樁基負(fù)摩擦力PPT課件

1、 4.樁基礎(chǔ) 正摩阻力正摩阻力負(fù)摩阻力負(fù)摩阻力樁側(cè)摩阻力示意圖樁側(cè)摩阻力示意圖第1頁/共28頁 1. 樁的負(fù)摩阻力概念 正摩阻力：樁相對于周圍土向下運動，土對樁施加向上的摩擦力。這種摩擦力構(gòu)成了承壓樁承載力的一部分。 負(fù)摩阻力：樁相對于周圍土向上運動，土對樁施加向下的摩擦力。這種摩擦力構(gòu)成了承壓樁荷載的一部分，減少了樁的承載力，還可能引起較大的沉降。 4.樁基礎(chǔ)第2頁/共28頁 2. . 產(chǎn)生負(fù)摩阻力的原因l 樁周有較大的堆載，引起樁周土的固結(jié)；l 樁穿過欠固結(jié)的軟粘土或新填土進(jìn)入硬持 力層，土層產(chǎn)生自重固結(jié)下沉；l 軟粘土地區(qū)，地下水下降或深基坑開挖降水等 引起樁周土下沉；l 黃土中的樁，地

2、基土濕陷作用引起樁周土下沉；l 砂土液化和凍土融化。 4.樁基礎(chǔ)第3頁/共28頁 3. 負(fù)摩阻力的分布 樁身負(fù)摩阻力的分布與樁周土與樁的相對位移相關(guān)，一般除了支撐于基巖上的非長樁以外，都不是沿樁身全部分布著負(fù)摩阻力。 4.樁基礎(chǔ)第4頁/共28頁ss ps es cd ab 線樁周土的下沉量分布線樁各截面的位移分布任一截面下樁的壓縮量樁端的下沉量地面土沉降量 由相對位移可知，在 o 點以上樁受負(fù)摩阻力，在 o 點以下樁受正摩阻力，所以 o 點定義為中性點。 4.樁基礎(chǔ)spsessabcdS位移o負(fù)摩擦區(qū)正摩擦區(qū)lnlf第5頁/共28頁 分 析 可 知 ：在 O 點樁的軸力達(dá)到最大，即軸力分布曲線

3、在該點的斜率為 0 ，然后可求出樁身側(cè)阻力的分布。 關(guān)于中性點的位置與樁周土的壓縮性、變形條件、土層分布及樁的剛度等因素有關(guān)，較難確定。而且中性點還隨時間而變化。實際工程中，我們可以參考樁基規(guī)范給出的中性點深度與樁長的比值，表5.4.4-2 4.樁基礎(chǔ)+qs-qsNz第6頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)表5.4.4-2 中性點深度 持力層性質(zhì)黏性土、粉土中密以上砂礫石、卵石基巖 中性點深度比 ln / l0 0.50.60.70.80.91.0注：1 ln , l0 分別為自樁頂算起的中性點深度和樁周軟弱土層下限深度；、3 當(dāng)樁周土層固結(jié)與樁基固結(jié)沉降同時完成時，取 ln= 04 當(dāng)樁周土層計算沉降量

4、小于 20mm 時，ln 應(yīng)按表列值乘以 0.40.8 折減。 2 樁穿過自重濕陷性黃土層時，ln 可按表列值增大10（持力層為基巖除外）； 中性點深度 ln 一般應(yīng)按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計算確定，也可參照表 5.4.4-2 確定。第7頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ) 下面情況中的樁基，當(dāng)樁周土層產(chǎn)生的沉降超過基樁的沉降時，在計算基樁承載力時應(yīng)計入樁側(cè)負(fù)摩阻力：l 樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土、液化土層進(jìn)入相對較硬土層時；l 樁周存在軟弱土層，鄰近樁側(cè)地面承受局部較大的長期荷載，或地面大面積堆載（包括填土）時；l 由于降低地下水位，使樁周土有效應(yīng)力增大，并產(chǎn)生顯著壓縮沉降時。

5、4. 樁基規(guī)范關(guān)于樁的負(fù)摩阻力的相關(guān)規(guī)定第8頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)kaNR 樁周土沉降可能引起樁側(cè)負(fù)摩阻力時，應(yīng)根據(jù)工程具體情況考慮負(fù)摩阻力對樁基承載力和沉降的影響；當(dāng)缺乏可參照的工程經(jīng)驗時，可按下列規(guī)定驗算：l 對于摩擦型基樁可取樁身計算中性點以上側(cè)阻力為零，并可按下式驗算基樁承載力：第9頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)l 對于端承型基樁除應(yīng)滿足上式要求外，尚應(yīng)考慮負(fù)摩阻力引起基樁的下拉荷載 ，并可按下式驗算基樁承載力： nkgaNQRl 當(dāng)土層不均勻或建筑物對不均勻沉降較敏感時，尚應(yīng)將負(fù)摩阻力引起的下拉荷載計入附加荷載驗算樁基沉降。ngQ 注：本條中基樁的豎向承載力特征值 只計中性點以下部分側(cè)阻

6、值及端阻值。aR第10頁/共28頁5. 負(fù)摩阻力的計算 根據(jù)大量工程實踐和試驗表明，貝倫提出的 “有效應(yīng)力法” 較為接近實際。我國建筑樁基技術(shù)規(guī)范（JGJ 94-2008 ）采用該法計算負(fù)摩擦力標(biāo)準(zhǔn)值。 4.樁基礎(chǔ)第11頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ) 樁側(cè)負(fù)摩阻力及其引起的下拉荷載，當(dāng)無實測資料時可按下列規(guī)定計算：l o 以上單樁樁周第i 層土負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可按下 列公式計算：當(dāng)填土、自重濕陷性黃土濕陷、欠固結(jié)土層產(chǎn)生固結(jié)和地下水降低時：ininsiqii第12頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)當(dāng)?shù)孛娣植即竺娣e荷載時： 第 i 層土樁側(cè)負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；計算值大于正摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值時，取正摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行設(shè)計；i

