关于带负摩阻力的桩基础探讨

桩基础属于深基础,是由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础。工程中桩基础主要用来支撑上部结构,承担上部结构的竖向荷载,并最终将荷载传递至地基中。桩的承载力由桩身与桩周土层的摩擦阻力、桩端阻力两部分构成。按照受力特征分析,桩侧摩阻力是桩顶荷载与桩端阻力的差值。竖向荷载首先由桩侧摩阻力抵抗,大于桩侧阻力的部分由桩端阻力抵消平衡。按照《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008(以下简称"《桩基规范》")基桩按承载性状分类为摩擦型桩和端承型桩。与正常条件下不同,在某些特殊条件下,桩基可能出现负摩阻力。文章从桩-土相对位移出发,分析了桩基负摩阻力产的机理,结合《桩基规范》探讨了负摩阻力计算和带负摩阻力桩基设计与检测标准,并提出了解决办法,最后总结了减少桩基负摩阻力的工程优化措施。     

洞庭湖软土地区大直径超长灌注桩竖向承载力试验研究

以洞庭湖软土地区某特大拱桥主墩桩基础为工程依托 ,进行了一试桩竖向静载荷试验 ,并基于所获得的现场实测数据探讨了软土地区大直径超长灌注桩的荷载传递机理和竖向承载特性。结果表明 ,软土地区大直径超长桩为典型的摩擦桩 ,其竖向承载力主要由桩侧摩阻力提供 ,而桩端阻力往往难以发挥甚至趋于零 ,设计计算时尚应重视桩身压曲稳定分析和桩顶变形验算。同时 ,建议根据上部结构对基础沉降的要求按桩顶容许沉降量来控制超长桩的竖向承载力 ,并基于线弹性 -全塑性桩侧荷载传递模型给出了相应的计算公式 ,以此获得的桩顶荷载位移计算曲线与实测值吻合良好 ,证明了该思路与分析方法的可行性。     

软土地基桩侧负摩阻力研究进展初探

分析软土地基桩侧表面负摩阻力产生原因,总结软土地基桩侧表面负摩阻力的研究进展状况,搜集一些典型的桩基下拉荷载实测资料以及负摩阻力引起的工程破坏实例,汇总目前国内工程中常用的负摩阻力及下拉荷载的估算方法,并指出软土地基桩侧表面负摩阻力研究中亟待解决的十大关键问题,最后对未来的研究途径提出一点展望。     

深厚自重湿陷性黄土场地灌注桩基础设计

对于深厚自重湿陷性场地的桩基础设计,通过桩端后注浆工艺减少桩基沉降、提高桩端持力层的端阻力,通过桩基静载试验确定注浆后桩端持力层的实际承载力,采用强夯处理或回填压实消除深厚自重湿陷性黄土场地上部一定深度范围内湿陷性土层的湿陷性,同时提高上部土层的密实性以提高桩侧摩阻力以及加强上部土层防水效果以达到减少桩侧负摩阻力的目的,结合三七灰土防水垫层的防水作用,将湿陷性土层有害的桩侧负摩阻力变为对桩基竖向承载力有利的桩侧正摩阻力,可以大幅度提高桩基的竖向承载力,使位于深厚自重湿陷性场地的桩基础设计做到技术可行且经济合理。     

基于光纤监测钻孔灌注桩承载性能研究

为了研究湖州软土地区钻孔灌注桩侧摩阻力的发挥,采用光纤监测技术获取试桩在现场载荷试验中桩身轴力、桩侧摩阻力及桩顶沉降位移。通过对监测数据分析,结果表明：试验荷载下试桩为摩擦桩,摩擦桩的承载力提高主要由桩侧摩阻力决定,且随着桩顶荷载的增加各土层的侧摩阻力相应增加;上部的黏质粉土层侧摩阻力随着加载等级的增加相应增加并趋于极限,其他土层侧摩阻力也逐渐增加,其中桩承载力主要由中部粉质黏土层的侧摩阻力提供;在桩顶荷载较小的情况下,桩顶荷载由上部的土层侧摩阻力承担,轴力未传递到下部土层,下部土层对桩身侧摩阻力无发挥,桩端阻力为零。     

