群桩效应1.doc
(3)桩与群桩
qck Ac Qck = n
承台底平均极限土抗力 ηc = 承台底地基土极限承载 力标准值 ηs γs η p 群桩效应系数 γ p 抗力分项系数 ηc γc
其它情况的群桩效应
水平受力桩 抗拔桩
2 关于承台承载力问题
承台下土发挥的抗力比浅基础低 承台内反力小于外围,双曲线分布 在动力荷载下(铁路桥梁);负摩擦力(地面 下沉);端承桩情况下不考虑承台承载力
Q s 桩侧摩阻力 skin , shaft friction Q p 桩端阻力 端承力 end , po int resis tan ce
摩阻力所需位移很小 端阻力需要较大位移; 不同阶段二者分担比 不同
Q/kN Q Qs Qp S/mm
2 桩侧摩阻力 (1) 摩阻力的分布
S0 S0 Q
qs
qsk.
ps
对于不同的土质( A,B,C,D线),从比贯入阻力 确定极限侧阻力
2,双桥法静力触探
Quk = u ∑ li β if si + αqc A p
α,β:修正系数 qc, fsi :探头的端阻与侧阻
α:粘土,粉土-2/3;饱和砂土-1/2 β:粘土,粉土:
β i = 10.04( f )
剪破坏(桩端虚土及竖向抗拔)
桩身强度:材料屈服(压曲)
单桩竖向承载力的概念
1,桩土间破坏,桩身材料破坏,过大变形 2,极限承载力,承载力设计值
(二)单桩竖直向承载力的方法
1,桩身材料 2,静力载荷试验 拟静力法 Osterberg法 3, 静力触探 4,经验计算法:经验公式
1混凝土强度
R= fc Ap
钻扩桩
钻扩桩
挤扩桩 (支盘桩)
夯扩桩示意图
干硬混凝土
群桩效应对多井隔水导管锤入阻力的影响
文章编号：1000 − 7393(2023)03 − 0269 − 06 DOI: 10.13639/j.odpt.202212012群桩效应对多井隔水导管锤入阻力的影响胡南丁 杨进 王佳康 丁意达中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院引用格式：胡南丁，杨进，王佳康，丁意达. 群桩效应对多井隔水导管锤入阻力的影响［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（3）：269-274.摘要：群桩效应使多井隔水导管的锤入阻力增加、从而导致拒锤等复杂事故，严重影响隔水导管安装作业效率。
针对群桩效应影响多井隔水导管锤入阻力的问题，通过单根隔水导管锤入模拟实验，探索了隔水导管锤入对周围土体的影响情况；通过多根隔水导管锤入模拟实验，研究了群桩效应对多根隔水导管锤入阻力的影响规律。
结果表明，随着单桩隔水导管锤入深度的增加，隔水导管周围径向应力呈现先增大后减小的趋势；锤入完成后，随着静置时间的增加径向应力持续上升，静置24 h 后径向应力逐渐趋于稳定。
在粉土层中，随着多井隔水导管水平距离的增加，径向应力增量呈现减小趋势；当水平距离小于3.0 m(4.9倍桩径)时径向应力增量较大，群桩效应显著，而水平距离大于3.0 m 时径向应力增量较小，群桩效应对锤入阻力的影响可忽略。
对比不同位置隔水导管锤击数发现，中心桩隔水导管的锤入阻力为单桩的2.47倍，边桩和角桩的锤击数分别为单桩的1.66倍和1.69倍，多井隔水导管的锤入顺序设计时应将中心桩位置的隔水导管先锤入，避免中心桩在群桩效应的影响下锤入阻力过大而导致的拒锤等情况。
关键词：海上钻井；隔水导管；群桩效应；锤入阻力；贯入度中图分类号：TE52 文献标识码： AInfluence of group pile effect on hammering resistance of multi-well risersHU Nanding, YANG Jin, WANG Jiakang, DING YidaSchool of Safety and Ocean Engineering , China University of Petroleum (Beijing ), Beijing 102249, ChinaCitation: HU Nanding, YANG Jin, WANG Jiakang, DING Yida. Influence of group pile effect on hammering resistance of multi-well risers ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2023, 45(3): 269-274.Abstract: The group pile effect increases the hammering resistance of multiple well risers, leading to complex issues like repelling hammering, which severely affects the efficiency of installing the risers. To address the impact of the group pile