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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6.5 竖向荷载作用下群桩的工作性状,一、群桩的荷载传递特征,端承型群桩,受力特点：承台传递到各桩顶的荷载，根本由桩身直接传递到桩端。,基桩(桩群中的单桩)与(独立)单桩相近，桩与桩的相互作用、承台与土的相互作用，都可忽略不计，端承型群桩的承载力为各单桩承载力之和。,2、摩擦型群桩根底,群桩效应的概念,摩擦型群桩的受力特点：大局部桩顶荷载通过桩侧阻力传递到桩侧和桩端土层中，少局部由桩端承受。,承台底也产生一定反力，使得承台底土、桩间土、桩端土都参与工作，形成承台、桩、土共同工作。,群桩中基桩的工作性状明显不同于(独立)单桩，群桩承载力不等于各单桩承载力之和，群桩的沉降也明显地超过单桩，这称之为群桩效应。,摩擦型群桩桩端平面的压力分布图,影响群桩效应的因素,群桩自身的几何特征：承台的设置方式,(,高、低承台,),、桩间距,S,a,、桩长,l,及桩长与承台宽度比,l,/,B,c,、桩的排列形式、桩数；,桩侧及桩端的土性及其分布、成桩工艺。,桩侧阻力的群桩效应及群桩侧阻的破坏,桩侧阻力的群桩效应：桩间土竖向位移受相邻桩影响而增大，桩土相对位移随之减小，在相同沉降条件,下，群桩侧阻力发挥值小于单桩。,群桩侧阻的破坏型式：,整体破坏；,非整体破坏,群桩侧阻力的破坏模式,端阻力的群桩效应及桩端阻的破坏,端阻力的群桩效应：由于邻桩的桩侧剪应力在桩端平面上重叠，导致桩端平面的主应力差减小，以及桩端土的侧向变形受到邻桩逆向变形的制约而减小，使得桩端阻力随桩距减小而增大。,影响端阻力的群桩效应的因素：,桩距：桩端阻力随桩距减小而增大,成桩工艺：非饱和土与非粘性土中的挤土桩，其群桩端阻力因挤土效应而提高，提高幅度随桩距增大而减小。,群桩端阻的破坏模式：,整体,剪切,破坏：在群桩侧阻呈整体破坏的情况,下，桩端演变成底面积与桩群投影面积相等的单独实体墩基。由于基底面积大，埋深大，一般不发生整体剪切破坏。当桩很短且持力层为密实土层时才可能出现整体剪切破坏。,整体失稳破坏：当存在软弱下卧层时，有可能由于软卧层产生侧向挤出而引起群桩整体失稳。,单桩破坏：当群桩侧阻呈单独破坏时，各桩端阻的破坏与单桩相似，但因桩侧剪应力的重叠效应、相邻桩桩端土逆向变形的制约效应和承台的增强效因而使破坏承载力提高。,群桩端阻的破坏模式,承台土反力及承台分担荷载的计算,承台土反力变化的一般规律：,承台底土的压缩性愈低、强度愈高，承台土反力愈大；,桩距愈大，承台土反力愈大；承台外区土反力大于承台内区土反力；,承台土反力随着荷载水平提高，桩端贯入变形增大，桩、土界面出现滑移而提高；,桩越短，桩长与承台宽度比,l,/,B,c,越小，桩侧阻力发挥值越低，承台土反力相应提高。,承台土反力群桩效应系数,承台土反力群桩效应系数的定义,当承台下存在高压缩性软弱土或,Bc,/,l,0.2,时取,Bc,/,l,0.2；,当,Bc,/,l,1,时取,Bc,/,l,1.,承台内、外区土阻力群桩效应系数,侧阻和端阻群桩效应系数,二、群桩的沉降特性,打入群桩,对于土质均匀的粘性土中的桩，桩端地基整体压缩变形占群桩沉降的比率随土性质变硬而增大；反之，桩间土压缩变形比率那么随土性质变硬而减小。,对于砂土中的桩，在同样桩间距的情况下，其地基整体压缩变形比率大于硬粘土中群桩的相应比率。,随着桩间距的增加，地基整体压缩变形占群桩沉降的比率趋于减小。