素混凝土桩复合地基荷载传递机理的试验研究

为研究带有垫层的素混凝土桩复合地基中桩身轴力、桩侧摩阻力的分布及发展过程 ,设计了一组足比例尺单桩复合地基试验 ,在桩身内埋设钢弦式应力计测出了桩身轴力 ,并由此得出桩侧摩阻力。从实测结果与散体桩、无垫层带台单桩的桩身轴力、侧摩阻力分布对比分析可以看出 ,三者传力机理是不同的。与散体桩相比 ,素混凝土桩复合地基中荷载沿桩身全长传递。与无垫层带台单桩相比 ,桩侧摩阻力从加荷开始在桩周上部土层即出现负摩阻 ,使得桩身轴力最大点不在桩顶而在中性点处。带有垫层的素混凝土桩复合地基中桩侧负摩阻力的大小随荷载加大而变小 ,同时中性点位置逐渐上移 ,相当一部分上部土层的摩阻力随着荷载的加大由负摩阻力逐渐变为正摩阻力。该负摩阻力使桩从加荷开始就承担较大荷载 ,并使桩下部的摩阻力也能得到充分发挥 ,进而使桩在全过程都发挥了作用。同时 ,桩周土体的承载力也得到增强     

大厚度填方地基沉降原因及加固措施

以大厚度填土地基某住宅楼为例,根据地基沉降变形特征分析地基沉降的原因并预测发展趋势,提出微型钢管桩、桩基础、筏板和上部结构加固4种措施进行地基补强处理,结果表明地基沉降的原因是地基竖向负摩阻力与水平剪切力共同作用导致桩基发生不均匀沉降及变形,导致上部结构开裂变形,回填土下部及基岩表层含水量较大,降低了桩端岩土体的承载力,致使桩端承载力达不到设计要求。     

某单层仓库桩基础不均匀沉降事故鉴定和有关问题的反思

通过介绍某单层仓库桩基础不均匀沉降事故的鉴定过程,提供了相应的思路供同行借鉴,反映了从事桩基础事故鉴定人所需的专业知识．提出了欠固结地基上建筑物的基础与上部结构型式以及室内地坪做法三者应在设计阶段应统筹考虑以及论述了不论摩擦型桩或端承型桩均应将负摩阻力当作荷载的观点。     

考虑负摩阻力作用的超长桩荷载传递计算

基于超长桩试验资料,采用考虑负摩阻力作用的广义双曲线荷载传递模型反映桩侧土弹塑性、软化与稳定三阶段工作特性,桩端采用双曲线荷载传递模型模拟土体的非线性变形特性,并且引入Mindlin解以考虑桩侧摩阻力在桩端处产生的桩端位移,从而建立了层状软土地基中超长桩荷载传递分析理论。该理论可用于计算多层地基中超长桩的桩侧阻力、沉降以及极限承载力,也可用于分析层状地基中超长桩的荷载传递规律。通过工程实例计算与实测对比分析,可知计算得到的荷载-沉降曲线与实测的曲线较为吻合,因此该理论可作为确定桩承载力的依据。该理论可靠、方法简单,且具有较好的适用性。     

后注浆超长灌注桩竖向承载特性载荷试验研究

现场载荷试验是确定单桩竖向承载力常用方法之一,基于现场试桩静载试验和桩身轴力测试试验,分析了后注浆超长灌注桩的竖向极限承载力性状、桩身轴力传递特性及桩侧阻力,桩端阻力发挥特性。研究结果表明:在竖向荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而增量减小,且随荷载的增加而逐渐增大;超长灌注桩表现出摩擦桩特性,荷载-沉降曲线没有明显破坏点,其竖向荷载主要靠侧摩阻力进行传递;桩侧阻力和桩端阻力非同步发挥并且相互影响。根据实测数据对计算单桩承载力的侧摩阻力和桩端阻力的系数进行修正,修正后为类似桩基础工程设计提供技术参考。     

