桩侧负摩阻力的消除措施

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。

浅析桩的负摩擦力摘要：现在很多工程问题和事故跟桩的负摩擦力有关，因此桩的负摩擦力是工程中讨论的热点问题之一。

本文针对桩基负摩擦力的成因﹑中性点位置和负摩擦力计算及其消减等问题进行讨论与分析。

关键词：桩基负摩擦力成因中性点消减一、前言工程中通过桩基将上部荷载传给基土，因此基土对桩侧面有摩擦力及对桩端有端阻力。

桩土之间相对位移不同会产生不同方向的摩擦力。

当桩相对于土有向下的位移，则在桩上产生向上的摩擦力，即正摩擦力；当桩周围土相对于桩有向下的位移，则在桩侧产生向下的摩擦力，即负摩擦力。

我们知道，正摩擦力对桩有支撑作用，而负摩擦力将会降低桩基的承载力从而成为桩的附加荷载，因此负摩擦桩在工程中存在重大隐患。

二、负摩擦力产生的条件和影响因数（一）负摩擦力产生的条件由上知，当桩周围的土相对桩产生向下的位移时才产生负摩擦力，因此产生负摩擦力需要一定的条件。

发生负摩擦力的一般情况如下：1）桩穿过欠压密的软粘土或新填土，而支承于较坚硬的土层（硬粘性土﹑中密沙土砾石层或岩层）时；2）桩侧软土地面因大面积堆载而下沉；3）抽排地下水，使土体有效应力增大，从而引起桩周围土下沉时；4）高度敏感的粘土层，由于打桩使之发生触变效应；5）自重湿陷性黄土下沉和冻土融化下沉；6）在采用压桩法沉桩的桩基中，由于桩身上段在压力解除后会产生向上的回弹，将使桩侧产生负摩擦力；7）设在膨胀土地基中的桩，由于周期性季节气候变化使土产生胀缩变形；8）下桩基建成后，由于河床的大量冲刷和随后的大量沉淀淤积，形成欠固结的淤泥回淤在桩的周围，该淤泥层将随时间而固结沉降，从而将会产生一定的负摩擦力。

（二）负摩擦力的影响因数影响桩侧负摩擦力的因素很多，桩周围土层的性质和桩基沉降及地面沉降的大小﹑沉降速度﹑稳定性等都对负摩擦力大小有影响。

其中，土层的抗减强度越高，负摩擦力极限值越大；土层厚度越厚，负摩擦力越大；土层的压缩性越大，沉降速度越快，负摩擦力越大。

此外，桩基类型对负摩擦力影响也很大。

桩基负摩阻力的设计探讨作者：林凡伟祝红山来源：《科技资讯》 2015年第5期林凡伟祝红山(中南电力设计院湖北武汉 430071)摘要:在软弱地基上、湿陷性黄土地区或有地震液化土地区建造建筑物，采用桩基础，将可能产生负摩阻力，使桩身发生破坏或使地基屈服破坏。

因而了解负摩阻力产生的机理、条件及影响因素，探讨单桩及群桩设计中负摩阻力计算的方法对于搞好桩基设计尤为重要，该文分析了桩基负摩阻力产生的原因，及相关规范条文的规定，并列举了计算实例，提出了在不同地质条件上下减少摩阻力的相关工程措施和总结。

关键词:桩基负摩阻力设计地质条件中图分类号:TU473文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)02(b)-0066-02桩基作为地基处理的方法，在各工程领域得到普遍应用，它能把建筑物上部的荷载通过桩身传到下部土层中压缩性小，强度高的岩土层中，从而满足强度及变形要求。

在软土地区，桩基运用更广泛，桩基设计中由于各类软土等条件引起的负摩阻力，负摩阻力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。

如果未考虑，会对建筑物安全有较大影响，可能导致建筑较大的沉降和不均匀沉降。

1 桩负摩阻力产生的原因(1)桩穿过欠压密的软土或新近填土，而支承在坚硬土层(硬粘土、中密砂土、卵石层或岩层)时，桩侧土因固结产生的沉降大于桩身的沉降；(2)当桩侧非固结压缩软土上竖向荷载作用时；(3)由于地下水位下降(从软弱粘土下的透水层中的抽水或其他因素)，致使土的有效应力变大，引起桩周的土下沉；(4)在饱和粘土地基中，群桩施工完毕后，孔隙水消散，隆起的土体逐步固结下沉，若桩尖持力层较硬，则产生负摩阻力；(5)桩侧存在自重湿陷性黄土或季节性冻土或可液化土的条件下，当黄土浸水湿陷、冻土融沉时，或当可液化土受地震或动荷载而液化，液化土再次固结而出现大量下沉；(6)在饱和软土中打入较密的群桩，引起超孔隙水压力，土体大量上涌，这样重塑土体因超孔隙水压力消散再次固结。

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。

浅谈负摩阻力(一)论文关键词]负摩阻力中性点成因影响因素防治措施计算方法论文摘要]负摩阻力问题严重影响着建筑物的安全，桩的负摩阻力的大小受多种因素的影响，故其准确数值很难计算。

