桩基负摩擦力(方案).ppt

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桥梁桩基负摩擦力在公路桥梁工程建设中，桥台钻孔灌注桩处于深层软土地基与台背路堤高填土荷载的作用，结果桩侧软弱土层受到桥台台背填土荷载的作用，使软弱土层压缩和桩底下沉及位移，桩产生向下的摩擦力。

也就是说，如果不存在桩基负摩擦阻力，桩基承载力就满足要求，桩基就不会发生持续不均匀沉降。

因此，研究桥台桩基负摩擦阻力是否存在，采取什么措施达到消减桥台桩基负摩力就成为很有必要。

1 桩基负摩擦力发生的条件：桩基负摩擦力能否产生，关键取决于桩和桩侧土的相对位移发展情况。

因此桩基负摩擦力发生的条件有下述几个方面：1）桩基穿过欠固结的软土或新填土，而支承于较坚实的上层土时，由于土的自重作用，使土产生固结。

2）在桩周的地表面有大面积堆载时，引起地面沉降，使桩侧土压密固结，对桩产生负摩擦力。

3）由于地下水位降低，例如在土层中抽取地下水，或采用排水固结法处治软土，此时土层孔隙水压力减小，有效应力增加，引发地基土新的固结下沉。

4）自重湿陷性黄土下沉和冻土融化下沉。

5）在饱和粘土地基中，群桩施工完成后，孔隙水压力消散，隆起的土体逐渐固结下沉，若桩端持力层较硬，则会引起负摩擦力。

6）地基中液化土层发生变化时，引起地基土层大面积下沉，产生桩基负摩擦力。

由此可见，对于桥台桩基工程，当桩穿过可压缩性土层而支承在坚硬的持力层上时，一般都有可能发生负摩擦力。

2 桥台软土地基桩基负摩擦力的大小和深度2. 1 桩基负摩擦力的发生深度一般说来，负摩擦力并不发生于整个软弱土层中。

当水泥混凝土桩基成桩后，随着桥台地面以上路堤填筑荷载的不断增大，桩侧软弱土层逐渐压缩，桩身表面从上而下的正摩擦力慢慢减少，随即产生负摩擦力，变成桩基上部为负摩擦力，桩基下部为正摩擦力。

摩擦力为零的位置为中性点，此点为桩基在该处的位移量与其周围土的下沉量相等之点，它是土与桩之间不产生相对位移之点，如图1 的O1 点所示。

图1 （b） A 是土层轴向位移曲线，B 为桩的截面位移曲线，图1 （c）为桩周摩擦力分布曲线，图1（d）为桩身轴向分布曲线。

*******************************************************************学年：xxx 姓名：xxx课程名称：地基基础工程 作业序次：第7次课外作业；截止时间：2012年12月26日； 作业题目：桩负摩擦力的来源及防治对策*******************************************************************桩负摩擦力的来源及防治对策Xxx一、 习题4-2 某场区从天然地面起往下的土层分布是：粉质粘土，厚度1L =3m,kpa 24q sla =;粉土,厚度m 6l 2=,kpa q a s 202=;中密的中砂,kpa q a s 303=,kpa a 2600q =。

现采用截面边长为350mm ⨯350mm 的预制桩，承台底面在天然地面以下1.0m ，桩端进入中密中砂的深度为1.0m ，试确定单桩承载力特征值。

解：单桩竖向承载力特征值可按下式计算：i sia P P pa a l q A q R ∑+=μ其中221225.0122500350350m mm A q ==⨯=，m mm p 4.114003504==⨯=μ 所以KN R ）（3016202244.12600125.0a ⨯+⨯+⨯⨯+⨯=KN 7.595)5.2775.318(=+=二、 桩负摩擦力的来源与防治对策负摩擦力是因为桩周围土体的沉降量大于桩的沉降量，土体对桩产生的向下作用的摩擦力。

其来源有：欠固结的软粘土或新填土在重力作用产生固结；大面积堆载使桩周土层压密；由于地下水位的全面下降，有效应力增加，致使地面沉降；湿陷性黄土侵水后产生湿陷；地面应打桩时孔隙水压力剧增而隆起，其后孔压消散而固结下沉等。

防治对策：对于预制混凝土桩及钢桩，一般采用涂以软沥青涂层的方法来减少负摩擦力；对于灌注桩，用高稠度膨胀土泥浆填充预制桩段外围形成隔离层；施工前先经行碾压压实等。

桩基负摩阻力问题讨论（1）负摩擦力是怎么形成的？[简单成因，机理很复杂]（2）地基设计为什么要考虑负摩擦力？（3）实践中什么情况下一般考虑负摩擦力？（4）如何测试和估算负摩擦力？（5）影响抚摩擦力大小的主要因素？（6）工程实践中都有那些方法减小抚摩擦力？（7）抚摩擦力的群桩效应？[研究大多数是单桩，实践中基本是群桩]（8）目前的最新进展。

（1）负摩擦力是怎么形成的？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。

（2）地基设计为什么要考虑负摩擦力？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拽力。

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。

（3）实践中什么情况下一般考虑负摩擦力？这个问题，可以从负摩阻力产生原因来说明：产生负摩擦力的原因主要有，1）欠固结软粘土或新填土的自重固结；2）大面积堆载使桩周土层下沉；3）正常固结软粘土地区地下水位全面下降，有效应力增加引起土层下沉；4）湿陷性黄土湿陷引起沉降。

（4）如何测试和估算负摩擦力？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（Sliding Micrometer---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。

这个方法来推算桩侧摩阻力、负摩阻力。

这个方法大家可以分析一下利弊，从而讨论一个新的途径、方法可以直接测定桩侧摩阻力问题。

这样相比结果更精确可靠，我们的研究也将是一个不小的进步！大家都来思考一下罗，“测定桩侧摩阻力问题！”（5）影响负摩擦力大小的主要因素？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。