桩基础负摩阻计算程序

桩基负摩阻

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桥梁桩基负摩阻力的计算

K2γ( h - 3) 〕= π×0. 62 ×2 ×
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）。

地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力

0.002l0 0.007l0 0.005l0
府溶咋托
根
单层排架结构（柱距为6m）柱基的沉降量（mm） 120
橡蟹
弦
适
地
基
处
理
桩
基
4.4.1 单桩沉降的计算
在竖向荷载作用下单桩沉降由三部分组成：（1）桩身弹性压缩引起的桩顶沉降；（2）桩侧阻力引起的桩周土中的附加应力以压力
扩散角，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降；（3）桩端荷载引起桩端下土体压缩所产生的桩端
N0影响很小可忽略不计， P（Z）= kxxb0 =mzxb0。上式变为：
N0 H0
M0
x
承台底面
EId4x5zx0
z
dz4
其中： 5 mb1 为桩的水平变1形 /m ）系。数（
EI
下醚牙侨母付切各秧依秦蒸克眷缨逸索抄捉瑞惮炼末坯抗荧邦映临蹬蛛攀地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
③ “m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长．目前我国应用较多， Kx =mz。
H0
x
t
Kx=mz
（c）”m”法
突全两颧蚤括模团护镇买盲间足紧稀糟辈畦辐艘名肮翰郧顺薄因献襄今亭地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
④ “c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，即Kh =cz1/2 ，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。
赶绪咸橱称剂湘绷零扛叫璃台咏鸥疆容杯丘凝枣晋沈之筏峰脑倾辩搞齐款地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
换算深度 h 和最大弯矩系数 C M （3）桩身最大弯矩及位置

浅述桥梁桩基负摩阻力的计算

其中，为第ｉ层土体的负摩擦力，Ｐ；为第ｉ土体的ｋａｈ层
厚度，为桩长，ｍ；ｍ。
态。一般说来，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。桩的负摩阻力虽有时效，出于安全考虑，但设计中可取其最大值。
量的影响。负摩阻力的强度则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，应研究产生负摩阻力时桩一土
相互作用的特点、沿桩身土体的抗剪强度特征及桩侧的应力状
一
项极其重要的因素，尤其是在软土地区。本文围绕桥梁桩基负载越大，中性点位置越深。
摩阻力的产生机理、算方法及防治措施等开展研究，出了若２３负摩阻力强度的计算计提．干建议，供设计参考。工程实践中，主要采用如下三种方法来计算负摩擦力：
第３６卷第ｌ０期２０１０年４月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩ］兀瓜Ｅ１
Ｖｌ．６Ｎｏ．００３１１
Ａｒ２１ｐ．００
・７・５
文章编号：０９６２｛００１—０５０１０ —８５２１）００７ —２
土体类别新填土和砂（ｒ．）Ｄ ≤Ｏ２粉质砂（ ≤Ｏ２，Ｄｒ．）砂质粉土（屯≥０７）．５
黏土质砂（ｒ．）砂质黏土（Ｄ ≤Ｏ２，也≥０７）．５
２２中性点的位置．

单桩承载力验算(计负摩阻力)

单桩承载力验算一、土层分布情况二、单桩竖向承载力特征值桩端持力层为全风化花岗岩，按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），中性点深度比l n /l 0=0.75，桩周软弱土层下限深度l 0=28.84m ，则自桩顶算起的中性点深度l n =21.63m 。

根据规范可知，该处承载力特征值只计中性点以下侧阻值及端阻值。

kN l q u A q Q i sik p pk 3976)613021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 19883894211=⨯== 三、单桩负摩阻力第一层路堤填土和杂填土自重引起的桩周平均竖向有效应力：地下水以上部分：Pa k 93.6594.6192111=⨯⨯=σ；地下水以下部分：Pa k 06.1396.1)1019(2194.61912=⨯-⨯+⨯=σ；则kPa 20512111=+=σσσ；第二层淤泥自重引起的桩周平均竖向有效应力：kPa 26.182)54.863.21()105.15(216.1)1019(94.6192=-⨯-⨯+⨯-+⨯=σ；；，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 24245.612053.01111=>=⨯==σξ；，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 121245.3626.1822.01222=>=⨯==σξ对于单桩基础，不考虑群桩效应则1n =η；基桩下拉荷载：kN l q u Q n i i n si n ng1137))54.863.21(1254.824(10.11=-⨯+⨯⨯⨯⨯==∑=πη 四、单桩分担面积上的荷载kN N 720)2520(44k =+⨯⨯=五、验算N R N Q N a n k 1988k 185********g k =<=+=+故单桩承载力满足要求。

按照摩擦性桩验算：kN l q u A q Q i sik p pk 2752)313021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 13762752211=⨯== kN N 720)2520(44k =+⨯⨯=a R N <k故单桩承载力满足要求。

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）。