基本介紹
- 中文名：群樁效應
- 外文名：Group Piles effects
- 因素：群樁自身的幾何特徵
- 學科：土木工程
- 表現：群樁側阻力、端阻力、破壞模式等
- 套用：工程建設中
基本信息,影響因素,具體表現,相關名詞,
基本信息
樁效應是多根樁受力後通過樁周土體而相互作用引起的與單樁承載力與變形性狀相異的效果。除端承樁基由於樁端面積較小且土（岩）較硬而使各樁引起的應力疊加作用較小以外，甚至在諸如群樁承壓、受水平力及抗拔時均存在群樁效應問題。
群樁效應主要是由於各樁所引起的地基應力的疊加造成的。端承樁樁與樁的相互作用效應很小，可忽略不計。摩擦型樁群樁導致應力分布的範圍及強度均較大，應力傳遞的深度也將比單樁情況大，因此群樁效應明顯。這一原理也適用於群樁抗拔等情況。
影響因素
影響群樁效應的主要因素有兩個：一個是群樁自身的幾何特徵，如承台的設定方式（高、低承台）、樁間距樁長L及樁長與承台寬度比L/Bc、樁的排列形式、樁數；另一個是樁側及樁端的土性及其分布、成樁工藝。
具體表現
群樁效應具體表現在以下幾個方面：群樁的側阻力、群樁的端阻力、承台土反力、樁頂荷載分布、群樁的破壞模式、群樁的沉降及其隨荷載的變化。
群樁抗側摩阻力
樁側摩阻力只有在樁土間產生一定相對λ移的條件下才能充分發揮出來，並受到樁距、承台、樁長與承台寬度比、土性等因素的影響。
群樁的樁端阻力
一般情況下樁端阻力隨樁距減少而增大，同時也受到承台、土性與成樁工藝的影響。
群樁樁頂荷載的分配
剛性承台群樁的樁頂荷載分配的規律一般是中心樁最小，角樁最大，邊樁次之，其受到樁距、樁數、承台與上部結構綜合剛度、土性的影響。
群樁沉降
由於相鄰樁應力的重疊導致樁端平面以下的應力水平提高和壓縮層加深，因而群樁的沉降量和延續時間往往大於單樁，其受到樁數、樁距和長徑比的影響。
群樁的破壞模式
群樁的破壞模式分為樁群側阻力的破壞和樁群端阻力的破壞，
a）樁群側阻礙力的破壞分為樁土整體破壞和非整體破壞。整體破壞是指樁、土形成整體，如同實體基礎那樣工作，破壞面受生了樁群外Χ。非整體破壞是指各樁的樁土之間產生相對λ移，破壞面發生於各樁側面。
b）樁端阻力的破壞可分為整體剪下、局部剪下、沖剪三種模式。
a）樁群側阻礙力的破壞分為樁土整體破壞和非整體破壞。整體破壞是指樁、土形成整體，如同實體基礎那樣工作，破壞面受生了樁群外Χ。非整體破壞是指各樁的樁土之間產生相對λ移，破壞面發生於各樁側面。
b）樁端阻力的破壞可分為整體剪下、局部剪下、沖剪三種模式。
相關名詞
群樁基礎——由基樁和連線於樁頂的承台共同組成。若樁身全部埋於土中，承台底面與土體接觸，則稱為低承台樁基；若樁身上部露出地面而承台底位於地面以上，則稱為高承台樁基。建築樁基通常為低承台樁基礎。
單樁基礎——採用一根樁（通常為大直徑樁）以承受和傳遞上部結構（通常為柱）荷載的獨立基礎。
群樁基礎——由2根以上基樁組成的樁基礎。
基樁——群樁基礎中的單樁。
複合樁基——由樁和承台底地基土共同承擔荷載的樁基。
複合基樁——包含承台底土阻力的基樁。
單樁豎向極限承載力——單樁在豎向荷載作用下到達破壞狀態前或出現不適於繼續承載的變形時所對應的最大荷載。它取決於土對樁的支承阻力和樁身材料強度，一般由土對樁的支承阻力控制，對於端承樁、超長樁和樁身質量有缺陷的樁，可能由樁身材料強度控制。
群樁效應——群樁基礎受豎向荷載後，由於承台、樁、土的相互作用使其樁側阻力、樁端阻力、沉降等性狀發生變化而與單樁明顯不同，承載力往往不等於各單樁承載力之和，稱其為群樁效應。群樁效應受土性、樁距、樁數、樁的長徑比、樁長與承台寬度比、成樁方法等多因素的影響而變化。
群樁效應係數——用以度量構成群樁承載力的各個分量因群樁效應而降低或提高的幅度指標，如側阻、端阻、承台底土阻力的群樁效應係數。
樁側阻力群樁效應係數——群樁中的基樁平均極限側阻與單樁平均極限側阻之比。
樁端阻力群樁效應係數——群樁中的基樁平均極限端阻與單樁平均極限端阻之比。
樁側阻端阻綜合群樁效應係數——群樁中的基樁平均極限承載力與單樁極限承載力之比。
承台底土阻力群樁效應係數——群樁承台底平均極限土阻力與承台底地基土極限阻力之比。
負摩阻力——樁身周圍土由於自重固結、自重濕陷、地面附加荷載等原因而產生大於樁身的沉降時，土對樁側表面所產生的向下摩阻力。在樁身某一深度處的樁土位移量相等，該處稱為中性點。中性點是正、負摩阻力的分界點。
下拉荷載——對於單樁基礎，中性點以上負摩阻力的累計值即為下拉荷載。對於群樁基礎中的基樁，尚需考慮負摩阻力的群樁效應，即其下拉荷載尚應將單樁下拉荷載乘以相應的負摩阻力群樁效應係數予以折減。
