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 Qgn ，并可按下式验算基桩承载力：Nk+ Qgn ≤Ra （5.4.3-2）;3 当土层不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、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 （5.4.3-2）”，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。

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》GB 50007-2011第7.1.1条规定，“桩周软弱土层”指桩周的淤泥、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≤4 Mpa时为高压缩性土；

（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=4 Mpa对应fak=85KPa；表P.0.14规定，淤泥质土压缩模量Es=4 Mpa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=4 Mpa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=4 Mpa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=4 Mpa对应fak=95KPa。

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。

3、如果软弱土层在硬土层（即中、低压缩性土层）下面，下面软弱土层沉降会带动上面硬土层沉降，此时可分以下三种情况考虑：

（1）硬土层较薄时，L0要算到软弱土层底面；

（2）硬土层和其下软弱土层均较厚，当硬土层埋深较小时，L0要算到软弱土层底面，当硬土层埋深较大时，L0可只算到硬土层顶面；

（3）硬土层较厚、软弱土层较薄时，由于厚度较大的硬土层的扩散作用，软弱土层竖向有效应力增加的较小，加上软弱土层较薄，压缩量较小（即沉降量较小），因此，L0可只算到硬土层顶面。

四、对于地下水位下降引起的桩侧负摩阻力，按照桩基规范第5.4.4条第1款计算由土自重引起的桩周第i层土平均竖向有效应力σγi'时，土层重度如何取值？

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qsin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Qgn，Qgn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Qgn的式（5.4.4-3）中第i层土桩侧负摩阻力标准值qsin最大值已经偏于保守地按桩侧极限正摩阻力标准值控制了。

七、摩擦型桩和端承型桩考虑负摩阻力有什么异同？

答：1、相同点:单桩竖向承载力特征值Ra中的侧阻力均只计入中性点以下部分的桩侧正摩阻力，不计入中性点以上部分的桩侧正摩阻力。

2、不同点: 摩擦型桩不需计算中性点以上部分桩侧负摩阻力，基桩承载力按桩基规范第5.4.3条第1款式（5.4.3-1）验算；端承型桩需计算中性点以上部分桩侧负摩阻力，在基桩承载力验算时，考虑桩侧负摩阻力引起的下拉荷载Qgn，按桩基规范第5.4.3条第2款式（5.4.3-2）验算。

八、存在桩侧负摩阻力时，通过静载试验得到的单桩竖向承载力特征值能直接釆用吗？

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＇-1.2 Q。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。

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＇-1.5 Q。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+1.5Q)，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1.5改小，甚至为1.0。

3、 如果静载试验时在桩中性点以上部分涂沥青或设桩套管等措施消除桩侧摩阻力，则可直接采用静载试验得到的单桩竖向承载力特征值Ra＇作为Ra，按桩基规范第5.4.3条验算基桩承载力。当然，考虑到中性点位置可能存在的误差，也可对Ra＇进行适当折减后作为Ra，再按桩基规范第5.4.3条验算基桩承载力。

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？

答：1、对于摩擦型桩：

（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，但静载试验时未考虑中性点以上部分桩侧正摩阻力的影响（不利），即最大加载量为2Ra，那么按照桩基规范第5.4.3条式（5.4.3-1）进行基桩承载力验算时，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），同时静载试验时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，那么按桩基规范第5.4.3条式（5.4.3-1）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5.2.1条第1款中式（5.2.1-2）进行基桩桩顶最大竖向力（标准值）Nkmax作用下的承载力验算，按照第5.2.1条第2款中式（5.2.1-3）、式（5.2.1-4）进行地震作用下桩承载力验算。

