水工建筑物下部桩基负摩阻力分析及控制措施
- 格式:doc
- 大小:25.50 KB
- 文档页数:4
桩基负摩阻力影响的浅析【摘要】负摩阻力严重影响着建筑物的安全,其大小受多种因素的影响,因此很难准确计算其数值。
总结分析桩侧负摩阻力产生的条件、机理及影响因素,提出减少桩侧负摩阻力的方法和防治措施。
【关键词】负摩阻力;成因;影响因素;中性点;下拉力;防治措施1. 前言(1)随着人文居住环境的改善以及土地价格的不断攀升,建筑物已从多层不断的转向高层建筑,从而对地基承载力和变形的要求也越来越高,越来越严格。
当土体在其自重作用下尚未完成固结,或者由于其他原因造成土体的沉降继续发展,当土体沉降大于桩的沉降时,置于这些土层中的桩会不同程度地受到负摩阻力的影响。
负摩阻力对于桩基的不利影响已经引起了广泛的关注。
(2)在设计桩基时如果不考虑负摩阻力,可能会造成不利影响,如:桩端地基的屈服或破坏;桩身破坏;结构物不均匀沉降等。
然而在实际工程中,负摩阻力常常被忽视,造成工程事故。
(3)下面对负摩阻力的问题进行分析、阐述。
2. 负摩阻力的产生条件2.1负摩阻力的产生是由于桩周土的沉降变形大于桩的沉降变形而致。
而造成桩周土沉降变形的原因是多方面的,如:(1)桩穿过新沉积的欠固结软粘土或新填土而支撑在硬持力层上时,土层产生自重固结下沉。
(2)饱和软土中打入密集的桩群,引起超孔隙水压力,土体大量上涌,随后土体引起超孔隙水压力消散而重新固结时,或灵敏度较高的饱和粘性土,受打桩等施工扰动(振动、挤压、推移)影响,附加超静孔隙水压力增加,软土触变增强后又产生新的固结下沉。
(3)在正常固结粘土和粉土地基中,由于下卧砂层、砾石层中抽取地下水或其他引起地下水位降低的原因,使土层产生自重固结下沉。
(4)桩侧地面因大面积堆载或大面积填土而大量下沉时。
(5)在黄土、冻土中的桩,因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉。
2.2综上所述,当桩穿过软弱高压缩性土层而支承在坚硬的持力层上时最易发生桩的负摩阻力。
桩基负摩阻力可能发生在施工过程、使用前或使用过程中的任何阶段,其中发生在使用过程时最为不利。
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。
浅谈桩的负摩阻力及实际工程中的处理[摘要]:负摩阻力是桩基础设计时常见的问题,本文从负摩阻力的产生机理出发,探讨了负摩阻力的计算方法,给出了减小负摩阻力的措施;并结合实际工程分析了桩与承台共同作用机理在负摩阻力桩基础工程中的适用范围。
[关键字]:负摩阻力桩与承台共同作用1 前言桩基础是目前采用广泛的一种软弱地基处理方式,其承载力由桩侧土的摩擦力和桩端反力共同构成。
但是在有些地质条件下,由于某些原因,当桩周土体的沉降量大于桩本身的沉降时,桩侧表面的一部分面积上将产生负摩阻力。
负摩阻力对桩产生下拉作用,致使桩基的荷载增加,变相的降低了桩的承载力,使其沉降加大,严重时会导致建筑物的损害或破坏,由于设计人员忽略了负摩阻力的影响从而引起的工程事故不在少数。
本文对桩的负摩阻力的产生条件及其特性进行分析,探讨了桩负摩阻力的计算方法。
正常情况下,计算桩基础的承载力时,假定上部荷载通过承台传递给桩,然后再传给地基,并不考虑承台底部土的承载作用。
但是,在某些地基土层中,往往在1m左右的根植土下有2-5m的粉质粘土硬壳层,再往下则是10几米甚至20几米的淤泥层。
