桩基负摩擦力
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。
桩侧负摩阻力的分析与计算
表 ２ 值 选取表
ｄ依据 实测结果 ，根据工程桩 的工作性状 、类别分别估 ．
者 没 有相对 位移 和摩 擦 力的作 用 ，同时该 点 也是轴 力最 大
点。
算 。对不同的桩型和桩端持力层按 以下 要求确定 ： ① 磨擦桩 ：‘ ０７—０８‘ （‘——入 土深度 ） ： ． ．０ ｏ ：
比、饱和度增 大而 降低 。综合有关文献的建议值和 各类土中
的 测 试 结 果 给 出值 见 下 表 ：
土类 饱和软土 黏性土 、粉土
砂 土
‘ ｎ ０ １ ～０ ２ ． ５ ．５ ０ ２ ～０ ４ ．５ ． ０
０ ３ ～０ ５ ．５ ． ０
自 湿 陷 性 黄 土 重
０ ２ ～０ ３ ．０ ． ５
地下 水位 降低 的范 围与深度 、 桩项荷载 施加的时间顺序 与负 摩阻 力的发生之间 关系、桩基 的类型及成桩工 艺等。所 以在 负摩 阻力计 算 中考虑各种 因素是有困难 的。目前 ，国内外学
４小螬 ． 桩 侧 负摩 阻 力的作 用 ，可 导致 基础 与结构 的沉 降和破 ． 坏 ，桩基 的损坏 等工程事故 ，甚至无法使用而被 迫拆除 ，或
围 内 ）‘ Ｏ８ 一 ＝ ．５～Ｏ９ ‘ ．５ ０；
由于竖 向有效应 力随上覆土层 自重增 大而增加 ， 当超 过
土 的极 限侧阻力时 ，负摩 阻力不再 增大。故 当计算负摩 阻力
超 过极 限 侧 摩 阻 力 时 ，取 极 限 侧 摩 阻 力值 。 土 力 学 参 数 确 定 法 ：按 照 室 内 土 工 试 验 或 原 位 测 试 成
．
ｆ自重湿陷性黄 土场 地中性点 的确 定 比较复杂 。在 自重 ． 湿 陷性黄土场地 ， 产生桩周 负摩 阻力 的实际下限深度 （ 即中 性点 ） ，可能很 浅 ，也可 能很 深 ，取决 于产生 自重 湿陷 的深
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 )
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）。
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 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。
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。
桩基负摩擦力的分析总结
土体 滑移 而产 生水 平位 移和 折断 。
２ 桩 基 负 摩 擦 力 的 分 析 在 可 压缩 软 土 地 区采 用 下 卧硬 层 的 端 承桩 ， 使 用 过 程 中 ， 发 生 丁程 事 故 ， 计 时 通 常 是 采 用 现 场 曾 设
采用 特殊 的沥青 涂 布 包在 桩 外 剧 ， 以此 降 低桩 表 面
人 近 几 年 在 工 程 设 计 中 为 克 服 桩 基 负 摩 擦 力 而 采 取
４ 小 结
以 上 这 些 措 施 ， 有 其 特 点 ， 中 第 一 种 措 施 应 各 其 用 简 单， 果 也 好 ， 实 际工 程 中牵 涉 的 因素 较 多 ， 效 在 目前 还 难 以 用 理 论 计 算 或 经 验 方 法 确 定 ； 此 在 实 因
可 以预 防和消 减 的 。要 消 除 这些 负 摩 擦 力 ， 计 和 设
施 工 人 员 事 先 就 要 采 取 应 对 措 施 ， 确 保 成 桩 不 因 以
降低 了成本 ， 达到 了增加 桩承 载力 的效 果 。 又
第 三 种 措 施 是 在 软 土 区 段 桩 外 侧 填 充 炉 渣 或 是
中 ， 们必须 采用 一 些 措施 来 克 服这 些 负 摩 擦 力对 我
工 程 造 成 的影 响 ， 而 保 证 工 程 的 安 全 。 从
当 桩 基 产 生 负 摩 擦 力 时 ， 桩 上 产 生 比 较 大 的 在
附加荷 载 的情况 下 ， 服 或 消 除桩 基 负 摩 擦 力 往往 克 是 首 要 任 务 。 由 于 我 国 实 践 经 验 比 较 少 ， 文 就 本 本
的 负 摩 擦 力 ， 少 负 摩 擦 力 的 多 少 ， 要 取 决 于 沥 青 减 主 材 料 的 性 质 和 沥 青 厚 度 。 采 用 这 一 措 施 时 要 注 意 穿
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4.桩基础