介绍和阐述桩侧负摩阻力产生的条件和机理，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。

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要求也越来越高，越来越严格。

因此地基处理变得越来越重要。

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变成一个热点问题。

下面对负摩阻力的问题进行分析、阐述。

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；可压缩性土经受持续荷载，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性当然是首当其冲的，其次桩端土特性也不可忽视（因为其之间影响着中性点的位置问题）、桩体的形状、桩土模量比等都有影响。

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。

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。

浅谈桩基负摩阻力摘要：本文对变电站桩基设计过程中是否需要考虑桩基负摩阻力的问题进行了深入探讨，采用工作中遇到的两个变电站工程实例进行了对比分析，思考在广东的软弱土层地区，淤泥质土等软弱土层的固结沉降引发的桩基负摩阻力的问题，证明桩基负摩阻力是不可忽略的设计参数之一。

设计人员需要知晓工程中为何会产生桩基负摩阻力，影响负摩阻力的相关因素等问题，在设计过程中予以重视，从而避免因其引起工程事故。

关键词：变电站工程；软弱土层；桩基负摩阻力1.背景广东地区很多工程的地基都存在较厚的软弱土层，如淤泥质土、淤泥质黏性土、松散状态的砂土层、未经处理的填土等，其力学性质较差，表现出欠固结性。

在这些地区，设计人员普遍采用桩来处理大型工程地基，当桩基自身的沉积远小于桩周围土体的沉降量时，周围的土体就会对桩体产生桩侧负摩阻力，并对其作用一个下拉荷载，这样非常容易造成桩身破坏或其他破坏情况。

当我们选择采用桩基础时会涉及到是否需要考虑桩基负摩阻力，如何考虑的问题，桩基负摩阻力考虑得是否得当关系到桩基承载力计算是否准确，在软土地基区域，因其固结沉降在桩侧引发的负摩阻力关系到整个工程的结构安全及工程危害性，具有非常重要的意义。

2.工程概况工程案例一：220千伏某某变电站位于广东省揭阳市，站址距揭阳市区约有9.0千米，距磐东镇约5.3千米，距榕江南河北岸约200米，距科技大道约60米，交通便利。

变电站站址原始地貌为平原（冲积成因），原为鱼塘及水田，后经改造现站址北部为鱼塘，南侧为荒地和种植经济作物的农田。

场地自然高程（1985国家高程）为1.82～3.52m。

根据《220千伏某某变电站施工图设计阶段岩土工程勘测报告》得知，站址场地下存在厚度为17.22～25.32米不等的淤泥层，分布较广，平均厚度为19.80米，包括平均厚度约12米的流塑性淤泥及平均厚度约6.5米的淤泥质土，计算得知变电站整个场地需填砂厚度约为5.50米，其中未考虑固结下沉深度。

负摩阻力：以桩负摩阻力为例，就是当桩身穿越软弱土层支承在坚硬土层上，当软弱土层因某种原因发生地面沉降时，桩周围土体相对桩身产生向下位移，这样使桩身承受向下作用的摩擦力，软弱土层的土体通过作用在桩侧的向下的摩擦力而悬挂在桩身上;这部分作用于桩身的向下摩擦力，称为负摩阻力。

按受力情况桩分为：端承桩和摩擦桩二种判断砂井与砂桩区别标1、功能区别桩本身是承受荷载的而砂井本身增加的地基承载力一般不计，仅用来排水固结土基2、施工区别砂桩直径较大，成孔后直接灌砂振动密实，成桩后就能发挥承载作用砂井直径较小（70左右），所以成孔后，要用编制袋等盛砂入孔。

之后一般要堆载预压，砂井就起排水管的作用，进程缓慢得让你难受。

现在类似的有塑料排水板，为加快固结，常采用真空排水。

砂井不需振实，能保持自然状态就可。

附加应力在地基中的分布规律如图集中力在地基中引起的附加应力是向深部、四周传播.1.在集中力Ｆ作用线上,σz随深度增加而递减；2、在地面下水平面上,σz向两侧逐渐减小；3、在r＞０的竖直线上，随ｚ的增加，σz从小增大，至一定深度后又随ｚ的增加而变小；4、距离地面越远，附加应力分布的范围越广当地基表面作用有几个集中力时，可分别算出各集中力在地基中引起的附加应力，然后根据应力叠加原理求出附加应力的总和。

在实际工程中，建筑物荷载都是通过一定尺寸的基础传递给地基的。

对于不同的基础形状和基础底面的压力分布，都可利用布氏公式，通过积分法或等代荷载法求得地基中任意点的附加应力值σz。

具体求解时又分为空间和平面问题的附加应力。

若基础的长度与宽度之比l/b＜10时，地基中的附加应力计算问题属于空间问题。

直剪试验中三种不同试验方法1.快剪：试样施加竖向压力σ后，立即快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。

2.固结快剪：允许试样在竖向压力下充分排水，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。

3.慢剪：允许试样在竖向压力下排水，待固结稳定后，以缓慢速率施加水平剪应力使试样剪切破坏。