在这些场地的工程中,一般是采用桩基础进行地基处理,但是由于负摩阻力的存在,正常桩长的单桩承载力往往比较小,布桩很密而且造价比较高;如采用表层换土后作浅层基础,由于硬壳层厚薄不均,填土厚度及质量均难以控制,容易使基础沉降过大或沉降不均匀,影响正常使用。
对于这类场地,由于采用的桩基一般是摩擦型桩,桩与桩间土的变形是相互影响的,桩间土具有一定的承载力,而承台承担的荷载将是可观的。
因此本人认为,在这样的工程中,考虑桩与承台共同工作承担上部荷载是安全合理的,而且具有可观的经济效益。
2 负摩阻力产生机理、特性及其对桩基的影响分析布置在土体里的桩,正常情况下由于上部荷载的作用,桩的沉降速率(或沉降量)大于桩周土的沉降速率(或沉降量),桩周土对桩的侧表面产生向上的摩擦阻力,称之为正摩阻力;反之,当由于以下几种情况: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2)桩周存在软弱土层,临近桩侧地面承受局部较大的长期荷载,或地面大面积堆载3)由于降低地下水位,使桩周土中有效应力增大,并产生显著压缩沉降4)冻土融化使得桩周土的沉降速率(或沉降量)大于桩的沉降速率(或沉降量)时,桩周土将对桩产生向下的摩阻力,称之为负摩阻力。
桩基础负摩阻力的防治对策分析桩基础是建筑工程中常用的基础类型,其优点在于可以通过加深的方法抵消土壤反力的影响,具有较好的承载能力。
在桩基础的设计与施工过程中,负摩阻力是一个常见的问题。
本文将对桩基础负摩阻力的防治对策进行分析。
一、负摩阻力的原因桩基础负摩阻力又称为摩擦阻力,它的作用是接受上部荷载并将其传递到土体中。
负摩阻力的产生原因是由于桩身与周围土体之间的摩擦力,从而形成一个外形为椭圆形的摩擦带,带状区域内土体与桩壁之间的摩擦力与桩顶承载的力矩相等,从而形成一个与桩身都负向相反的阻力。
二、负摩阻力的危害由于负摩阻力的存在,可能会影响桩基础的承载能力和工程质量,进一步对工程的安全性产生风险。
具体表现如下:1、减小了桩基础的有效长,导致桩基础的承载能力降低。
2、负摩阻力发展速度快,对桩基础的稳定性造成影响。
3、负摩阻力的作用周期长,会增加桩基础的荷载变形,导致工程的整体结构变形。
三、负摩阻力的防治对策负摩阻力在桩基础建设中是无法避免的,但是在实践中可以采取有效的措施降低其负面影响,具体如下:1、正确的设计方案:在桩基础的设计阶段,应合理地选取桩身直径、长度和孔隙率等参数,争取降低摩擦带面积,从而减少负摩阻力的产生。
2、挖孔优化:桩基础的挖孔施工对桩身周围土体的影响很大,会直接影响负摩阻力的大小。
在实际工程中,可以采用泥浆壁型、套管等方式优化挖孔施工过程,使得周围土体的密实程度更高,从而减少负摩阻力的产生。
3、施工工艺优化:在桩基础施工过程中,采用预灌注法、振动沉桩等方法可以加强桩基础承载能力,同时减少负摩阻力的产生,从而达到提高工程质量的目的。
四、结论负摩阻力在桩基础建设中是无法避免的,但是可以通过优化设计方案、挖孔施工和施工工艺等手段控制其产生,降低其危害。
针对不同的工程需求,可以采取不同的对策,力求提高工程的安全性、稳定性和承载能力,确保工程质量。
桩基负摩阻力的试验研究摘要本文旨在通过对桩基负摩阻力的试验研究,探讨负摩阻力的产生机制、影响因素及其在工程实践中的应用。
通过对试验结果的分析,得出桩基负摩阻力的变化规律和影响因素,为工程实践提供理论支持和实践指导。