7、ipiimimmizz2111nsiq第13頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)樁周第 i 層土負(fù)摩阻力系數(shù)，按表5.4. 4-1 取值；由土自重引起的樁周第 i 層土平均豎向有效應(yīng)力；樁群外圍樁自地面算起，樁群內(nèi)部樁自承臺底算起；樁周第i 層土平均豎向有效應(yīng)力； 分別為第i 計算土層和其上第m 土層的重度， 地下水位以下取浮重度； 第i 層土、第m層土的厚度；地面均布荷載。iniiimizmzp第14頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ) 表5.4.4-1 負(fù)摩阻力系數(shù)土類飽和軟土 0.150.25黏性土、粉土0.250.40砂土0.350.50自重濕陷性黃土0.200.35n注：1 在同一類土中，對于擠土樁，取表中

8、較大值，對于非擠土樁，取表中較小值； 2 填土按其組成取表中同類土的較大值；n第15頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)l 考慮群樁效應(yīng)的基樁下拉荷載可按下式計算：ininsinnglquQ14/dqdssmnsayaxn第16頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)nilnaxsaysnsqmn式中 、 o 以上樁周土厚度加權(quán)平均負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值；1時，取 =1。 o 以上樁周土層厚度加權(quán)平均重度。中性點以上土層數(shù)；中性點以上第 i 土層的厚度；負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)；分別為縱橫向樁的中心距；對于單樁基礎(chǔ)或按上式計算的群樁效應(yīng)系數(shù)第17頁/共28頁【例題】某端承灌注樁樁徑1.0m，樁長22m，樁周土性參數(shù)如圖所示，地面大面

9、積堆載 p=60kPa，樁周沉降變形土層下限深度 20m，試按樁基規(guī)范計算下拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值（已知中性點深度 Ln / L0=0.8，粘土負(fù)摩阻力系數(shù)取0.3，粉質(zhì)粘土負(fù)摩阻力系數(shù)取0.4，負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)取1.0）。第18頁/共28頁粘土側(cè)阻力qsk=40kPa飽和重度sat=18kN/m3端阻力qpk=2500kPa砂卵石側(cè)阻力qsk=80kPa飽和重度sat=20kN/m3粉質(zhì)粘土側(cè)阻力qsk=50kPa地下水位10m2m10m第19頁/共28頁111118 104022immiimzzkPa 00.80.8 2016nLLm11110.3 10040,=300kPa3nnssknskP

10、aqqkPaq 取116040100pkPa218 1010 61102kPa 2260 110170pkPa1.0 3.14 (30 1050 6)1884nnngnsiiiQuq LkN22220.4 17050,=508kPa6nnssknskPaqqkPaq 取【解】計算中性點深度：第一層土：第二層土：負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值：下拉荷載：第20頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)表5.4.4-2 中性點深度 持力層性質(zhì)黏性土、粉土中密以上砂礫石、卵石基巖 中性點深度比 ln / l0 0.50.60.70.80.91.0注：1 ln , l0 分別為自樁頂算起的中性點深度和樁周軟弱土層下限深度；、3 當(dāng)樁周

11、土層固結(jié)與樁基固結(jié)沉降同時完成時，取 ln= 04 當(dāng)樁周土層計算沉降量小于 20mm 時，ln 應(yīng)按表列值乘以 0.40.8 折減。 2 樁穿過自重濕陷性黃土層時，ln 可按表列值增大10（持力層為基巖除外）； 中性點深度 ln 一般應(yīng)按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計算確定，也可參照表 5.4.4-2 確定。第21頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ) 表5.4.4-1 負(fù)摩阻力系數(shù)土類飽和軟土 0.150.25黏性土、粉土0.250.40砂土0.350.50自重濕陷性黃土0.200.35n注：1 在同一類土中，對于擠土樁，取表中較大值，對于非擠土樁，取表中較小值； 2 填土按其組成取表中同類土的較大值

12、；n第22頁/共28頁7. 工程中如何減小負(fù)摩阻力l 對于預(yù)制樁可在表面涂上瀝青或采用預(yù)鉆孔法；l 對于灌注樁，澆注前在孔壁鋪設(shè)塑料膜或用高稠 度膨潤土（斑脫土）泥漿；l 套管法；l 對于群樁可采用設(shè)置保護(hù)樁。l 施工中可調(diào)整施工順序如： 4.樁基礎(chǔ)第23頁/共28頁 4.樁基礎(chǔ)Broms圖 5-6 隔離樁方法圖 5-7 保護(hù)樁方法第24頁/共28頁1 1、什么是負(fù)摩擦力？什么情況產(chǎn)生負(fù)摩擦力？2 2、什么是中性點？3 3、如何計算負(fù)摩擦力？4 4、工程中如何減小負(fù)摩擦力？思考題思考題 4.樁基礎(chǔ)第25頁/共28頁粘土粘土側(cè)阻力側(cè)阻力qsk=40kPa飽和重度飽和重度sat=18kN/m3端阻力端阻力qpk=2500kPa砂卵石砂卵石側(cè)阻力側(cè)阻力qsk=80kPa飽和重度飽和重度sat=20kN/m3粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土側(cè)阻力側(cè)阻力qsk=50kPa地下水位地下水位10m2m1