要通俗理解 “负摩阻力”“下拉荷载”“中性点” 以及《建筑桩基规范》对它们的要求,核心是先跳出 “桩只受往下压的力” 的固有认知 —— 其实桩有时会被 “往上拽”,这三个概念全是围绕 “桩被拽” 的现象展开的,最后再看规范怎么防这种 “拽力” 出问题。
第一步:桩不只是 “被压”,还可能 “被拽”
平时我们以为,房子重量压在桩上,桩只受 “往下的压力”(正摩阻力的场景)。
但如果桩周围的泥土比桩沉得更快(比如泥土被压实、抽水导致地下水位下降),泥土就会 “往下拽着桩的侧面”
这种 “拽桩的力” 就是负摩阻力。
用个生活类比:
你站在电梯里,电梯突然快速下降(相当于桩周围的泥土快速下沉),你会感觉身体被 “往下拽”(相当于泥土拽桩),这种 “拽你的力” 就是负摩阻力的本质
桩周围的土下沉速度>桩的下沉速度,土对桩产生向下的摩擦力(正摩阻力是土对桩产生向上的摩擦力,刚好相反)。
第二步: 负摩阻力、下拉荷载、中性点
这三个概念是 “因果 + 分界” 的关系,我们按逻辑串起来:
1. 负摩阻力(原因):土拽桩的 “单个力”
定义:桩侧土因自重固结、抽水、堆载等原因发生下沉,且土的下沉速度大于桩的下沉速度时,土对桩侧面产生的向下的摩擦力(“负” 是相对于 “向上的正摩阻力” 而言,方向相反)。
比如:在填土地基里打桩,填土后期会慢慢被压实(下沉),这时候填土就会往下拽桩的侧面,产生负摩阻力。
2. 下拉荷载(结果):所有负摩阻力的 “总和”
定义:一根桩上,所有桩侧土产生的负摩阻力加起来,形成一个 “往下拽桩的总力”,就是下拉荷载(也叫 “负摩阻力荷载”)。
类比:你胳膊上有 10 个人往下拽你,每个人拽的力是 “负摩阻力”,10 个人的力加起来就是 “下拉荷载”。
影响:下拉荷载会让桩 “额外受力”
原本桩只扛房子的压力,现在还要扛 “往下拽的力”,相当于桩的 “总负担” 变重了,可能导致桩被压断或房子下沉过多。
3. 中性点(分界):负摩阻力和正摩阻力的 “零力点”
定义:桩身上有一个特殊的点,在这个点以上,土的下沉速度>桩的下沉速度(土拽桩,产生负摩阻力);
在这个点以下,土的下沉速度<桩的下沉速度(桩往下压土,土对桩产生向上的正摩阻力);
而在这个点上,土和桩的下沉速度相等,摩擦力为 0—— 这个 “零摩擦力点” 就是中性点。
类比:一根绳子从中间对折,上面一段被往下拽(负摩阻力段),下面一段被往上拉(正摩阻力段),中间对折的那个点就是 “中性点”,既不受拽也不受拉。
关键:中性点是桩身上 “负摩阻力消失、正摩阻力开始” 的分界点,它的位置决定了 “负摩阻力在桩上的作用长度”(中性点以上才是负摩阻力段)。
第三步: 从 “力的产生” 到 “力的分布”
简单说就是:桩侧土下沉→产生负摩阻力(单个力)→多个负摩阻力叠加形成下拉荷载(总力)→桩身上因土与桩的下沉速度差变化,出现中性点(分界负 / 正摩阻力)。
用流程图更直观:
土下沉速度>桩下沉速度 → 桩侧产生负摩阻力 → 负摩阻力叠加 → 形成下拉荷载 (桩身上部:负摩阻力段)→ 中性点(摩擦力 = 0)→(桩身下部:正摩阻力段)
第四步:《建筑桩基规范》核心是 “防桩被拽坏”
规范的逻辑很明确:负摩阻力和下拉荷载会给桩 “加负担”,必须提前算清楚、采取措施,避免桩受力超标。
核心要求可以总结为 3 点:
1. 先判断:什么时候要考虑负摩阻力?—— 不是所有情况都算
规范明确了 “必须考虑负摩阻力” 的场景(相当于 “哪些情况土会拽桩”)
- 桩穿越填土层、松散砂土层、欠固结土层(这些土后期会下沉);
- 地基发生大面积堆载(堆土、堆材料会压得下面的土下沉);
- 地下水位大幅度下降(水少了,土会被压实下沉);
- 桩周围有软弱土固结(比如淤泥慢慢变硬,体积缩小下沉)。
反过来,如果桩周围是已经 “沉稳” 的硬土(比如老黏土、风化岩),土不会再下沉,就不用考虑负摩阻力。
2. 再计算:负摩阻力和下拉荷载有多大?
规范给了具体的计算方法(比如根据土的种类、密实度算 “单位负摩阻力”,再乘以桩的侧面积得到总下拉荷载),核心是让工程师算出 “桩到底被拽了多大的力”,避免漏算导致桩不够结实。
比如:填土层的单位负摩阻力算出来是 10kPa,桩的直径 1 米、负摩阻力段长度 5 米,就能算出这段桩的负摩阻力总和(下拉荷载的一部分)。
3. 最后应对:怎么减少 “拽力” 的影响?
给桩 “穿外套”:在桩的负摩阻力段(中性点以上)包一层光滑的材料(比如塑料套管),让土和桩之间摩擦力变小,土拽不动桩;
先让土 “沉够” 再打桩:比如先把填土压实、让软弱土提前固结,等土不再下沉了再打桩,从根源上避免土拽桩;
加强桩的强度:如果负摩阻力没法避免,就把桩做粗、用更结实的钢筋混凝土,让桩能扛住 “拽力 + 压力” 的总负担。
当桩周围的土比桩沉得快时,土会产生负摩阻力(往下拽桩的单个力),这些力加起来就是下拉荷载(总拽力),而桩身上 “不拽也不拉” 的分界点是中性点。
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