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： 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
4.桩基础
对于端承型基桩除应满足上式要求外，尚应考虑 n ，并可按下式验 负摩阻力引起基桩的下拉荷载 Qg 算基桩承载力：
4.桩基础
中性点深度 ln 一般应按桩周土层沉降与桩沉降相 等的条件计算确定，也可参照表 5.4.4-2 确定。
表5.4.4-2 持力层性质 中性点深度比 ln / l0 中性点深度 黏性土、粉土 0.5~0.6 中密以上砂 0.7~0.8 砾石、卵石 0.9 基岩 1.0
注：1 ln , l0 分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；
4.桩基础
2. 产生负摩阻力的原因 桩周有较大的堆载，引起桩周土的固结； 桩穿过欠固结的软粘土或新填土进入硬持 力层，土层产生自重固结下沉； 软粘土地区，地下水下降或深基坑开挖降水等 引起桩周土下沉； 黄土中的桩，地基土湿陷作用引起桩周土下沉； 砂土液化和冻土融化。
4.桩基础
sat=20kN/m 3
10m
砂卵石 侧阻力qsk=80kPa 端阻力qpk=2500kPa
2m
4.桩基础
1 对于填土场地，宜先填土并保证填土的密实性， 软土场地填土前应采取预设塑料排水板等措施，待 填土地基沉降基本稳定后方可成桩； 2 对于自重湿陷性黄土地基，可采用强夯、挤密土 桩等先行处理，消除上部或全部土的自重湿陷； 3 对于欠固结土，先期排水预压； 4 对于挤土沉桩，应采取消减超孔隙水压力、控制 沉桩速率等措施；
n qs — o 以上桩周土厚度加权平均负摩阻力标准值；
m — o 以上桩周土层厚度加权平均重度。
对于单桩基础或按上式计算的群桩效应系数
n
＞1时，取 =1。
【例题】某端承灌注桩桩径1.0m，桩长22m，桩周土性 参数如图所示，地面大面积堆载 p=60kPa，桩周沉降变 形土层下限深度 20m，试按桩基规范计算下拉荷载标 准值（已知中性点深度 Ln / L0=0.8，粘土负摩阻力系数 取0.3，粉质粘土负摩阻力系数取0.4，负摩阻力群桩效 应系数取1.0）。
第一层zi 8 10 40kPa
2
'
i 1
第二层土：
1 8 10 10 6 110kPa 2
m 1
1 2
1 2
1' p 1 60 40 100kPa
' 2 p 2 60 110 170kPa
n g i 1
n
n si i
qsn d n sax say / d m 4
4.桩基础
式中 n —中性点以上土层数；
li —中性点以上第 i 土层的厚度；
n —负摩阻力群桩效应系数；
sax 、 say —分别为纵横向桩的中心距；
2 桩穿过自重湿陷性黄土层时，ln 可按表列值增大10％（持力层为基岩除外）； 3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0 4 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.4~0.8 折减。
、
4.桩基础
4. 桩基规范关于桩的负摩阻力的相关规定 下面情况中的桩基，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： 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； 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； 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.桩基础
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：
o 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 ni
n si
' i
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
' i '
4.桩基础
当地面分布大面积荷载时：
4.桩基础
图 5-6 隔离桩方法
图 5-7 保护桩方法 Broms
4.桩基础
思考题
1、什么是负摩擦力？什么情况产生负摩擦力？
2、什么是中性点？
3、如何计算负摩擦力？
4、工程中如何减小负摩擦力？
地下水位 粘土 侧阻力qsk=40kPa 饱和重度γ
sat=18kN/m 3
10m
粉质粘土 侧阻力qsk=50kPa 饱和重度γ
4.桩基础
