淺析樁基負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因及其計(jì)算

1、最新【精品】范文 參考文獻(xiàn) 專業(yè)論文淺析樁基負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因及其計(jì)算淺析樁基負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因及其計(jì)算【摘要】樁周土體由于某種原因發(fā)生下沉?xí)r對(duì)樁身產(chǎn)生相對(duì)向 下的位移，這就使樁身承受向下作用的摩擦力，這種摩擦力就是樁基的負(fù)摩擦阻力。本文針對(duì)樁基負(fù)摩擦阻力產(chǎn)生的機(jī)理及原因，并通過實(shí)例計(jì)算分析樁基負(fù)摩擦阻力?！娟P(guān)鍵詞】樁基；負(fù)摩擦阻力；機(jī)理及原因；實(shí)例計(jì)算Roughdiscuss the reason and count of pile foundation force of n egative fricti onWang Zhiga ng1 Lia ng Guan Kao2(I.Fifth G

2、eological Mineral Exploration and Development Instituteof Inner Mongolia, Baotou 014010, P.R.China;2.lnnerMongolia Geology Engineering Co.,Ltd,Hohhot.010010,P.R.Chi na)【abstract Owing to some reasons ,the soil around pile foundation occur subside will produce displacement downwardto pile foundation

3、, so pile foundation will bear downwardfriction force , this friction force is negative friction force。Thispaper point at the reason of pile foundation negative friction force and an alysis pile foun dati on n egative frictio n force by livi ng example ?！綤ey words pile foundation; negative friction

4、force;the mechanisation and reason； living example account中圖分類號(hào)：TU473.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：一、樁基負(fù)摩阻力產(chǎn)生的機(jī)理及原因樁的承載力是由樁底支承力與樁周土體的側(cè)摩阻力兩部分組成 的。在一般情況下，樁受軸向荷載作用后，樁相對(duì)于樁周土體向下位 移，使土對(duì)樁產(chǎn)生向上的摩擦力，稱正摩阻力。但是，當(dāng)樁周土為回 填土、軟弱土層、濕陷性黃土、砂土液化等不良土體情況下，樁周土 體發(fā)生下沉，且其沉降速率較大，對(duì)樁身產(chǎn)生相對(duì)向下的位移時(shí)，這 就使樁身承受向下作用的摩擦力，這部分摩擦力不但不是樁的承載力 的一部分，反變成施加在樁上的外加荷載

5、，這部分荷載即為負(fù)摩阻力。 樁側(cè)土體的下沉量取決于樁側(cè)土的壓縮特性及其引起其下沉的外界 因素，并隨深度逐漸減??；而樁在荷載的作用下，樁底的下沉在樁身 各截面都是定值；樁身壓縮隨深度逐漸變小。因此樁側(cè)土體的下沉量 有可能在某一深度處與樁身的位移量相等。 在此深度以上樁側(cè)土的下 沉大于樁的位移，樁身受到向下作用的負(fù)摩阻力；在此深度以下樁側(cè) 土的下沉小于樁的位移，樁身受到向上作用的正摩阻力。正、負(fù)摩阻 力變換處的位置即為中性點(diǎn)。影響中性點(diǎn)的深度1n的因素主要有：1、樁端持力層的剛度（包括樁底沉渣厚度），持力層越硬，中性 點(diǎn)1n越深，端承型樁的1n大于摩擦型樁；2、樁周土層的變形性質(zhì)和應(yīng)力歷史，樁周土

6、層壓縮變形越高， 欠固結(jié)度越大，欠固結(jié)土層越厚，中性點(diǎn)深度越大；3、堆載強(qiáng)度和面積越大，地下水降幅和面積越大，中性點(diǎn)深度 越大；4、樁的長(zhǎng)徑比越大、截面剛度越大，中性點(diǎn)深度越大；5、在樁承受荷載過程中，隨承受荷載及沉降的增加，中性點(diǎn)深 度逐漸減小。除了上述主要因素，它還與樁與樁側(cè)土的相對(duì)位移，樁頂荷載施 加時(shí)間與發(fā)生負(fù)摩阻力時(shí)間，以及樁的類型與沉樁工藝等因素有關(guān)。 要精確地計(jì)算中性點(diǎn)的位置是比較麻煩和困難的，目前一般按規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)值確定。樁的負(fù)摩阻力能否產(chǎn)生，主要看樁與樁周土的相對(duì)位移發(fā)展情 況。當(dāng)樁的沉降大于樁周地基土的沉降時(shí)，土層與樁側(cè)表面之間就會(huì) 產(chǎn)生向上作用的摩阻力，即正摩阻力，可提

