群樁在水平荷載作用下，由於樁與樁距離較近，樁—土一樁之間產生的相互作用使得群樁的受力機理不同於單樁。相同的水平荷載作用下，群樁中任意一根樁產生的撓度比單樁的大，群樁樁身上產生的最大彎矩值比單樁的大。豎直群樁橫向極限承載力是指群樁中單樁能承受的極限水平荷載。
基本介紹
- 中文名：豎直群樁橫向極限承載力
- 外文名：Lateral ultimate bearing capacity of vertical group piles
- 學科：建築工程
- 定義：極限水平荷載
- 作用：樁—土一樁之間
- 有關術語：群樁
簡介,水平受載群樁的破壞機理,水平荷載類型,
簡介
群樁是多根樁柱共同工作的一種樁基結構。群樁往往是與承台一起作為一個整體來共同工作的，尤其是埋置於土中的低承台，事實上是可以分擔一定程度的水平荷載的。但是從上部結構傳來的荷載如何在各樁中分配，即如何確定樁頂非線性剛度，一直沒有得到合理的解決。豎直群樁橫向極限承載力即群樁水平荷載和力矩的作用下受彎，樁身產生水平變位和彎曲應力，群樁達到橫向極限承載力。國內外水平力作用下群樁的分析方法大致有以下幾種： ①單樁的極限平衡法推廣於群樁； ②工程計算中常採用的簡化方法，主要有低樁樁台法和高樁樁台法(等效嵌固點法)；③群樁效率係數法。
水平受載群樁的破壞機理
水平承載樁的工作性能是樁一土相互作用的問題。不論是完全埋置樁或是部分埋置樁(樁的上段露出地面以上)都是利用樁周土的抗力來承擔水平荷載，樁在水平荷載和力矩的作用下受彎，樁身產生水平變位和彎曲應力。外力的一部分由樁本身承擔，另一部分通過樁傳給土體，促使樁周土發生相應的變形而產生抗力，這一抗力阻止了樁變形的進一步發展。
當水平荷載較小時，這一抗力是由靠近地面的土提供的，而且土的變形主要為彈性的，即樁周土處於彈性壓縮階段，隨著水平荷載的增大，樁的變形加大；表層土逐漸產生塑性屈服，從而使水平荷載向更深處的土層傳遞，當變形增大到樁所不能容許的程度或樁周土失去穩定時，樁-土體系便趨於破壞。群樁基礎的破壞有整體破壞和非整體破壞兩種形態。群樁基礎隨地基滑移而破壞和群樁承台因變位增大而影響使用功能(例如使上部結構遭受不可允許的變形和使支座位移而導致橋孔坍移等)，均屬整體破壞範圍。在整體破壞時，樁與樁之間沒有相對位移，樁間土無鬆動且承台板底面同土一般不脫離，樁上段一般也無斷裂，橫向荷載作用方向的最前方地面有開裂。非整體破壞表現為樁身或承台板或兩者的聯結處發生斷裂。這種破壞的最常見原因是承台和樁在承載而變形的過程中，伴隨有樁前地基土的屈服，使樁一土體系的塑性變形不斷發展。群樁基礎還由於各樁相鄰的緣故，使樁在承擔外荷載後相互影響，土的承載力下降，這種效應(通常稱為群樁效應)將隨著外荷載的增大而發展到使土體產生剪下破壞。但是當樁距大到一定程度，群樁效應將消失。
水平荷載類型
樁承受的水平荷載可分為四種類型：短期荷載、重複荷載、長期持續荷載、以及地震或動力荷載。不同的荷載類型下，體現樁土相互作用的p-y曲線也不同。水平荷載作用下單樁的分析方法：水平荷載作用下，樁基礎的設計，必須滿足如下三個條件：樁作用於土體的側向壓力小於土的極限承載力；樁撓度在可接受的範圍內；樁的結構完整性必須保證。預測單樁的水平位移、轉角和應力的分析方法有如下四大類：iWnkler地基梁法；p一y曲線法；彈性理論法；有限元法。Winkler地基梁法，又稱為基床反力法。Hetenyi(1946)首先引入彈性地基梁的概念，忽略土介質的連續性，認為作用在某一深度的壓力p依賴於該處產生的撓度y，而且假定p與y是通過基床反力模量聯繫在一起的。Mcclenand和Focht(1958)可以說是最早研究該方法的，他們假定土體的抗力與水平位移呈非線性變化。這種方法是對winkler地基梁法(基床反力法)的一種延伸。彈性理論法是基於求解點荷載作用於半無限體的Minidin(1936)閉合解而得，解的準確度與土的楊氏彈性模量和其他彈性參數直接相關。Poulos系統地提出用彈性理論分析樁和群樁承受水平荷載下受力機理的方法，該方法視土為彈性的連續體，可用於分析斜樁、任意幾何形狀和尺寸的樁群、分層土質和土模量隨深度變化土質的情形。有限元法可以計算軸力、扭矩或其它水平荷載任意組合的工況;也可以考慮結構和土之間的非線性關係，模擬樁一土分離現象，模擬樁一土一樁一上部結構之間相互作用；可以計算時間相關的變化結果(如固結或蠕變)；也可以模擬相當複雜的條件，如斜樁、邊坡、開挖、拉桿以及施工過程。