关键词:桩基,负摩阻力,试验研究,影响因素,工程实践引言桩基是一种常见的地基基础形式,广泛应用于各类建筑物、构筑物和桥梁等工程中。
在桩基设计中,摩阻力是一个重要的力学参数,其值的大小直接影响到桩基的承载能力和稳定性。
然而,在某些情况下,桩基可能会产生负摩阻力,即桩周土体对桩基产生的向上摩擦力,这将对桩基的稳定性产生不利影响。
因此,对桩基负摩阻力的研究具有重要的理论和实践意义。
研究背景桩基负摩阻力现象通常出现在软土地基、填海地基等工程环境中,其产生原因主要包括以下几个方面:软土地基的压缩性和流变性:软土地基的压缩性和流变性会导致桩基在竖向荷载作用下发生沉降,从而产生负摩阻力。
桩基的自身的重力:桩基自身的重力也会引起桩周土体的形变和位移,进而产生负摩阻力。
其他因素:例如,施工过程中的振动、地下水位的变化等因素也可能导致桩基负摩阻力现象的出现。
在工程实践中,桩基负摩阻力对桩基的承载能力和稳定性具有重要影响。
若负摩阻力过大,可能导致桩基沉降加剧,甚至引发桩基失稳等问题。
因此,对桩基负摩阻力的研究具有重要的工程实际意义。
文献综述前人对桩基负摩阻力已经进行了大量研究,主要集中在以下几个方面:桩基负摩阻力的产生机制:前人通过对软土地基和填海地基等工程环境中的桩基负摩阻力现象进行观察和分析,提出了多种关于桩基负摩阻力产生机制的理论和假说。
桩基负摩阻力的影响因素:影响桩基负摩阻力的因素众多,包括地质条件、桩身材料、桩基类型、施工方法等。
前人通过对这些因素进行研究,揭示了其对桩基负摩阻力的影响规律。
桩基负摩阻力的计算方法:前人通过理论分析和数值模拟等方法,提出了多种计算桩基负摩阻力的方法。
这些方法主要基于不同的假设和条件,具有各自的应用范围和局限性。
浅谈桩基负摩阻力摘要:桩基工程中桩侧负摩阻力所产生的下拽力可能引起桩体破坏、桩基不均匀沉降等诸多工程灾害,严重影响着建筑物的安全,而桩的负摩阻力的大小受多种因素的影响,目前其准确数值很难计算。
本文简要介绍和阐述了桩侧负摩阻力产生的条件和机理,目前桩侧负摩阻力的计算方法,中性点的确定,防治和减少桩侧负摩阻力的方法。
关键词:负摩阻力中性点成因影响因素防治措施引言:在地基处理工程中,因负摩阻力问题,造成工程事故屡有发生(建筑物出现沉降、倾斜、开裂),负摩阻力问题在我国工程实践中已成为一个很普遍的问题。
下面对负摩阻力的问题进行分析、阐述。
1负摩阻力的成因桩基工程中, 当桩体与桩周土产生相对位移时,桩侧就会产生摩阻力。
当桩体的沉降量大于桩周土的沉降量时, 摩阻力为正;当桩周土的沉降量大于桩体的沉降量时,摩阻力为负。
单桩负摩阻力作用机理如图1 所示[。
桩侧负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献, 反而要产生作用于桩侧的下拽力,称为分布于桩侧表面的荷载。
下拽力作用于桩体上, 可能会造成桩身破坏、桩端地基屈服或破坏, 以及上部结构不均匀沉降等问题。
图1单桩负摩阻力作用机理示意单桩负摩阻力一般可能由以下原因或组合造成:①未固结的新近回填土地基:桩基穿过欠固结土层后支撑在硬土层中,使得桩侧土因固结发生的沉降超过桩的沉降;②地面超载:桩侧地面受到较大的地面荷载产生的沉降超过桩的沉降;③孔隙水压力消散引起的固结沉降:群桩施工中敏感度较高的黏土受扰动,超孔隙水压力使得土体上涌,重塑后因超孔隙水压力消散而重新固结;④地下水位降低;桩侧土层地下水位大幅下降,导致有效应力增加引起土层下沉;⑤湿陷性地基:桩基穿过湿陷性土,湿陷性土因浸水湿陷导致土层发生沉降;⑥地震液化:桩基穿过液化土层,地震液化引起桩侧土沉降;⑦以压桩法沉桩后,桩身上部压力消失后发生回弹,产生负摩阻力。
