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桩侧负摩阻力相关问题答疑(值得学习)
力标准值”是指极限摩阻力标准值.可以这样理解:负摩阻力为
不利荷载,应偏于安全地采用最大值(极限值).
六、验算桩基沉降和桩身承载力时,应计入负摩阻力产生的
下拉荷载
Q
Q,n
n
g
g
需乘以荷载分项系数吗?
答:不需要.因为桩基规范第 5.4.4 条第 2 款用来计算下拉
荷载
Qn g
的式(5.4.4-3)中第
i
答:以地下水位下降后的水位为准,水位以上部分取天然重
度,水位以下取浮重度.
五、桩基规范第 5.4.4 条第 1 款规定,当计算出的第 i 层土
桩侧负摩阻力标准值
qn si
大于正摩阻力标准值时,取正摩阻力标
准值进行设计,这里的“正摩阻力标准值”是指极限摩阻力标准
值,还是特征值?
答:桩基规范第 5.4.4 条条文说明中已明确这里的“正摩阻
和沉降的影响;当缺乏可参照的工程经验时,可按下列规定验
算.1 对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零,并可
按下式验算基桩承载力:Nk≤Ra(5.4.3-1);2 对于端承型基桩
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
Q
,n
g
并可按下式验算基桩承载力:Nk+Qgn≤Ra(5.4.3-2);3 当土层不
所有软弱土层均沉降,因此,L0 为桩周填土及其下所有软弱土层厚 度之和,而不仅仅是填土本身厚度.
(2)地面堆载导致桩周所有软弱层压缩,即桩周所有软弱土 层均沉降,因此,L0 为桩周所有软弱土层厚度之和,而不仅仅是直 接支承堆载的软弱层(最上层)的厚度.
(3)地下水位下降,造成水位下降部分的土体竖向有效应力 (自重应力)增加,其下软弱土层的竖向有效应力也相应增加,引 起水位下降部分的土体及其下软弱层均压缩,从而导致桩周所有 软弱土层均沉降,因此,L0 为桩周所有软弱土层厚度之和,而不仅 仅是原来水位所在土层及水位下降后所在土层厚度之和.
2、我们遇到较多的是新近填土(包括杂填土)、地面堆载 和地下水位下降,下面分析这三种情况:
(1)新近填土(包括杂填土)由于填土时间较短,不仅本身 自重固结未完成,在桩工作期间会继续固结(压缩),而且其下的 软弱土层在上部填土重力作用下的压缩也未完成(软弱土层沉降 稳定需要很长时间),在桩工作期间也会继续压缩,也就是说桩周
(3)根据地基承载力特征值 fak 判别:按照湖北省地方标准 《岩土工程勘察工作规程》DB42/169-2003 附录 P,表 P.0.12 规 定,一般粘性土压缩模量 Es=4Mpa 对应 fak=85KPa;表 P.0.14 规 定,淤泥质土压缩模量 Es=4Mpa 对应 fak=80KPa;表 P.0.24 规定, 素填土为堆积时间超过 10 年的粘土或超过 5 年的粉土时,压缩模 量 Es=4Mpa 对应 fak=90KPa;表 P.0.25 规定,素填土为堆积时间 超过 10 年的粘土、粉土组成,且砖渣、碎石在 30%以下时,压缩 模量 Es=4Mpa 对应 fak=110KPa;表 P.0.26 规定,杂填土为堆积时 间超过 10 年的建筑垃圾和土组成时,压缩模量 Es=4Mpa 对应 fak=95KPa.
桩侧负摩阻力相关问题答疑(值得学习)
一、哪些情况下需计算基桩桩侧负摩阻力?
答:按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008(以下简称桩基
规范)第 5.4.2 条规定执行:符合下列条件之一的桩基,当桩周
土层产生的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承载力时应计入
桩侧负摩阻力:
1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化
2、第 2 款:“除应满足上式要求外,尚”是多余的话,应删 去,第 2 款应改为:“2 对于端承型基桩应考虑负摩阻力引起基桩 的下拉荷载 Qgn,并可按下式验算基桩承载力:Nk+Qgn≤Ra(5.4.32)”,因为满足式(5.4.3-2)时,必然满足式(5.4.3-1).
3、第 3 款:“土层不均匀”时会引起较大的不均匀沉降; “建筑物对不均匀沉降较敏感”时,不均匀沉降将在上部结构中 引起较大的附加内力,此时即使土层均匀,也需“将负摩阻力引起 的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降”,因为“土层均匀”不 代表各个基础沉降相同,也就是说“土层均匀”不代表没有不均 匀沉降.
泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层.因此,“桩 周软弱土层”是指“高压缩性土”.高压缩性土判别方法如下:
(1)根据压缩系数 a1-2 判别:地基规范第 4.2.6 条规定,土 的压缩系数值 a1-2≥0.5MPa-1 时为高压缩性土;
(2)根据压缩模量 Es 判别:《北京地区建筑地基基础勘察 设计规范》DBJ11-501-2009(2016 年版)第 4.0.8 条第 6 款规 定,压缩模量 Es≤4Mpa 时为高压缩性土;
均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻力引起的下
拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降.注:本条中基桩的竖向承载
力特征值 Ra 只计中性点以下部分侧阻值及端阻值.
1、第 1 款:“可取桩身计算中性点以上侧阻力为零”可理 解为桩身计算中性点以上的正摩阻力和负摩阻力均不需考虑;也 可理解为桩身计算中性点以上的负摩阻力不需考虑,因为“注” 中已经规定“本条中基桩的竖向承载力特征值 Ra 只计中性点以下 部分侧阻值”,也就是说不计入桩身计算中性点以上正摩阻力.