,随着荷载水平的增大，地基整体压缩变形占群桩沉降的比率趋于减小。,钻孔群桩与打人群桩的沉降特性比照,在小荷载情况下群桩沉降变形性状不同。打入群桩的沉降以地基整体压缩变形为主，而钻孔群桩的沉降那么以桩间土压缩变形为主。,在大荷载情况下群桩沉降变形性状不同。打入群桩以桩间土压缩变形为主，而钻孔群桩那么以地基整体压缩变形为主。,在高承台条件下地基整体压缩变形比率随荷载变化的趋势有所不同。对打人群桩，遵循地基整体压缩变形比率随荷载增加而减小的总趋势；对钻孔群桩，在QQUK50的范围内，该比例随荷载的增大而增大；在QQUK50后，该比例随荷载的增大而呈现减小趋势。,6.6 群桩的竖向承载力计算,群桩的整体竖向承载力计算,单桩承载力的简单累加法,计算公式,P,u,=,nQ,u,P,u,群桩的极限承载力；,Q,u,单桩的极限承载力；,n,桩数。,使用条件,端承群桩；,桩数小于,3,的群桩。,以土强度为参数的极限平衡理论法,侧阻呈整体桩、土破坏模式,算法一：群桩极限承载力为实体深根底总侧阻与总端阻之和。如(1)式。,算法二：假定实体深根底外围侧阻传递的荷载扩散分布于基底。如(2)式。,取上述两种计算模式的较小值。,侧阻呈桩土非整体破坏模式,假设忽略群桩效应和承台分担的荷载，那么极限承载力,分项承载效应系数法,根据极限状态设计法，桩基中复合桩基的承载力设计值,二、群桩软弱下卧层的承载力验算,1、,软弱下卧层对桩基破坏形式的影响,较薄的持力层因冲剪破坏而使桩基整体失稳；,因软卧层的变形而使桩基沉降过大。,整体冲切破坏的验算,产生整体冲切破坏的条件：,桩距较小,(,S,a,6,d,),；,桩端硬持力层与软弱下卧层的压缩性相差较大,(,E,S1,/,E,S2,3),；,各基桩桩端冲剪锥体扩散线在持力层中相交重迭；,桩端持力层为砂、砾层的挤土型低承台群桩，桩距虽较大,(,S,a,6,d,),，由于成桩挤密效应和承台效应，导致桩端持力层的刚度提高和桩土整体性加强。,群桩整体冲切破坏时软弱下卧层承载力的验算,桩端持力层压力扩散角,各基桩单独冲切破坏的验算,基桩单独冲切破坏产生的条件：,桩距较大(Sa6a)；,持力层厚度t(Sa-De)cot/2；,单桩根底。,基桩单独冲切破坏的验算公式：,三、单桩承载力的校核,6.7 群桩的沉降计算,一、按实体深根底法计算群桩沉降,根本假定,桩基如同天然地基上的实体深根底一样工作，按浅根底沉降计算方法(布辛奈斯克解)进行估算；,不考虑桩端土压缩变形对沉降的影响；,实体深根底底面与桩端平齐；,可以考虑或不考虑群桩外围剪应力的扩散作用。,计算方法,对于成层地基，按假想实体深根底计算的沉降量为,计算公式中各变量的含义：,二、按盖德斯Geddes应力解的方法计算群桩沉降,根本假定,桩端阻力简化为一集中荷载；,桩侧摩阻力沿深度呈三角形分布或矩形分布。,群桩桩顶沉降的计算,假设不考虑承台底土分担的荷载，那么任意桩桩顶沉降,单位荷载作用下桩顶位移的计算,三、按等效作用分层总和法计算群桩沉降,计算方法,以不考虑剪应力扩散作用的实体深根底为计算模式,将假想实体深根底的基底附加应力进行修正；,然后按一般分层总和法计算群桩沉降。,计算公式,3、修正系数的计算,本卷须知,压缩层厚度取至附加应力为20土自重应力深度处；,忽略桩基自重产生的附加应力；,桩端平面的附加应力取承台底面的附加应力；,不规那么桩等效桩距比与短边布桩数的计算,
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