影响负摩阻力大小的主要因素主要有:桩周土的特性、桩端土特性(因为其之间影响着中性点的位置问题)、桩体的形状、桩土模量比等。
负摩阻力的分析论文第1篇:负摩阻力的分析论文一、负摩阻力的成因桩周土的沉降大于桩体的沉降!桩土的相对位移(或者相对位移趋势)是形成摩擦力的原因,桩基础中,如果土给桩体提供向上的摩擦力就称为正摩阻力;反之,则为负摩阻力。
地基土沉降过大,桩和土相对位移过大地基土将对桩产生向下的摩擦力拉力,使原来稳定的地基变得不稳定,实际荷载可能超过原来建议的地基承载力。
一般可能由以下原因或组合造成:未固结的新近回填土地基;地面超载;打桩后孔隙水压力消散引起的固结沉降;地下水位降低,有效应力增加引起土层下沉;非饱和填土因浸水而湿陷;可压缩*土经受持续荷载,引起地基土沉降;地震液化。
二、地基设计为什么要考虑负摩阻力桩周负摩阻力非但不能为承担上部荷载作出贡献,反而要产生作用于桩侧的下拉力。
而造成桩端地基的屈服或破坏、桩身破坏、结构物不均匀沉降等影响。
因此,考虑桩侧负摩阻力对桩基础的作用是桩基础设计必不可少的问题之一。
三、如何在现场测试和估算负摩阻力在桩体安装应变计这是目前测单桩负摩阻力问题的最常用的方法。
80年代,有工程运用瑞士生产的滑动侧微计(slidingmicrometer---iseth)来测定。
普遍的方法都是测定桩体轴力,从而推算桩侧摩阻力。
四、影响负摩阻力大小的主要因素桩周土的特*当然是首当其冲的,其次桩端土特*也不可忽视(因为其之间影响未完,继续阅读 >第2篇:负摩阻力论文一、负摩阻力的成因桩周土的沉降大于桩体的沉降!桩土的相对位移(或者相对位移趋势)是形成摩擦力的原因,桩基础中,如果土给桩体提供向上的摩擦力就称为正摩阻力;反之,则为负摩阻力。
地基土沉降过大,桩和土相对位移过大地基土将对桩产生向下的摩擦力拉力,使原来稳定的地基变得不稳定,实际荷载可能超过原来建议的地基承载力。
一般可能由以下原因或组合造成:未固结的新近回填土地基;地面超载;打桩后孔隙水压力消散引起的固结沉降;地下水位降低,有效应力增加引起土层下沉;非饱和填土因浸水而湿陷;可压缩*土经受持续荷载,引起地基土沉降;地震液化。
桩基负摩擦力的分析及相应处理措施摘要:桩基负摩擦力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩,因此,负摩擦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。
容许承载力和设计桩基础时应该重视桩的负摩擦力的问题。
本文通过对桩基负摩擦力的产生条件及其特性进行分析研究,给出典型的计算方法,并根据实际情况提出相应的处理方法和防范措施。
关键词:负摩擦力中性点有效应力法1 引言在正常情况下,桩穿过软弱土层支撑在坚硬土层上的桩,一般说来桩受荷载作用后,地基土对桩的侧阻力是向上作用的。
但当软弱土层由于某种原因而发生地面沉降时,桩周土体对桩身产生相对的向下位移,这就使桩身承受向下作用的摩擦力,软弱土层通过作用在桩上的向下作用的摩擦力而悬挂在桩身上。
这部分摩擦力不但不是桩承载力的一部分,反而变成施加在桩上的外加荷载。
这种由于地面沉降引起的在桩上向下的摩擦力,称为负表面摩擦力。