2、规范规定的不合理处：由于从桩基规范第5.2.1条、第5.4.3条看，对于存在负摩阻力的端承型基桩承载力验算时，仅基桩平均竖向力（标准值）Nk作用下的承载力验算考虑了负摩阻力的下拉荷载Qgn，基桩桩顶最大竖向力（标准值）Nkmax作用下的承载力验算及地震荷载参与组合时未考虑负摩阻力的下拉荷载Qgn。这种规定似乎不合理，甚至不安全。例如，桩基规范第5.4.3条第2款式（5.4.3-2）为Nk+ Qgn ≤Ra，两边均乘以1.2后为1.2Nk+1.2 Qgn ≤1.2Ra，即（1.2Nk+0.2 Qgn）+ Qgn ≤1.2Ra，当Nkmax≤1.2Nk+0.2 Qgn时，自然能满足Nkmax+ Qgn ≤1.2Ra，但当Nkmax>1.2Nk+0.2 Qgn时，就不能满足Nkmax+ Qgn≤ 1.2Ra，这样就不安全了。当然，如果采用程序计算基桩承载力时，采用Ra（只计入中性点以下部分桩侧正摩阻力和端阻力）扣除Qgn后的差值作为特征值输入计算，是没问题的，因为这样做比桩基规范要求高。但如果人工计算，仅仅在基桩平均竖向力（标准值）Nk作用下的承载力验算考虑负摩阻力的下拉荷载Qgn，可能不安全。特别是在较大的偏心荷载作用下，基桩桩顶最大竖向力（标准值）Nkmax>1.2Nk+0.2 Qgn时，务必按照Nkmax+ Qgn≤ 1.2Ra复核基桩承载力。

十一、桩侧负摩阻力除按桩基规范计算外，还应注意什么问题？

答：作为设计，桩侧负摩阻力的计算应该按照桩基规范执行，但作为一个设计人员还应该清楚规范规定的不足之处：

1、 桩基规范桩侧负摩阻力的计算方法无法得到中性点处负摩阻力为0的结论。桩侧负摩阻力的计算方法有很多种，主要有经验公式、室内外土工试验资料、理论公式、有限单元法等，以及相互结合计算的方法。这些方法都是近似和经验性的，对有些场地，不同的计算方法差别很大，在工程计算中存在一定的适用性和局限性。桩基规范采用的是“有效应力法”，属于理论计算公式中的一种，但中性点位置的确定带有经验性的。桩基规范编制者认为“以负摩阻力有效应力法计算较接近于实际”（见桩基规范第5.4.4条条文说明）。按“有效应力法”计算桩侧负摩阻力沿桩深度的分布是越往下越大，到中性点处达到最大值，但实际上桩侧负摩阻力沿桩深度的分布是在中性点以上某一位置达到最大值，然后往下逐渐减小，到中性点处为0。桩侧负摩阻力沿桩深度的分布影响因素较多，其中有两个主要因素：一个是桩侧土竖向有效应力的大小，另一个是桩侧土剪切应变量（桩土相对位移量）的大小。桩侧摩阻力无论是正摩阻力还是负摩阻力，在相同竖向有效应力时，在一定的桩土相对位移量范围内，桩土相对位移量越大，桩侧阻力越大。从上到下，桩侧土竖向有效应力越来越大，从这方面说，桩侧摩阻力应该越来越大；从上到下，桩土相对位移量越来越小，从这方面说，桩侧摩阻力应该越来越小。最后桩侧摩阻力沿桩深度的分布是上述两方面共同作用的结果。对于负摩阻力，桩顶端由于竖向有效应力最小（没有地面堆载时为0），桩侧负摩阻力也就最小（或为0）；中性点处由于桩土相对位移量为0，桩侧负摩阻也就为0。因此，负摩阻力在中性点以上某处达到最大值后开始减小，到中性点位置为0。而桩基规范计算方法未考虑桩土相对位移量，无法得到中性点处负摩阻力为0的结论，反而在中性点位置桩侧负摩阻力达到最大值。从这个意义上说，桩基规范的桩侧负摩阻力计算方法偏于保守。

2、 桩基规范桩侧负摩阻力的计算方法大多情况下偏于保守，但有时偏于不安全。

（1） 当桩周软弱土层很深时，桩周软弱土层下限深度L0很大，计算出的桩侧负摩阻力也很大，且在中性点处达到最大值，但实际上中性点处桩侧负摩阻力应该为0。另外，由于土体的扩散作用，深层软弱土层竖向有效应力增加的很少，沉降量也很小，桩侧负摩阻力也很小，桩周软弱土层下限深度L0实际上可适当减小。因此，当桩周软弱土层很深时，按桩基规范计算出的桩侧负摩阻力偏于保守。

当桩周为中压缩性土，但土的压缩系数值a1-2接近高压缩性土时，也存在较大的桩侧负摩阻力，这时不考虑桩侧负摩阻力实际上偏于不安全。此时虽然按桩基规范不需计算桩侧负摩阻力，但设计仍宜适当考虑负摩阻力的不利影响。