桩侧负摩阻力计算及防治

孙彦彦

大连建筑设计研究所有限公司 辽宁大连 116011

桩顶在竖向力作用下，桩体产生沉降，当桩侧土体沉降量大于桩体沉降量时，则会对桩体产生下拉荷载，该下拉荷载即为负摩阻力。负摩阻力将很大程度的降低桩基竖向承载力，导致基础与结构沉降，严重时将影响建筑工程的安全性[1]。因此，在桩基础设计中，负摩阻力的计算是一项重要的计算内容，不可忽视。

1 负摩阻力产生的原因

根据以往工程经验，桩侧负摩阻力的产生主要有以下几种原因：

（1）桩体穿越较厚的欠固结土层或松散填土、自重湿陷性黄土而进入相对较硬土层中，桩侧土因固结产生的沉降大于桩的沉降。

（2）在正常固结粘土或粉土地基中，当桩侧土层地下水位较高，施工中需要抽水沉降时，导致上覆土自重增加及土中的有效应力增大固结从而引起大范围土体下沉。

（3）临近桩侧地面有大面积堆载或大面积地面荷载长期作用，从而产生大量土体沉降。

（4）水下桩基建成后，由于河床的大量冲刷和随后的大量沉淀淤积，形成欠固结的淤泥层在桩的周围，该淤泥层将随着时间而固结沉降，从而产生一定的负摩阻力。

由此可见，判断桩基是否受到负摩阻力影响的重要条件是桩周土与桩体之间是否有相对变形[2]。本文通过工程实例，简单阐述桩侧负摩阻力的计算过程及注意事项。

2 工程算例

2.1 工程概况

（1）根据地质报告，建设场地部分位于素填土较厚的填方区域，覆土厚度l=22m 的区域（即有效厚度小于等于20m），采用d=500mm 直径灌注桩，扩底后D=900mm。

（2）建筑物地坪面绝对高程为1914．7m。

（3）因素填土未完成自重固结，地质报告提出其对基桩有负摩阻作用，负摩阻系数ξn=0．20。

（4）桩端岩石单轴饱和抗压强度标准值frk=5．3MPa。

（5）地面使用荷载10Kn/m2，考虑折减系数后，取q=7Kn/m2 计算对桩的下拉力。

（6）桩顶标高按h=-2．0m 计算。

2.2 计算依据

（1）负摩阻力计算按《建筑桩基技术规范》第5．4．4 条计算。

（2）填土的最大正摩阻力参考值按《建筑桩基技术规范》第5．3．3 条干作业钻孔桩qsik=28Kpa 采用，考虑强夯压实的作用，取增大系数为1．3，qsik=1．3x28=36．4Kpa，取qsik=36Kpa。

（3）本工程为嵌岩桩，中性点深度系数为1．0。

（4）建筑桩径采用500mm，因场地坡度较大，嵌岩深度取1．5m，因为是扩底桩，故综合系数考虑折减ξr=0．9。

2.3 单桩承载力计算

3 桩侧负摩阻力的防治

在实际工程中，负摩阻力的存在将不同程度的降低桩基承载力，因此在工程实践中应尽可能降低负摩阻力[3]。针对负摩阻力产生的原因，在实际工程中常采取以下措施以减小可能出现的负摩阻力的影响：

（1）对施工中因平整建筑场地而形成较厚的回填土，应对回填土进行压密夯实，减小沉降。

（2）建筑桩基影响范围内存在欠固结的软弱压缩土层时，采用分段施工或对软土地基地段实施处治，以减小软土体下沉量大于桩身下沉量产生的负摩擦力，达到减小负摩阻力的影响。

（3）对于存在大量地下水需要抽降的场地或者有地表水向下渗流的场地，应采取合理的方案及有效的排水措施，减小土层下沉，从而减小负摩阻力。

（4）计算确定桩的中性点位置，在中性点以上桩身涂抹沥青等薄层涂料，以减小桩侧负摩阻力。

4 结语

桩侧负摩阻力严重影响建筑工程的安全性。通过以上论述分析可知，在有可能产生桩侧负摩阻力的桩基础工程项目中，要求结构工程师应对可能产生负摩阻力的因素进行全面分析，同时，还应针对负摩阻力产生的原因采取有效的措施，并且对降低负摩阻力效果大小进行综合评估。把设计、施工、检测阶段进行有机的整合，进而确保桩基础整个施工过程的有效性、科学性，以确保整个工程项目的安全可靠。