在桩的下沉比地基下沉量大的部分(桩的下部),桩身上仍为向上作用的正摩擦力,正、负摩擦力变换处的位置,称为中性点。
桩的负摩擦力问题,近年来在国内外普遍受到重视。
由于未注意到负摩擦力问题,也造成过一些工程事故。
因此在实际的工程设计时,应该充分考虑桩的负摩擦力的影响。
本文对桩的负摩擦力的产生条件及计算方法做了分析,并提出相应的处理方法和防范措施。
2 负摩擦力的产生(a)(b)(c)(d)图1 单桩产生负摩擦力时的荷载传递(a)单桩;(b)位移曲线;1-土层竖向位移曲线;2-桩的截面位移曲线;(c)桩侧摩擦力分布曲线;(d)桩身轴力分布曲线桩侧负摩擦力的产生主要是由于桩土之间相对位移的方向,在土层相对于桩侧向下位移时,产生于桩侧的向下的摩擦力。
产生负摩擦力的情况有多种情况:(1)在未固结的软土或新填土上,由于土层的自重固结而产生。
(2)由于大面积地面荷载所造成。
(3)场地地下水大量抽降,造成上部软弱土层下沉。
(4)湿陷性黄土及其他湿陷性土层湿陷引起。
桩的负摩擦力问题,实际上和正摩擦力一样,如果得知土与桩之间的相对位移以及负摩擦力与相对位移之间的关系,就可以了解桩侧负摩擦力的分布和桩身轴力和位移了。
桩基础负摩阻力的防治对策研究【摘要】随着人们居住环境的改善和土地价格的上涨,建筑物逐渐向高层建筑发展,对地基承载能力的要求也越来越高,因此,地基的处理显的十分重要。
在地基的处理过程中,负摩阻力是引起建筑物沉降、倾斜或开裂的重要原因,成为建筑行业工程实践中面临的重要问题。
由于桩基础负摩阻力的产生与大小受较多因素的影响,其计算也存在一定难度,本文就桩基础负摩阻力的产生原因和防治对策进行了研究,以供同行参考。
【关键词】桩基础;负摩阻力;防治对策桩基础是指将桩设置在土层中加固地基的结构,由桩和桩间土组成,建筑上部荷载通过桩基础传递至土层,达到稳定建筑的效果,整体性和刚性越强,桩基础所能承受的水平荷载与竖向荷载就越强。
随着高层建筑的增多,桩基础已成为软弱地基的重要处理手段,也是护岸、桥梁、码头、港口的主要基础形式。
然而,桩身所产生的负摩阻力问题也日渐突出,成为桩基础设计中的难点问题。
一、负摩阻力的成因地基中的桩和土体存在摩擦阻力,而作用于桩侧的阻力的方向则与桩周围土体的位移有关。
在正常情况下,桩顶受到竖向荷载而下沉,当桩的下沉速率超出地基土的下沉速率时,地基土则会对桩侧面产生反方向的摩擦阻力,作用在桩侧单位面积上的力即正摩擦阻力,具有支撑桩的作用。
当桩侧土地的下沉速率超过桩的下沉速率时,桩侧地基会对桩产生与其位移方向相同的摩擦阻力,这个力即负摩阻力。
负摩阻力不但不会抵抗桩的荷载,还会对桩的荷载产生下拽作用,成为分布在桩侧表面的荷载。
产生负摩阻力的环境有以下几种:穿过欠固结土层后支撑在硬土层中,使得桩侧土因固结发生的沉降超过桩的沉降;桩侧土层地下水位大幅下降,导致上覆土层自重增加,发生大范围下沉;桩侧地面受到较大的地面荷载(如填土或堆载)发生下沉;桩所在土层稳定性较差,易受环境因素(如解冻、地震、侵水等)影响,有因素发生时引起地基土下沉;桩群密度大,敏感度较高的粘土受扰动,超孔隙水压力使得土体上涌,重塑后又因超孔隙水压消失而重新固结;桩侧土膨胀性强,受季节、气候影响而导致膨胀变形;以压桩法沉桩后,桩身上部压力消失后发生回弹,产生负摩阻力;水下桩基,河床冲刷严重,沉淀淤积较多,桩周围存在未固结的淤泥,淤泥随时间固结沉降,产生负摩阻力。
减小桩基负摩阻力措施