effect on the hammering resistance of multiple well risers, a simulation experiment was conducted using a single well riser to explore its influence on the surrounding soil. In addition, a simulation experiment involving multiple well risers was performed to study the influence of the group pile effect on the hammering resistance of multiple well risers. The results show that with increasing hammering depth of single well riser, the radial stress around the riser initially increases and then decreases. After the hammering is completed, the radial stress continues to rise with the increase of the standing time, and the radial stress gradually stabilizes after standing for 24 h. In the silt layer,with the increase of the horizontal distance of the multi-well risers, the radial stress increment shows a decreasing trend. When the horizontal distance is less than 3.0 meters (4.9 times the pile diameter), there is a significant increase in the radial stress increment due to a prominent group pile effect. However, when the horizontal distance exceeds 3.0 meters, the increment of radial stress is relatively small,and the impact of the group pile effect on the hammering resistance can be ignored. Comparing the number of hammer strikes at different基金项目: 国家重点研发计划 (编号：2022YFC2806100)；国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点支持项目(编号：U22B20126)。
横向荷载群桩效应分析
Total 348 No11 Jan1 ,2003
下几种 : ①单桩的极限平衡法推广于群桩 ; ②工程计算中 常采用的简化方法 ,主要有低桩桩台法和高桩桩台法 (等 效嵌固点法) ; ③群桩效率系数法 ,目前有关群桩效率的 确定主要有根据试验资料分析建立相应的经验公式推求 群桩效率η[ 1 ]和根据理论分析导出群桩效率η[2] 、[3] 2 种 方法以及修正的 P - Y曲线法 。P - Y 曲线法能够综合反 映桩周土的非线性 ,桩的刚度和外荷载性质等 ,目前对单 桩 P - Y曲线研究较多 ,已经趋向成熟 。因此 ,以单桩 P Y曲线为基础 ,找出单 、群桩 P - Y 曲线的关系 ,是解决群 桩计算问题的关键 。
1 试验资料整理
1. 1 试验概况
试验的目的是求各级水平荷载作用下各桩身截面处
的位移和土抗力 ,取得试桩 P - Y 曲线蔟 。本试验在求取
试桩 P - Y曲线中选用了实测桩身应变 ,由桩身应变值再
换算成桩身弯矩值 ,通过对弯矩值 2 次数值微分求得沿
桩身的土反力 P ,用 2 次积分求得沿桩身的位移 Y。采用
美国《钻孔桩基础设计与施工规范》以及德国《大口
的变位相同时 ,后桩受到的土抗力与前桩受到的土
径钻孔灌注桩规范》都规定 ,当沿荷载方向的桩距大于 8D
抗力之比 ;
时 ,不考虑群桩效应 ,按单桩设计 。群桩效应还受到桩数
S —桩距 (m) ;
的影响 ,特别是桩距较小时 ,除相邻的桩之间的相互影响
D —桩径 (m) ;
2. 3 群桩效率经验公式 有了 P - Y曲线后 ,就可通过有限差分法求得沿桩身
任意截面处的内力及变位 。
折减系数变小 。 ②在桩身位移相等的情况下 ,桩距越小 , 折减系数越小 ,随着桩距的加大 ,折减系数越来越大 ,当 桩距达到 8D 时 ,折减系数为 1 。
桩承载力总结、群桩效应、减沉桩精编版
