摩阻力时桩与土共同作用特点和土沿桩身的抗剪强度特征及桩侧的应力状态。
一般认为，桩侧土与桩
的粘着力和桩表面负摩阻力的大小取决于土的抗剪强度;负摩阻力虽有时间效应，但从安全考虑工程上可取其最大值。
中性点位置的确定是比较麻烦和困难的，目前多采用依据一定的试验结果得出的经验值，或采用近似的估算方法。
例如:先假设中性点位置，计算出所产生的负摩阻力，然后将它加到桩上荷载中，计算桩的弹性压缩，并以分层总和法分别计算桩周土层及桩底下土层的压缩变形，绘出桩侧土层的下沉曲线(图3b 中l 线)和桩身的位移曲线(图3b 中2线)，两曲线的交点即为计算中性点位置，并与假设的中性点位置进行比较，看其是否一致，若不一致，则重新计算。
根据试验结果分析，可按经验估计产生负摩阻力的深度即 22180.0~77.0h h h = （3）
式中1h 为产生负摩阻力的深度(m)，2h 为软弱压缩层或自重湿陷黄土
层厚度(m)。
2.2软粘土层负摩阻力强度的计算
对于软粘土层的负摩阻力强度计算，可按太沙基建议的方法计算，即
u q f 2
1= （4）
式中f 为负摩阻力强度(kPa)，u q 为软粘土层的无侧限抗压强度(kPa)。
2.3软弱土层上的其他土层的负摩阻力强度计算
对于位于软弱土层上的其他土层，由于软弱粘土层下沉，也将对桩产生向下作用的负摩阻力。
可用下式计算由此产生的对桩的负摩阻力，即
_v f σβ= （5）
Z v γσ'=- （6）
式中-v σ为竖向有效应力(kPa)，γ'为土的有效容重(kNlm3)，Z 为计算
点深度(m)，β为系数，β=0.2~0.5。
2.4负摩阻力的计算
求得负摩阻力强度f 后，乘以产生负摩阻力深度范围内桩身表面积，则可得到作用于桩身的总负摩阻力nf P ，即
)(KN fA P nf nf = （7）
式中nf A 为产生负摩阻力深度h ，范围内桩身表面积)(221m rh A nf π=，r 为桩截面半径(m)。
按公式(7)算得作用于单桩总的负摩阻力nf P 值不应大于单桩所分
配承受桩周下沉土重(按相邻桩距之半，深度为中性点深度1h )。
2.5单桩承载的验算
验算单桩承载时，负摩阻力作为外荷载计，计算单桩容许承载力[]P 时，只计正摩阻力，即
[]P P P nf ≤+ (8)
[]()B F P P P +=2
1 (9) 式中P 为桩顶轴向荷载(kN)，F P 为桩侧极限正摩阻力(kN)，B P 为桩底极限阻力(kN)。
3结束语
负摩阻力产生的后果主要反映在桩基下沉量的增加或发生基础不均匀沉降而影响结构物的使用。
随着工程实践的不断发展，常常采
用对桩身涂以处理后的沥青、油漆等措施，可以改变桩土接触表面摩阻性能而减少负摩阻力值。
参考文献
[1]JTJ024‐85，公路桥涵地基与基础设计规范[S]
[2]凌冶平.基础工程[M].北京:人民交通出版社，1986。