减小桩基负摩阻力的措施有:1. 选择适当的桩型:根据地质条件、荷载要求等因素,选择合适的桩型,如沉桩、打击桩、钻孔桩等,减小桩基负摩阻力。
2. 桩身防粘涂料:在桩身表面涂覆一层防粘涂料,可以减小桩身与土层之间的黏附力,降低桩基负摩阻力。
3. 注浆改良土层:通过注浆技术,将高强度浆液注入土层中,增加土层的稠度和抗剪强度,有效减小土层与桩身之间的负摩阻力。
4. 预压处理:在桩基施工前,通过预压的方式施加一定的压力或置入钢筋,使土层产生少量沉降或变形,从而减小后续桩身与土层接触的压力和摩擦力,降低桩基负摩阻力。
5. 振动桩法:在桩身振动过程中,由于土层颗粒间的相对滑动,可以减小桩基负摩阻力。
此方法适用于土性松软、湿度较大的场地。
6. 水下回填法:在水下施工桩基时,可采用水下回填法,将细颗粒土壤等较弱土层回填到桩周,形成一个减小阻力的环境,以减小桩基负摩阻力。
7. 减小桩周土层摩擦力:通过加压排土、水作用等方式,减小桩周土层与桩身之间的接触面积,降低桩基负摩阻力。
需要根据具体工程情况以及工程师的指导进行选择和采用相应的措施,以减小桩基负摩阻力。
减少桩基负摩阻力的方法嘿,咱今儿就来聊聊减少桩基负摩阻力这档子事儿。
你说这桩基负摩阻力啊,就像是个调皮捣蛋的小鬼,时不时就来给咱工程添麻烦。
那怎么对付它呢?别急,且听我慢慢道来。
咱先说说这负摩阻力是咋来的。
就好比说地面下沉了,桩子周围的土也跟着往下跑,可桩子它不能跟着跑呀,这土就拽着桩子,可不就产生负摩阻力了嘛!那怎么减少它呢?一个办法就是让桩子变得更强壮。
就跟人一样,身体强壮了,就不容易被欺负。
咱可以选用更好的桩型,让它更能扛得住这负摩阻力的折腾。
你想想,要是桩子像个大力士一样,那负摩阻力还能奈何得了它?再就是给桩子周围的土来个大改造。
咱可以把土变得更结实、更稳定。
比如说进行加固处理,就像是给土穿上一层坚固的铠甲,让它没那么容易下沉,那负摩阻力不就少了很多嘛。
还有啊,咱在设计的时候就得多长个心眼儿。
要充分考虑到各种可能出现的情况,不能马马虎虎的。
就好比出门前得看看天气预报,咱设计桩基的时候也得把各种因素都想到了,这样才能更好地应对负摩阻力呀。
另外,施工过程也得严格把关。
这就像做饭一样,食材再好,厨艺不行那也做不出美味佳肴。
施工的时候要是不认真,那可就前功尽弃啦。
要保证每一个环节都做到位,不能有丝毫马虎。
咱再打个比方,减少桩基负摩阻力就像是一场战斗,我们得有各种武器和策略来应对。
选好桩型就是我们的利器,土的处理就是我们的防御工事,设计和施工就是我们的战术安排。
只有方方面面都考虑到了,才能在这场战斗中取得胜利呀!你说这负摩阻力是不是挺让人头疼的?但咱不怕呀,咱有办法对付它!只要我们用心去研究,去实践,就一定能把它搞定。
所以说啊,遇到问题不可怕,可怕的是没有解决问题的决心和方法。
减少桩基负摩阻力虽然不是一件容易的事儿,但只要我们努力去做,就没有克服不了的困难。
咱可不能让这个小小的负摩阻力给难住了,大家说是不是这个理儿?咱得让我们的桩基稳稳地扎根在地下,为我们的工程保驾护航!。
桩基负摩擦阻力造成建筑物不均匀沉降分析摘要:桩基在使用期间的负摩擦力可能产生非常大的下拉荷载和沉降,使基础产生的不均匀沉降,对建筑物造成危害,结合桩基负摩擦力产生的机理及计算方法,分析建筑物出现不均匀沉降原因。
1、桩基负摩擦力产生原因在地基中的桩,桩侧表面与土之间存在着摩擦阻力,桩侧表面摩擦阻力的方向取决于桩与周围地基土之间的相对位移。