7、高樁的承載力；反之，當(dāng)樁 的沉降小于樁周地基土的沉降時(shí)，土層與樁側(cè)表面之間就會(huì)產(chǎn)生向下 作用的摩阻力，即負(fù)摩阻力，降低樁的承載力。樁的負(fù)摩阻力產(chǎn)生的 原因有：1、在樁基礎(chǔ)附近大面積堆載，引起地面沉降，對(duì)樁產(chǎn)生負(fù)摩阻力，對(duì)于橋頭路堤高填土的橋臺(tái)樁基礎(chǔ)，地坪大面積堆放重物的車間、 倉庫建筑樁基礎(chǔ)，均要特別注意負(fù)摩阻力問題；2、土層中抽取地下水或其它原因，地下水位下降使土層產(chǎn)生白 重固結(jié)下沉；3、樁穿越欠固結(jié)土層（如填土、軟土）進(jìn)入硬持力層，土層產(chǎn) 生白重固結(jié)下沉；4、樁數(shù)很多的密集群樁打樁時(shí)，使樁周土產(chǎn)生很大的超孔隙水 壓力，打樁停止后樁周土的再固結(jié)作用引起下沉；5、黃土、凍土中的樁、因黃土濕陷、

8、凍土融化產(chǎn)生地面下沉。二、樁基負(fù)摩阻力的計(jì)算實(shí)例某建筑物采用單樁基礎(chǔ)，樁徑d=1.2m，樁長(zhǎng)為23m,樁頂豎向荷 載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合豎向力Nk=2000kN驗(yàn)算該樁基豎向承載力是否滿足 要求，樁穿越的地層資料如下表：注:地下水位-8.0m分析：根據(jù)地質(zhì)情況確定壓縮土層厚度，并計(jì)算出中性點(diǎn)深度 1n-分層計(jì)算中性點(diǎn)以上樁側(cè)負(fù)摩阻力分布，并求和得樁身下拉荷載Qng計(jì)算中性點(diǎn)以下樁側(cè)正摩阻力及樁端阻力，得樁基豎向承載力 特征值Ra驗(yàn)算基樁承載力。1、確定中性點(diǎn)深度依據(jù)樁基規(guī)范、壓縮土層深度lu=5+12=17m樁端為密實(shí)砂土，1n=0. 81u=13.6m2、下拉荷載Qng依據(jù)樁基規(guī)范，樁穿越的第一層土

9、為沖填土，可取該層負(fù)摩阻力 系數(shù)Z n仁0. 35 ;第二層土為軟粘土，可取 Z n1=0.2。此外在8m 深度處有地下水出現(xiàn)，將影響上覆有效應(yīng)力S i的變化，也需分層計(jì)算。故共分為3層，分別計(jì)算如下：05m深度內(nèi)：S 17 二 x 20.0=50.0kPaqns仁 Z n1 S 17 =0.35 x 50.0=17.5 kPa58m深度內(nèi)：5 2 =5 X 20.0 + x 18.0=127.0kPaqns2=Z n2 5 2Z =0.2 X 127.0=25.4 kPa813. 6m深度內(nèi)：5 3/ =5X 20.0 + X 18.0 + X (18.0 -10.0)=176.4kPaqn

10、s3=Z n3 5 3/ =0.2 X 176.4=35.3 kPa基樁的下拉荷載：=n nuli=1 X 3.14 X 1.2 X 17.5 X 5+25.4 X 3+ 35.3 X(13.6-8 ) =1362.4kN其中因單樁基礎(chǔ)n n=1. 03、基樁豎向承載力特征值Ra樁側(cè)摩阻力自中性點(diǎn)1n以下開始計(jì)算。側(cè)阻力效應(yīng)系數(shù)，粘性土為 s1= (0.8/1.2 ) =0.92，密實(shí)砂土 為 s2= (0.8/1.2 ) =0.874 ;端阻力效應(yīng)系數(shù)為 s2= (0.8/1.2 ) =0.87。安全系數(shù)K=2。Ra=Quk/ KQuk= u+ AP=3.14 X 1.2 X( 0.92 X

11、 20.0 X 3.4 + 0.874 X 80.0 X 6) +0.874 X 2400.0 X 3.14 X 0.62=4164 kNRa=Quk/ K=4164/2=2082 kN4、驗(yàn)算Ra =2082kN Nk=2000kN滿足設(shè)計(jì)要求。三、結(jié)束語樁的負(fù)摩阻力問題，在我國(guó)工程實(shí)踐中，已變成一個(gè)熱點(diǎn)問題， 如果在樁基設(shè)計(jì)時(shí)不考慮或未充分考慮負(fù)摩阻力，可能造成樁端地基 的屈服或破壞、樁身失穩(wěn)及不均勻沉降引發(fā)上部結(jié)構(gòu)開裂等不良后 果，以致有的建筑無法使用而拆除或花大量資金加固。同樣，如果因?yàn)閷?duì)負(fù)摩阻力計(jì)算不清楚而又片面強(qiáng)調(diào)安全，過分考慮負(fù)摩阻力對(duì)樁 基的影響,加大樁基的埋置深度、配筋量或樁基數(shù)量，這也會(huì)帶來不必 要的巨大經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因而，正確認(rèn)識(shí)和計(jì)算負(fù)摩阻力對(duì)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。參考文獻(xiàn)：1 肖宏.樁基負(fù)摩阻力綜述A.第九屆全國(guó)巖