第5章 桩基工程-5-傅旭东

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1、武汉大学《桩基工程》多媒体教学第5章桩的负摩擦力武汉大学土木建筑工程学院：傅旭东教授第5章桩的负摩擦力§5.1负摩擦力的概念及其产生条件§5.2负摩擦力的分布及中心点§5.3负摩擦力及下拉荷载的确定§5.4群桩的负摩擦力§5.5消减负摩擦力的措施自强自强弘毅弘毅求是求是拓新拓新http://www.whu.edu.cn§5.1负摩擦力及其产生条件桩侧摩阻力的方向：取决于桩-土之间的相对位移正摩擦力：桩相对于桩周土产生向下位移，桩周土对桩侧提供的向上摩擦力正摩擦力正摩擦力对桩起支承作用负摩擦力（negativesi

2、deresistance）：由于桩周土欠固结等原因，导致桩侧土体下沉，且土体沉降量＞桩沉降时，桩侧土体对桩产生向下的摩阻力负摩阻力对桩产生一个下拉荷载，相当于在桩顶荷载之外，又附加一个分布于桩侧表面的荷载。负摩擦力负摩阻力使桩身轴力随深度增加，在中性点处达到最大下部为岩石的端承桩，可能全桩为负摩擦力§5.1负摩擦力及其产生条件负摩擦力发生条件位于桩周的欠固结软粘土或新近填土，在自重作用下产生新的固结桩侧的自重湿陷性黄土发生湿陷、冻土层发生融化或粉土、粉细砂液化时，对桩产生负摩擦力；由于抽取地下水或深基坑开挖

3、降水，使地基中有效应力增加，产生大面积地面沉降桩侧表面土层因大面积堆载引起沉降带来的负摩擦力周边打桩后挤土作用，或灵敏性饱和黏土受打桩等施工扰动的影响，导致桩间土层结构被破坏，产生固结从而引起土相对于桩体下沉一些地区的吹填土，在打桩后出现固结现象，带来负摩擦力长期交通荷载引起的沉降§5.2负摩擦力的分布及中心点一般桩：因为桩、土都有压缩变形，q的正负取决于二者的相对位移量和方向s中性点（neutralpoint）：是指某一特定深度l的桩断面，是正负摩擦力的分界点n在该断面以上：桩周土的下沉量＞桩本身的下沉量，

4、桩承受负摩擦力qn在该断面以下：桩周土的下沉量＜桩本身的下沉量，桩承受正摩擦力qs中性点处：桩土位移相等，摩擦阻力＝0，桩身轴力最大由上述三个特点，可以判定中性点桩尖位移桩身压缩S3/mmS2/mmS/mm摩擦力qs轴力N/kN0qktgn0z－土体位移nzS/mml1nNegativel负摩擦区正摩擦区＋z/mz/mz/m§5.2负摩擦力的分布及中心点1、中性点的深度l/mnJGJ94-2008中规定了中性点位置的确定方法：中性点的深度l应根据：桩周土层的沉降S＝桩的沉降（S+S），来计算确定n

5、123也可以参照下表确定中性点深度ln持力层性质黏性土、粉土中密以上砂土卵石、砾石基岩lnn中性点深度比l/l0.5~0.60.7~0.80.91.0lNegativen注：1．ln、l－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2．桩穿过自重湿陷性黄土层时，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＝04．当桩周土层计算沉降量小于20mm时，应按表列值乘以0.4~0.8折减按照工程桩的工作性状类别来估算l（经验性质）：n经验法确定深度ln支承于一般砂土支承于岩

6、层桩基承载类型摩擦桩摩擦端承桩或砂砾层中的端承桩或坚硬土层上的端承桩中性点深度比ln/l0.7~0.80.8~0.90.85~0.951.0§5.2负摩擦力的分布及中心点2、影响中性点深度的主要因素桩基负摩阻力：增加桩内轴向荷载，使桩轴向压缩量增加；lnn在摩擦桩情况下－引起桩的沉降有较大的增加。lNegative群桩承台情况下－使承台底部和土之间脱空，承台G及其上荷载转移→桩身并改变承台内的弯矩和其他应力状况影响q的因素甚多：桩侧与桩端土的变形与强度性质、土层的应力历史、地面荷载大小与n范围、降低地下水的范围与深度、

7、桩顶荷载施加时间与发生负摩擦力时间之间的关系、桩的类型与沉桩工艺等桩底持力层刚度：持力层越坚硬，中性点深度越深；持力层越软，中性点深度越浅同样条件下，端承桩的l＞摩擦桩的lnn桩周土的压缩性和应力历史：桩周土越软、欠固结度高、湿陷性强→土-桩↑，l↑n在桩、土体沉降稳定之前，l是变动的n桩周土表面的荷载：地面堆载越大，抽取地下水越多→地表大量下沉，l越深n桩的长径比l/d：一般l/d越大，则l越大n§5.3负摩擦力及下拉荷载的确定1、负摩擦阻力qn（kPa）的计算si多数学者认为：qn大小与桩侧土的有效应力有

8、关，不同的qn计算模式中都有反映因素sisi大量的试验与工程实测结果：以方法接近实际。JGJ94-2008的qn规定如下si当无实测资料时，采用如下公式计算桩侧负摩擦力及其引起的下拉荷载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nqsinicip(kPa)式中－ci－由土自重引起的桩周第i