刚-柔性组合桩技术及承载力计算方法研究

刚-柔性组合桩是一种在大直径柔性桩内插入刚性桩共同承受上部荷载的软土地基处理技术。刚-柔性组合桩可以根据软土地基中的软土深度与持力层层顶起伏变化选择合适的桩长组合,以达到提高复合地基承载力目的,同时可有效的控制地基总沉降和差异沉降,可有效降低"桥头跳车"问题的发生。基于对刚-柔性组合桩加固机理分析,提出了一种新的承载力计算方法-改进别列赞夫刚-柔性组合桩桩端极限承载力计算方法,该方法考虑了路堤上覆荷载、桩侧摩阻力在地基内产生附加应力的影响,并参照《建筑桩基技术规范》,合理了考虑桩端持力层阻力、桩侧摩阻力的影响,进一步完善了刚-柔性组合桩单桩极限承载力计算方法。     

成都地区全段嵌岩桩静载试验分析

以成都某超高层建筑桩基础为例,采用现场静载试验,探究了成都地区大直径旋挖灌注嵌岩桩在竖向荷载作用下承载特性及侧阻力发挥情况。测试结果表明:桩身中上部在大荷载下侧阻力发挥更明显,对应轴力递减更剧烈;桩深18.0～25.0 m桩侧阻力未完全发挥,可视为上部荷载绝大部分由0.0～18.0 m桩侧阻力承担,桩端阻力几乎未发挥。中风化泥岩及中风化砂质泥岩侧阻力实测值均达400 kPa,说明该地区岩层的侧阻力取值可相应提高。成都地区嵌岩桩桩侧软岩侧阻力发挥能力远高于其理论计算值,在未来同类工程中,建议采用现场试验结果对比理论计算优化桩身长度,以降低工程造价。     

大直径钻孔灌注桩受力性状试验分析

通过某高层建筑1组预埋有钢筋应力计试桩的静载荷试验,分析在竖向荷载作用下荷载的传递规律和受力特征、桩侧地基土摩阻力与桩端地基土反力共同承担外荷载的相互关系以及它们的发挥过程和分布规律。     

拱理论下的桩土共同作用探讨

成(沉)桩过程中地基土中形成的土拱(壳),在上部竖向荷载作用下的受力性能不同于原土体,其产生的水平力有利于桩侧摩阻力的发挥,但产生的竖向力则对桩而言为负摩阻力,不利于桩的稳定,在桩土共同作用条件下,衡量基础成本的经济技术指标应为基础单位承载力的成本值。     

高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础现场试验研究

为分析高陡横坡段桩柱式桥梁双桩基础承载特性及荷载传递机理,依托湖南省张花(张家界—花垣)高速公路泗溪河一桥#6桩开展了现场试验研究。通过采集施工过程中不同工况条件下桩身应力数据,分析了桩身轴力,桩侧摩阻力以及桩身弯矩分布规律。试验结果表明:试桩桩身所受轴向荷载全部由桩侧摩阻力承担,荷载较小时基本由上部土层承担;坡面以下2~5倍桩径范围内桩土极限摩阻力较小,土层与岩层所提供摩阻力之比随荷载增大而降低;桩顶存在负弯矩,前、后桩与横系梁为受力整体。基于有限杆单元方法建立了双桩结构整体分析模型,并通过反算拟合确定了前、后桩土压力分布规律及大小,计算结果与实测值吻合良好,可为同类工程提供参考。     

