浅议湿陷性黄土地区单桩负摩阻力探究进展和探究方法

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1、浅议湿陷性黄土地区单桩负摩阻力探究进展和探究方法　　摘要：分析湿陷性黄土地区桩侧表面负摩阻力的产生原因，总结湿陷性黄土地基桩侧表面负摩阻力的研究进展状况，归纳目前国内外工程中常用的荷载传递计算方法及负摩阻力估算方法。关键字：湿陷性黄土负摩阻力Abstract:analysisofcollapsibleloessareacauseofnegativeskinfrictionresistanceofpilesurface,summaryofcollapsibleloessfoundationresea

2、rchprogressofnegativeskinfrictionresistanceofpilesurface,summarizedcalculationmethodoftheloadtransferiscommonlyusedinengineeringathomeandabroadandthemethodtoestimatethenegativeskinfrictionresistance.Keywords:collapsibleloessnegativefrictionresistance中

3、图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)0前言10在我国大部分湿陷性黄土地区，桩侧负摩阻力的产生主要是由于自重湿陷性黄土遇水湿陷而形成[1]。由于湿陷性黄土特殊的结构特性，对于自重湿陷性黄土，桩基础在浸水作用后，桩两侧土体相对于桩产生向下位移，土体对桩产生下拽力从而导致负摩阻力的产生。桩基主要通过作用于桩端的地层阻力和桩周土层的摩擦力来支撑轴向荷载。当由于湿陷性黄土遇水湿陷造成土体沉降大于桩体沉降时，桩侧土产生的摩阻力非但不能为承担上部荷载做出贡献，反而要产生作用于桩身且与

4、荷载方向相同的下拉荷载。这个作用于桩侧单位面积上的力称为负摩阻力。负摩阻力的不利影响主要是使桩基础沉降增加和减小桩基承载能力的安全储备。1单桩负摩阻力研究进展20世纪40年代后期，桩基负摩阻力问题才逐渐被人们所认识，并在前人的基础上不断提出负摩阻力、中性点等概念及其计算方法[2]。20世纪60年代，Terzaghi&Peek最先提出了端承型单桩下拉力计算方法，随后提出中性点这一概念，并出现多种计算中性点的方法，但中性点的计算受土层性质及桩型的影响较多，因此计算中性点也仅限于半经验半理论公式。20世

5、纪80年代后，国外关于负摩阻力问题的研究相对减少，这是由于钢管桩的推广应用大大减少了负摩阻力问题的敏感性。然而我国至今并且在以后的相当长一段时间内，仍以钢筋混凝土为材料的灌注桩和预制桩为主，桩基负摩阻力问题仍然十分突出。101988年，李光煌等在堆载情况下，对深厚饱和软粘土层中钢管桩进行了负摩阻力特性现场试验；1994年，李大展等通过对陕西省渭北某厚度达60m的湿陷性黄土场地扩底桩进行现场浸水试验，测得了浸水前后桩基的极限承载力、桩体沉降量与浸水时间的关系和浸水过程中桩基负摩阻力的变化规律；200

6、5年，冯忠居等通过针对芝川河大桥下行线靠黄河一侧旋挖钻孔灌注桩进行了现场浸水试验，分析了浸水前、后桩基承载力性状，试桩场地为上部约15m厚的湿陷性黄土；2005年冷伍明、律文田等通过对软土地基中的桥台钻孔灌注桩基进行现场试验，测得了软土地区台背路基填土过程之中和之后，桥台桩基内力和负摩阻力的变化规律；2007年，黄雪峰等在自重湿陷性黄土厚度大于35m的场地上进行了挖孔灌注桩的大型现场载荷—浸水试验，测得了无摩擦桩、纯摩擦桩、摩擦端承桩和悬吊桩四种类型桩的桩侧负摩阻力及中性点位置与湿陷变形量之间的关

7、系；2010年魏进等在厚度为15.6~21.8m、湿陷性等级为Ⅱ级~Ⅲ级的自重湿陷性黄土地区进行了钻孔灌注桩大型原位浸水载荷试验。2单桩负摩阻力研究方法目前，国内外研究学者对湿陷性黄土地区单桩的负摩阻力问题主要从三个方面进行研究：(1)现场试验研究；(2)室内模型与模拟实验研究；(3)理论分析研究。2.1现场试验10许多研究学者对负摩阻力问题进行现场试验研究，他们通过实验监测出桩身轴力、桩土位移最终求得桩侧摩阻力。1969年Bjerrumetal[3]对挪威地区一直径为300mm的钢桩进行长时间的

8、现场测试研究。试验中，在桩身和土层中不同深度处布设传感器，用以测量桩身压缩及土体孔隙水压力的变化情况。测试结果证明了土的有效应力变化对桩土间的荷载传递具有非常明显的影响。1969年，Endoetal[4]在日本对钢桩的下拉荷载发展情况进行了长期现场试验研究。研究结果表明，由于抽水使地下水位降低，导致地基土发生固结沉降，因此在桩侧产生负摩擦力。在我国，研究学者们对沿海城市的软土地基因堆载条件下产生的负摩阻力问题进行了研究，代表人物有李光煌（1988），冷伍明（2005）；其次，我国对