2、如果 Q 按桩基规范第 5.2.2 条式(5.2.2)、第 5.3.6 条 式(5.3.6)计算确定,则由于中性点位置可能存在误差,加上按 桩基规范第 5.2.2 条式(5.2.2)、第 5.3.6 条式(5.3.6)计算 中性点以上的桩侧正摩阻力 Q 时,采用的桩极限侧摩阻力标准值 qsK 与桩工作时实际的极限侧摩阻力标准值可能也不一样,双重误 差更大,因此,建议取 Ra=Ra'-1.5Q.反过来,如果设计要求的单桩
土层进入相对较硬土层时;
2 桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷
载,或地面大面积堆载(包括填土)时;
3 由于降低地下水位,使桩周土有效应力增大,并产生显著压
缩沉降时.
二、如何正确理解桩基规范第 5.4.3 条规定?
答:桩基规范第 5.4.3 条规定如下:桩周土沉降可能引起桩
侧负摩阻力时,应根据工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力
答:由于桩静载试验时间短,桩周软弱土层相对于桩的沉降 来不及完成,对桩不产生负摩阻力.不仅如此,由于桩静载试验时, 桩相对于周边土层有向下的沉降,土层对桩产生正摩阻力.因此, 在釆用桩基规范第 5.4.3 条验算基桩承载力时,公式中的 Ra 不能 直接采用静载试验得到的单桩竖向承载力特征值 Ra',而应采用 Ra'扣除静载试验时中性点以上的桩侧正摩阻力特征值 Q 后的 Ra. 准确的 Q 是无法确定的,因为桩工作时实际中性点位置无从得知, 只能采用桩基规范第 5.4.4 条第 3 款计算的理论值,与桩工作时 实际中性点位置可能不一致.
1、如果在静载试验时,通过在桩身中预埋测量元器件(应变 计)来测定 Q,由于中性点位置可能存在误差,因此,建议偏于安全 地取 Ra=Ra'-1.2Q.反过来,如果设计要求的单桩竖向承载力特征 值为 Rα(只计入中性点以下的桩侧正摩阻力和端阻力),则静载试 验的加载量不应小于 2(Ra+1.2Q),设计人员务必在施工图中注明 这一要求,否则静载试验时检测人员会取加载量为 2Ra.当然,设计 人员如果有经验和把握,也可将系数 1.2 改小,甚至为 1.0.
进行基桩承载力验算时,将具有双重不利因素,采用的 Ra 比基桩实 际具有的承载力大的更多,更不安全.
2、对于端承型桩: (1)如果设计考虑了负摩阻力,即单桩竖向承载力特征值 Ra 中的侧阻力只计入中性点以下部分桩侧正摩阻力,且按桩基规范 第 5.4.3 条式(5.4.3-2)进行基桩承载力验算,考虑中性点以上 部分的桩侧负摩阻力引起的下拉荷载 Qgn,但静载试验时未考虑中 性点以上部分的桩侧正摩阻力的影响(不利),即最大加载量为 2Ra,那么验算采用的 Ra 比基桩实际具有的承载力大,不安全; (2)如果设计没有考虑负摩阻力,即单桩竖向承载力特征值 Ra 中的侧阻力计入整个桩长的桩侧正摩阻力(不利),按桩基规 范第 5.4.3 条式(5.4.3-2)进行基桩承载力验算时,未考虑中性 点以上部分的桩侧负摩阻力引起的下拉荷载 Qgn(不利),静载试 验又未考虑中性点以上部分的桩侧正摩阻力的影响(不利),即 最大加载量为 2Ra,将具有三重不利因素,很不安全. 十、桩基规范第 5.4.3 条与第 5.2.1 条是什么关系? 答:1、规范规定:对于存在桩侧负摩阻力的基桩,桩基规范 第 5.2.1 条第 1 款中式(5.2.1-1)应采用第 5.4.3 条第 1 款 (摩擦型桩)的式(5.4.3-1)和第 2 款(端承型桩)的式 (5.4.3-2)进行替换.首先,计算单桩竖向承载力特征值 Ra 时,只 计入中性点以下部分桩侧正摩阻力和端阻力,不计入中性点以上 部分桩侧正摩阻力,然后按桩基规范第 5.4.3 条第 1 款(摩擦型 桩)的式(5.4.3-1)和第 2 款(端承型桩)的式(5.4.3-2)进 行基桩平均竖向力(标准值)Nk 作用下的承载力验算,按照第
三、桩基规范第 5.4.4 条第 3 款“注:1”规定 L0 为桩周软 弱土层下限深度,请问:1、“桩周软弱土层”具体如何判别? 2、如果桩周软弱土层有很多层,“桩周软弱土层”包括所有软弱 土层吗?3、如果软弱土层在硬土层(即中、低压缩性土层)下 面,L0 要算到软弱土层底面吗?
答:1、桩基规范第 5.4.4 条第 3 款中桩周软弱土层下限深 度 L0 的确定非常重要,因为其影响中性点位置(中性点深度 Ln), 即影响桩侧负摩阻力的大小.按照《建筑地基基础设计规范》 GB50007-2011 第 7.1.1 条规定,“桩周软弱土层”指桩周的淤
九、如果桩侧存在负摩阻力,但静载试验时未考虑负摩阻力 影响(即最大加载量取设计要求的单桩竖向承载力特征值 Ra 的 2 倍),误差多大?