中性点深度 ln 一般应按桩周土层沉降与桩沉降相 等的条件计算确定，也可参照表 5.4.4-2 确定。
表5.4.4-2 持力层性质 中性点深度比 ln / l0 中性点深度 黏性土、粉土 0.5~0.6 中密以上砂 0.7~0.8 砾石、卵石 0.9 基岩 1.0
注：1 ln , l0 分别为自桩顶算起的中性点深度和桩周软弱土层下限深度；
o b d
lf
正摩擦区
由相对位移可知，在 o 点以上桩受负摩阻力，在 o 点以下桩受正摩阻力，所以 o 点定义为中性点。
4.桩基础
+qs
-qs
Nz
分析可知： 在 O 点桩的轴力 达到最大，即轴 力分布曲线在该 点的斜率为 0 ， 然后可求出桩身 侧阻力的分布。
关于中性点的位置与桩周土的压缩性、变形条件、土层分 布及桩的刚度等因素有关，较难确定。而且中性点还随时间而 变化。实际工程中，我们可以参考《桩基规范》给出的中性点 深度与桩长的比值，表5.4.4-2
4.桩基础
4.5 桩的负摩阻力
4.桩基础
正摩阻力
负摩阻力
桩侧摩阻力示意图
4.桩基础
1. 桩的负摩阻力概念 正摩阻力：桩相对于周围土向下运动，土对桩 施加向上的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩承载 力的一部分。 负摩阻力：桩相对于周围土向上运动，土对桩 施加向下的摩擦力。这种摩擦力构成了承压桩荷载 的一部分，减少了桩的承载力，还可能引起较大的 沉降。
n Nk Qg Ra
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。 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。
4.桩基础
5. 负摩阻力的计算
根据大量工程实践和试验表明，贝伦提出的 “有 效应力法” 较为接近实际。我国《建筑桩基技术规范》 （JGJ 94-2008 ）采用该法计算负摩擦力标准值。
负摩阻力系数 n
n
0.15～0.25 0.25～0.40
砂土
自重湿陷性黄土
0.35～0.50
0.20～0.35
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；
4.桩基础
考虑群桩效应的基桩下拉荷载可按下式计算：
Q n u q l
3. 负摩阻力的分布
桩身负摩阻力的分布与桩周土与桩的相对位移
相关，一般除了支撑于基岩上的非长桩以外，都不
是沿桩身全部分布着负摩阻力。
4.桩基础
se sp ss
se 地面土沉降量
c a
ln
S位移 负摩擦区
s p 桩端的下沉量
ss 任一截面下桩的压缩量
ab 线桩周土的下沉量分布
cd 线桩各截面的位移分布
2 桩穿过自重湿陷性黄土层时，ln 可按表列值增大10％（持力层为基岩除外）； 3 当桩周土层固结与桩基固结沉降同时完成时，取 ln= 0 4 当桩周土层计算沉降量小于 20mm 时，ln 应按表列值乘以 0.4~0.8 折减。
、
4.桩基础
表5.4.4-1
土类 饱和软土 黏性土、粉土
负摩阻力系数 n
—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
—分别为第i 计算土层和其上第m 土层的重度， —第i 层土、第m层土的厚度；
i m 地下水位以下取浮重度；
z i — z 地面均布荷载。 m
p
4.桩基础
表5.4.4-1
土类 饱和软土 黏性土、粉土
地下水位 粘土 侧阻力qsk=40kPa 饱和重度γsat=18kN/m3 10m
粉质粘土 侧阻力qsk=50kPa 饱和重度γsat=20kN/m3 砂卵石 侧阻力qsk=80kPa 端阻力qpk=2500kPa 10m
2m
【解】
计算中性点深度：
Ln 0.8L0 0.8 20 16m
n
0.15～0.25 0.25～0.40
砂土
自重湿陷性黄土
0.35～0.50
0.20～0.35
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；
4.桩基础
7. 工程中如何减小负摩阻力 对于预制桩可在表面涂上沥青或采用预钻孔法； 对于灌注桩，浇注前在孔壁铺设塑料膜或用高稠 度膨润土（斑脱土）泥浆； 套管法； 对于群桩可采用设置保护桩。 施工中可调整施工顺序如：
' i
'
p i
'
i 1
1 i m z m i z i 2 m 1
q —第 i 层土桩侧负摩阻力标准值；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；
n si
4.桩基础
ni
'
—桩周第 i 层土负摩阻力系数，按表5.4. 4-1 取值；