負摩阻力的分析論文
一、負摩阻力的成因
樁周土的沉降大于樁體的沉降!樁土的相對位移(或者相對位移趨勢)是形成摩擦力的原因,樁基礎中,如果土給樁體提供向上的摩擦力就稱(chēng)為正摩阻力;反之,則為負摩阻力。
地基土沉降過(guò)大,樁和土相對位移過(guò)大地基土將對樁產(chǎn)生向下的摩擦力拉力,使原來(lái)穩定的地基變得不穩定,實(shí)際荷載可能超過(guò)原來(lái)建議的地基承載力。
一般可能由以下原因或組合造成:未固結的新近回填土地基;地面超載;打樁后孔隙水壓力消散引起的固結沉降;地下水位降低,有效應力增加引起土層下沉;非飽和填土因浸水而濕陷;可壓縮性土經(jīng)受持續荷載,引起地基土沉降;地震液化。
二、地基設計為什么要考慮負摩阻力
樁周負摩阻力非但不能為承擔上部荷載作出貢獻,反而要產(chǎn)生作用于樁側的下拉力。而造成樁端地基的屈服或破壞、樁身破壞、結構物不均勻沉降等影響。因此,考慮樁側負摩阻力對樁基礎的作用是樁基礎設計必不可少的問(wèn)題之一。
三、如何在現場(chǎng)測試和估算負摩阻力
在樁體安裝應變計這是目前測單樁負摩阻力問(wèn)題的最常用的方法。80年代,有工程運用瑞士生產(chǎn)的滑動(dòng)側微計(SlidingMicrometer---ISETH)來(lái)測定。
普遍的方法都是測定樁體軸力,從而推算樁側摩阻力。
四、影響負摩阻力大小的主要因素
樁周土的特性當然是首當其沖的,其次樁端土特性也不可忽視(因為其之間影響著(zhù)中性點(diǎn)的位置問(wèn)題)、樁體的形狀、樁土模量比等都有影響。
五、負摩阻力的防治措施
打樁前,先預壓地基土,從根本上消除負摩阻力的產(chǎn)生;在產(chǎn)生負摩阻的'樁段安裝套筒或者把樁身與周?chē)馏w隔離,這種方法會(huì )使施工難度加大;在樁身涂滑動(dòng)薄膜[如涂瀝青],目前這種方法應用比較普遍,效果也不錯;通過(guò)降低樁上部荷載,儲備一定承載力;在地基和上部結構允許有相對較大沉降的情況下,采用摩擦樁;采用一定的裝置消除負摩阻力。
下面介紹一種消除負摩阻力的裝置:它由設置在樁體外周的卸荷套及卸荷套與樁體之間的潤滑隔離層構成。卸荷套使樁體與周?chē)翆油耆糸_(kāi)并由樁體帶動(dòng)在打樁時(shí)與之同步下沉,而當樁周土層沉陷時(shí),卸荷套依靠隔離層內潤滑材料的作用,可隨土層相對樁體自由下沉而不將下拽力傳給樁體,從而有效地消除了負摩阻力的作用?蓮V泛用于各種軟基地層擬用樁基礎的工程中。
六、負摩阻力的群樁效應[研究大多數是單樁,實(shí)踐中基本是群樁
這個(gè)跟我們的研究方法有關(guān)系,目前我們的現場(chǎng)實(shí)踐方面的研究方法都是針對單一樁體的。另外,群樁方面的研究,運用數值分析方法也有不少研究。群樁的現場(chǎng)研究很值得期待呀。
七、端承樁產(chǎn)生負摩阻的可能性大于摩擦樁
。1)對于摩擦型樁基,當出現負摩阻力對基樁施加下拉荷載時(shí),由于持力層壓縮性較大,隨之引起沉降。樁基沉降一出現,土對樁的相對位移便減小,負摩阻力便降低,直至轉化為零。
。2)對于端承型樁基,由于其樁端持力層較硬,受負摩阻力引起下拉荷載后不致產(chǎn)生沉降或沉降量較小,此時(shí)負摩阻力將長(cháng)期作用于樁身中性點(diǎn)以上側表面。因為端承型樁,樁身基本不動(dòng),只要地基沉降,基本都是相對位移。
八、負摩阻力的計算方法
負摩阻力大小的確定關(guān)鍵在于上面提到的確定中性面,這個(gè)定了,計算按模型假設和常規的側阻力計算一樣。給大家把經(jīng)常用的方法介紹一下,個(gè)人認為比較全面系統的,國內規范一般只提有效應力法(2)。
。1)總應力法;
。2)有效應力法,詳見(jiàn)《建筑樁基技術(shù)規范》JGJ94-94;
。3)原位測試結果法[靜探法、標貫法]工程地質(zhì)手冊中有說(shuō)明;
。4)高應變動(dòng)力樁檢測;
《建筑樁基技術(shù)規范》JGJ94-94中規定,對可能出現負摩阻力的樁基,宜按下列原則設計:
。1)對于填土建筑場(chǎng)地,先填土并保證填土的密實(shí)度,待填土地面沉降基本穩定后成樁;
。2)對于地面大面積堆載的建筑物,采取預壓等處理措施,減少堆載引起的地面沉降;
。3)對位于中性點(diǎn)以上的樁身進(jìn)行處理,以減少負摩阻力;
中性點(diǎn)在樁身某一深度處的樁土位移量相等,該處稱(chēng)為中性點(diǎn)。中性點(diǎn)是正、負摩阻力的分界點(diǎn)。
。4)對于自重濕陷性黃土地基,采用強夯、擠密土樁等,先行處理,消除上部或全部土層的自重濕陷性;
。5)采用其他有效合理的措施。
綜上所述,地基問(wèn)題是很復雜的,而理論研究往往又與工程實(shí)踐相距甚遠。所以要依據理論,但不要完全依賴(lài)于理論,對具體工程作具體分析。例如上面提到的負摩阻力的產(chǎn)生,從理論上來(lái)說(shuō)是對的,但要在工程實(shí)踐中具體介定卻很困難,估算可以作為參考,但不要作為定論。又如采用隔離的方法,故然可以避開(kāi)負摩阻力,但有用的正摩阻力也被“避開(kāi)”了。如果采用套筒,樁周又失去了側限,反而不利。
生產(chǎn)實(shí)踐中會(huì )遇到很多預料不到的問(wèn)題,并不是想象的那么容易。負摩阻力樁的樁土相互作用十分復雜。盡管?chē)鴥韧鈱@個(gè)問(wèn)題的研究持續了約七十年,但許多問(wèn)題還有待進(jìn)一步的研究。
參考文獻:
[1]《建筑樁基技術(shù)規范》JGJ94-94.P14.3.4.7.P238.5.2.15.
[論文關(guān)鍵詞]負摩阻力中性點(diǎn)成因影響因素防治措施計算方法
[論文摘要]負摩阻力問(wèn)題嚴重影響著(zhù)建筑物的安全,樁的負摩阻力的大小受多種因素的影響,故其準確數值很難計算。介紹和闡述樁側負摩阻力產(chǎn)生的條件和機理,樁側負摩阻力的計算方法,中性點(diǎn)的確定,防治和減少樁側負摩阻力的方法。
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