小直径超深嵌岩灌注桩侧阻力现场试验研究

主要针对小直径超深嵌岩灌注桩嵌岩段侧阻力进行分析研究。在单桩竖向静载荷试验中,在桩身分层预埋钢筋计和应变计,测读各级荷载作用下桩身内力值,对嵌岩段侧阻力的发挥机制进行分析。结果表明:桩身内力是由上至下逐渐开始发挥的,对于超深的嵌岩桩,桩端阻力发挥比例极小。桩身侧阻力随着荷载的增加不断地变化,上部侧摩阻力先发挥,并且在每级荷载作用下,桩侧摩阻力都有传递。受桩端岩层的影响,嵌岩段靠近桩端部分的侧阻力要高于远离桩端的侧阻力。嵌岩段侧摩阻力分布曲线整体呈双驼峰形,下部峰值高于上部峰值,且在桩顶荷载传递过程中,最大峰值有下移的趋势。     

软土地基格栅式地下连续墙与群桩桥梁基础竖向承载性状对比模型试验研究

在软基上修建高速铁路,其桥梁墩台须采取必要的加固措施,以满足轨道线路对沉降的严格要求,而新型桥梁基础——格栅式地下连续墙（以下简称：格栅式地连墙）为解决这一问题提供了新的技术方案。为分析软土地基高铁格栅式地连墙桥梁基础的承载性状,对采用相近材料用量的3种基础形式（群桩与单室、两室格栅式地连墙）进行了两组对比模型试验,结果表明：相同荷载下,单室与两室格栅式地连墙的沉降量相近,群桩基础的沉降量较大,单室与两室的极限承载力分别为群桩的116.7%与120.4%;群桩侧摩阻力呈“L”形分布,格栅式地连墙外摩阻力呈不对称“M”形分布,其土芯侧摩阻力的发挥主要集中在墙体端部以上约占墙体深度1/4的部位;3种基础形式的承台土反力及侧摩阻力的荷载分担百分比均较小,基础承载特性均表现为摩擦端承墙（桩）;相同荷载下,群桩的单位端阻力大于格栅式地连墙基础,而相同单位端阻力下,群桩的沉降量亦大于格栅式地连墙基础;在软土地基,当不能利用土体共同承担上部荷载时,采用地下连续墙基础替代群桩将会起到提高基础承载力,减少沉降量等的作用。     

深厚新近填土地基中桩基础负摩阻力探讨

探讨新近填土地基中桩基础产生负摩阻力计算方法与中性点的确定原则,同时通过工程实例对桩侧负摩阻力进行验算,说明填土桩侧负摩阻力标准值确定的原则.     

深厚软土地基中桩侧负摩阻力试验及数值分析

深厚软土地基中由于固结沉降产生的桩侧负摩阻力是桩基设计施工中需要考虑的关键问题之一。依托某工程项目,通过现场试验与ABAQUS有限元模拟试验对比研究了深厚软土地基中单桩桩侧负摩阻力的发展规律。研究结果表明,有限元模拟结果与实测结果曲线吻合较好;深厚软土地基中桩基侧摩阻力随着施工的进行而逐渐发挥,在桩身上部产生了负摩阻力且直至施工结束仍然存在。桩侧负摩阻力的发挥与施工时间、土层性质及桩顶沉降密切相关,不同土层中的桩侧负摩阻力随着施工时间先增大后减小,同时随着桩顶沉降的增加呈现出先增大后减小的变化趋势。研究结果可为桩基设计施工提供依据。     

管桩水泥土复合桩荷载传递规律研究

管桩水泥土复合桩是一种新桩型,可用于软土地基处理。为研究其荷载传递规律,采用现场荷载试验、桩身光纤光栅应力测试及数值模拟,分析各级荷载下管桩及水泥土桩身轴力、桩侧摩阻力及桩端阻力分布特征。研究管桩、水泥土有效复合变形协调条件及各自荷载承担比例;给出各段压缩量随桩顶荷载的变化规律;比较该桩型区别于一般管桩的沉降、抗力特点。研究表明:复合桩Q-s曲线呈缓变型;管桩是上部荷载的主要承担者,其工作特性与刚性单桩相似;桩端阻力占桩顶荷载比例较小,复合桩表现出摩擦桩的工作特性;管桩和水泥土侧摩阻力分布规律相似,其比值约为水泥土和管桩外径的比值。