在正常情况下,桩顶受竖向荷载作用下沉,若桩的下沉速率大于地基土的下沉速率,地基土对桩侧面就会产生向上作用的摩擦阻力,作用于桩侧单位面积上的这个力称为正摩擦力,它对桩起支承作用;但当地基土为新填土或欠固结土时,由于土层产生自重沉降,当桩周围土层的沉降量大于桩的沉降量时,即产生向下的摩擦阻力,作用于桩侧单位面积上的这个力称为负摩阻力。
负摩阻力产生的原因有很多,主要原因如下:(1)桩穿过欠压密的软粘土或新填土,软土自身固结下沉量大于桩身沉降;(2)在桩周有大面积堆载使土体产生压缩、下沉;(3)在正常固结软粘土和粉土地区,当桩侧土因抽水或其他原因导致地下水位全面下降,使土的有效应力增加引起大面积土层沉降;(4)穿过饱和软土的端桩或摩擦端承桩在群桩施工结束后孔隙水压力消散隆起的土体逐渐固结下沉。
2、桩基负摩擦阻力计算详见中华人民共和国行业标准JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》5.4.43、工程实例3.1工程概况昆明某小区4#楼为8层框架-剪力墙结构体系,桩基形式采用PHC-A400(95)高强预应力管桩,桩外径为400mm,桩壁厚为95mm,桩身强度等级C80,桩端持力层为6层粘土。
该楼于2010年建成,在工程期间总共进行了七次建筑物沉降观测,各栋楼沉降值在8.28~13.33mm,建筑物沉降值和倾斜率均符合国家相关规范的要求。
2013年交付使用发现较大倾斜。
该建筑物地处昆明湖积盆地的南部边缘地带,沉积环境复杂,根据钻探揭露深度范围内的地层结构及成因类型表明该场地内地基土层条件较为复杂,地层结构属多层型,具体场地土层分布如下:①1素填土:为整平场地时的新近回填土,褐黄、褐红色,由粘性土混含少量碎石及块石组成②1粉砂:褐黄、褐灰色,石英-长石质,均粒结构,饱和。
水工建筑物下部桩基负摩阻力分析及控制措施
摘要: 该文阐述了负摩阻力的产生条件, 总结了负摩阻力的研究方法及现状, 并对负摩阻力的计算方法进行了探讨。
结合公式说明负摩阻力的计算及其对水工建筑物桩基的影响, 简述减少负摩阻力作用的措施。
关键词:水工建筑物负摩阻力分析控制措施
1 负摩阻力产生机理分析
在正常的情况下,桩受竖向压力后,相对于桩侧土作向下运动,土对桩就产生向上的摩阻力,称为正摩阻力;当穿过松软的,可压缩的软弱土层而支承在坚硬土层上的桩,由于各种原因造成地面沉降,地基上相对于桩发生向下位移或有位移的趋势,则桩表面将受到向下作用的摩阻力,称为负摩阻力。
负摩阻力的产生主要有以下四种情况:(1)欠固结的软土活新填土,由于土层的自重固结而产生;
(2)由于软土表面有大面积堆载或新填土;
(3)由于软土层下面的透水层中抽水或其他原因,使地下水位全面降低,土中的有效应力降低,从而引起桩周土沉降;
(4)自重湿陷性黄土浸水后产生的湿陷等。
理论研究方面: 比较经典的是有效应力计算负摩阻力方法, 但计算结果往往偏大。
1969 年polous 提出了基于Mindlin 的镜像法计算桩的负摩阻力大小, 但该方法仅用于端承桩。
1972 年在上述基础上并根据太沙基一维固结理论导出了单桩负摩阻力随时间变化的关系。
影响负摩阻力的因素很多, 精确确定负摩阻力难度很大, 因此很多学者从有效应力法出发, 提出经验公式。
目前多根据有关资料按经验公式进行估算。
原位测试方面: 李光煜利用滑动测微计成功地量测了一根钢管桩的负摩阻力, 并用有效应力法进行了一些探讨。
