桩基负摩阻力计算方法简析及应用

(整期优先)网络出版时间:2018-09-19
/ 1

桩基负摩阻力计算方法简析及应用

李新华

中化地质矿山总局山东地质勘查院山东济南250013

摘要:目前用于计算单桩负摩阻力及确定中性点位置的常用方法有:极限分析法、荷载传递法、弹性或弹塑性理论法、剪切位移法和数值分析法等。以往对中性点、下拉荷载以及桩基沉降问题的研究均建立在桩周土固结沉降基础之上,而对桩周土在负摩阻力中的发挥程度及方式仍未完全清楚,目前各规范计算负摩阻力时均采用极限值进行估算,使计算的下拉荷载值偏大,对于工程偏安全但不经济,如何准确计算下拉荷载是以后研究的重点。

关键词:桩基负摩阻力;中性点;下拉荷载;桩基沉降

1、前言

当桩与桩周土有相对位移或者有相对运动的趋势时,两者就会产生力的作用。通常,桩体的沉降量大于桩周土的沉降量,此时摩阻力为正,桩正常承担上部结构传来的荷载。而建筑桩基规范5.4.2条,当桩周土的沉降量大于桩体的沉降量,此时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拉力。下拉力作用于桩体上,易造成桩基的不均匀沉降,导致承台应力集中,进而发生剪切破坏,对工程极为不利,在计算单桩承载力时应予以高度重视。

2、单桩负摩阻力计算:

现就我国《建筑桩基技术规范》JGJ-2008推荐使用的极限分析法予以简要论述。

2.1桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时,当缺乏可参照的工程经验时,单桩负摩阻力标准值可按如下公式验算:

2.1.1摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零,并可按下式验算:。此时认为摩擦型桩中性点以上既无正摩阻力又无负摩阻力。

2.1.2端承型基桩除应满足上式要求外,尚应考虑负摩阻力引起基桩的下拉荷载,可按下式验算基桩承载力:

2.2桩侧负摩阻力及其下拉荷载可按下列规定计算:

4、结语

(1)负摩阻力对上部结构的稳定极为不利,减小和消除负摩阻力就尤为重要。通常在中性点以上的桩侧表面涂上特种涂料,这是现在减低负摩擦力的最有效的方法。也可以对高压缩地基在桩基施工前进行强夯、预压固结等处理方法。

(2)中性点位置的确定与桩端土性质、桩周土层压缩性等有关,而且其是一个动态变化值,值得进一步探究。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,具有不同步性。目前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。

(3)用有效应力计算所得到的是桩侧负摩阻力的极限值,且无论相对运动的趋势如何均取此值,是对负摩阻力设计的保守计算,因此具有一定的局限性。

参考文献

[1]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)北京:中国建筑工业出版社2008.

[2]袁灯平,黄宏伟,程泽坤.软土地基桩侧负摩阻力研究进展初探[J].土木工程学报,2006,39(2):53-60,84.

[3]马时冬.桩身负摩阻力的现场测试与研究[J].岩土力学,1997,18(1):8-15.

[4]龚晓南.复合地基[M].浙江大学出版社,1992.

[5]赵明华,贺炜,曹文贵.基桩负摩阻力计算方法初探[J].岩土力学,2004,25(9):1442-1446.