管桩负压原因主要是指管桩(通常是桩基础)周围土体因某种原因发生下沉,其沉降变形大于桩身的沉降变形,导致在桩侧表面的全部或一部分面积上出现向下作用的摩阻力,这种摩阻力即为负摩阻力。产生负摩阻力的原因主要包括以下几点:
1. 地面堆载:在桩基础附近地面有大面积堆载,引起地面沉降,进而对桩产生负摩阻力。例如,对于桥头路堤高填土的桥台桩基础,或地坪大面积堆放重物的车间、仓库建筑的桩基础,都需要特别注意负摩阻力问题。
2. 地下水位变化:土层中抽取地下水或其他原因导致地下水位下降,使得土层产生自重固结下沉,从而产生负摩阻力。
3. 土层固结下沉:桩穿过欠固结土层(如填土)进入硬持力层时,土层会因自重而产生固结下沉,这也是产生负摩阻力的一个重要原因。
4. 群桩效应:在桩数很多、密集打桩的情况下,桩周土中会产生很大的超孔隙水压力。打桩停止后,桩周土的再固结作用会引起下沉,进而产生负摩阻力。
5. 特殊土质变化:在黄土、冻土等地区,由于黄土湿陷或冻土融化,会导致地面下沉,从而产生负摩阻力。
负摩阻力对桩的影响是显著的,它不仅不能成为桩承载力的一部分,反而会成为施加在桩上的外荷载。对于入土深度相同的桩来说,若发生负摩阻力,桩的外荷载会增大,桩的承载力会相对降低,桩基沉降也会加大。在确定桩的承载力和进行桩基设计时,应充分考虑负摩阻力的影响。