陈福全、龚晓南等通过现场试验, 给出了中性点的深度。
随着计算机的发展, 利用有限元计算桩基负摩阻力已经逐渐运用到工程设计中。
但是有限元的计算需要确定大量的参数, 且参数不容易确定, 同时需要占用较大的计算空间, 因此在工程中很难得到广泛应用。
2 负摩阻力计算方法
考虑桩侧负摩阻力影响时, 桩基计算的首要问题是桩侧负摩阻力的确定及中性点位置的确定, 然后对桩基承载力进行验算。
2.1 中性点位置的确定
在可能出现较大沉降的软土或湿陷性黄土地区的基桩应穿越软弱土层进入相对较硬的土层,在软弱土层上部土的沉降量大于桩的沉降量,因而产生负摩阻力。
而在软弱土层的下部因有较硬土层的承托,土的沉降量小于桩的沉降量,产生正摩阻力。
在负摩阻力过渡为正摩阻力处,必然有一处摩阻力为0的地方,在该点桩身和土层的沉降量相等,该点即称为中性点。
图1中性点深度
表1 中性点深度
注:(1)ln、l0分别为中性点深度和软弱土层深度;(2)桩穿越自重湿陷性黄土时ln=l0。
2.2 单桩负摩阻力计算
为简便起见,各种负摩阻力计算方法均假定:桩周负摩阻力是均匀分布的,对于分层地基,也假定在同一土层内的负摩阻力是均匀分布的。
同时也假定:对于同一土类,作用于桩周单位面积的负摩阻力和正摩阻力在数值上大致相等。
中性点以上单桩桩第i 层土负摩阻力标准值,可按下列公式计算:qsin=ξniσ’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:
σ’i =σ’ri。
当地面分布大面积荷载时:σ’i =P+σ’ri。
式中qsin:第i层土桩侧负摩阻力标准值;当按上式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;
ξni:桩周第i层土负摩阻力系数;
σ’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;
σ’ri:桩周第i层土平均竖向有效应力;。
γi ,γe:分别为第i层土和其上第e土层的重度,地下水位以下取浮重度;
Δzi、Δze:第i层土,第e层土的厚度;
P:地面均布荷载。
表2 负摩阻力系数ξn
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)填土按其组成去表中同类土的较大值。
3 消减摩阻力控制措施
水工建筑物下部桩基负摩阻力控制措施目前主要有:
(1)电渗法对于钢桩,可采用两根桩为一组并通以直流电,使土中水流向阴极桩,从而降低该桩的负摩阻力。
(2)扩大柱脚。
这个方法可消减桩身的正与负摩阻力,故使用时应予注意。
(3)套管法。
中性点以上的桩段,外罩上一段尺寸较桩身大的套管,但这样会增多工程量。
也可以采用塑料套管或包裹塑料布。
(4)涂层法。
在中性点以上的桩段表面,涂上一薄层可滑动的颜料,最常用的涂料是具有一定规格的沥青,涂层法对消除负摩阻力的效果十分显著。
根据试验,使用沥青涂层,可以降低负摩阻力达90%之多。
(5)对于水闸钻孔灌注桩,若它的入土深度控制在15m以内,则一般可不考虑负摩阻力的影响。
参考文献
【1】JGJ 94-2008 建筑桩基技术规范
【2】DGJ08-11-2010 上海市地基基础设计规范
【3】钱玉林洪家宝杨鼎久等土力学与基础工程中国水利水电出版社200
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。