四、关于桩的负摩阻.ppt

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1、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。产生原因(1)在桩基础附近地面有大面积堆载，引起地面沉降，对桩产生负摩阻力，对于桥头路堤高填土的桥台桩基础，地坪大面积堆放重物的车间、仓库建筑桩基础，均要特别注意负摩阻力问题；(2)土层中抽取地下水或其他原因，地下水位下降，使土层产生自重固结下沉；(

2、3)桩穿过欠固结土层(如填土)进入硬持力层，土层产生自重固结下沉；(4)桩数很多的密集群桩打桩时，使桩周土中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，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。正摩擦负摩擦摩阻力示意图深度2.负摩阻力大小的确定强度负摩阻力的深度：就试桩周土对桩相对下沉的范围。它与桩周土的压缩、固结、桩身压缩及桩底下沉等直接有关。中性点：正负摩阻力变换的位置。3.中性点位置的确定中性点位置取决于桩与土的相对位移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。桩侧土压缩变形大，桩底土坚硬，中性点下移；反之中

3、性点上移。中性点计算按照右图计算土体变形和桩身变形绘图找出相对位移为零的点中性点深度按经验估算hn=(0.7~1.0)h04.负摩阻力计算负摩阻力强度取决于抗剪强度软粘土层：太沙基建议的方法qn=qu/2其中：qn——为软粘土无侧限抗压强度其他土层：用β法K—侧压力系数β—取0.2~0.5负摩阻力下拉荷载负摩阻力乘以桩表面积Nn=quAhq其中：Ahq——hn范围内的桩身表面积（2πrhn）上式计算的Nn不能大于单桩所分配承受的桩周土重（按相邻桩距之半）单桩承载力验算负摩阻力作为荷载计算P+Nn+W≤[P][P]=（PSU+PPU）/2其中：PSU——桩侧极限正

4、摩阻力PPU——桩底极限阻力作业：一钻孔灌注桩，桩径0.8m，桩长l0＝10m，穿过软土层，桩端持力层为砾石，地下水位在地面下1.5m，地下水位以上软土的天然重度g＝17.1kN/m3，地下水位以下土的浮重度g′＝9.5kN/m3。现在桩顶四周地面大面积填土，填土荷重p＝10kN/m2，计算因填土对该单桩造成的负摩阻下拉荷载标准值。±0.00-1.5-10.0P＝10kN/m3三、单桩横轴向容许承载力确定系指桩在与桩轴线垂直方向受力时的承载力。应从保证桩身材料、地基强度与稳定、桩顶水平位移的使用要求方面来确定。（一）破坏机理第一种情况：桩的相对刚度较大受横向力作

5、用桩身挠曲变形不明显，如同刚体一样围绕桩轴某一点而转动，如果不断增大横向荷载，则可能由于桩侧土强度不够而失稳，使桩丧失承载力或破坏。基桩的横向容许承载力可能由桩侧土的强度决定。第二种情况：桩的相对刚度较小由于桩侧土有足够大的抗力，桩身发生挠曲变形，其侧向位移随着入土深度增大而逐渐减小，以至达到一定深度后几乎不受荷载影响。形成一端嵌固的地基梁，桩的变形呈波状曲线。如果不断增大横向荷载，可使桩身在较大弯矩处发生断裂或使桩发生过大的侧向位移超过了桩或结构物的容许变形值。基桩的横向容许承载力将由桩身材料的抗弯强度或侧向变形条件决定。1.水平静载试验法获得单桩承载力最可靠

6、的方法（1）试验装置（2）试验方法单向多循环加卸载法慢速连续加载法基准柱（二）单桩横向容许承载力的确定方法（1）单轴水平静载试验（a）试验装置百分表：测水平位移千斤顶：加载装置（b）测试方法逐级连环加载法循环加载法（c）极限荷载和横轴向容许承载力的确定静载试验法单桩水平静载荷试验试验装置：①加荷系统：千斤顶、试桩②位移观测系统：百分表单桩水平承载力确定图4.２0单桩水平静载荷实验装置每级荷载大小约为预估水平极限承载力的（1/10-1/15）。读数方法每级荷载施加后，恒载4min测读桩顶水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，如此循环5次，再施加下一级

7、荷载。终止加载条件桩身折断桩顶水平位移超过30－40mm桩侧地表出现明显裂缝或隆起。水平静载荷试验方法4.桩基础①单向多循环加卸载法可模拟基础承受反复水平荷载。试验方法横向临界荷载与极限荷载的确定(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010min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）静载试验法②慢速连续加载法试验方法横向临界荷载与极限荷载的确定②逐级连续加载法分级施加水平荷载，测读水平

8、位移。直至破坏状态。绘制