取决于两个方面： 桩身材料强度 地层支承力
极限承载力： Qu Qsu Qbu
承载力特征值： Ra Qu / K Qsu / K s Qbu / K p 安全系数K=2
单桩竖向承载力总结 单桩竖向承载力特征值确定方法: 静载荷试验 按土的抗剪强度指标确定 按经验公式确定
①一级建筑桩基应采用现场静载荷试验，并结合静力触探、 标准贯入试验等原位测试方法综合确定；
②二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入试验、经验参数 等估算，并参照地质条件相同的试桩资料综合确定。无可参 照的试桩资料或地质条件复杂时，应由现场静载荷试验确定；
③三级建筑桩基，如无原位测试资料，可利用承载力经验公 式。
1. 静载荷试验
获得单桩承载力最可靠的方法
主梁
千斤顶 百分表
次梁
锚筋 锚桩
基准柱
2. 按土的抗剪强度指标确定
公式： Qu up cai li cu Nc Ap
3. 按经验公式确定 见《地基基础规范》、《桩基规范》规定。
《地基基础规范》规定
《地基基础规范》指出：单桩竖向承载力特征值的确定应符合 下列规定：
公式： Quk Qsk Qpk up si qsik lsi pq pk Ap
（3）嵌岩桩
嵌岩单桩的极限承载力标准值Quk 是由桩周土总侧阻力 Qsk 、嵌
岩段总侧阻力 Qrk和总端阻力Q pk 三部分组成。
公式：
Quk Qsk Qrk Qpk up si qsik li upr frc hr p frc Ap
补充： 按静力触探法确定
公式： Quk aqc Ap up lii fai
式中：qc 桩端平面上、下探头阻力（KPa），取桩端平面以上4d范围内
桩承载力总结、群桩效应、减沉桩
S＞D
一般大于6d 一般大于6d
> 6d
承载力： R 群 承载力： 沉降： 沉降：
= nR 单
α
l
S群 = S 单
群桩效应系数： 群桩效应系数：
η =1
D = d + 2l ⋅ tan α
（2）承台底面贴地的情况（复合桩基） 承台底面贴地的情况（复合桩基）
复合基桩：桩基在荷载作用下， 复合基桩：桩基在荷载作用下，由桩和 承台底地基土共同承担荷载， 承台底地基土共同承担荷载，构成复合 桩基。 桩基。复合桩基中基桩的承载力含有承 台底的土阻力。称之为复合基桩。 台底的土阻力。称之为复合基桩。 复合基桩 影响因素：桩顶荷载、 、土质、 影响因素：桩顶荷载、l/d、土质、承台 刚度、及桩群的几何特征。 刚度、及桩群的几何特征。
4.3.3 竖向荷载下的群桩效应
问题
单桩承载力加 起来等于群桩 承载力？ 承载力？
群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂，与桩的间距、 群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂，与桩的间距、 土质、桩数、桩径、 土质、桩数、桩径、入土深度以及桩的类型和排列方式等因 素有关。 素有关。
群桩效应概念： 群桩效应概念：
的影响： 主要影响因素 ③桩距s的影响：→主要影响因素 桩距 的影响 s=3~4d
η ≥1
桩侧土应力叠加，提高侧阻。 桩侧土应力叠加，提高侧阻。 桩端土应力叠加,提高端阻; 桩端土应力叠加,提高端阻;但总 的沉降增加。 的沉降增加。
η p1 桩侧土应力叠加严重， 桩侧土应力叠加严重，桩侧土 下移，降低侧阻。 下移，降低侧阻。 桩端土应力叠加严重,降低端阻; 桩端土应力叠加严重,降低端阻; 总的沉降加剧。 总的沉降加剧。
群桩基础的竖向承载能力及群桩效应的三维数值计算
（） ２
对于局部 非 协调 网格 ， 位移 列 阵 ｕ中 只包 含基 本变 量 集， 因此在将包 含从 变量 的单 元刚度 矩 阵、 单元荷 载列 阵经 过转换叠加到总体刚度矩 阵和 总体荷 载列阵 中得 到 ： 某单 设 元 ｉ的位移列 阵为 Ｍ＝ ｛ “ ， “ 皿， Ⅱ ， Ａ， Ａ， ｝ｎ为单元
收稿日期： ｌ一 － ２ １ ４２ ｏ Ｄ ８
作者简介 ： 王凤恩 ， ， 男 辽宁朝 阳人 ， 主要从事水和工程 咨询、 设计工作 。
３ ６
图 １ 计算模型（ ４ ４ｘ ）
式 中
—— 整体劲度 矩 阵；—— 位 移列阵 ； “ —— 荷载
列阵 。
＝
∑ 一 ．
，＝∑ 一 ．
得结果与《 规范》 中统计结果进行 了比较 ， 了计算 的合理 验证
性， 为模 型试验提供 了理论依据 。
１ 桩 一土 相 互 作 用 的 数值 模 拟
数 。所建计算模 型 １ ６根 （ ４×４ 桩情 况见 图 １ 桩及 其 周 围 ） ，
土局 部加 密见图 ２ 。
岩土工程的数值分析用于桩基 的承载特性分析 从 ２ ０世
２ 有限元计算模型及计算参数选取 ：
计 算 模 型 一 ： 台采 用 矩 形 承 台 ， 中 心 距 承 台 边 缘 距 承 桩
果在其他地方未必能用 。采用有 限元数值模 拟 ， 够方便 的 能
改变桩径 、 桩长 、 桩距及 土体 的物理 参数 ， 具有缩短 研究 时间
等优点 ， 因此数值模拟方法 已经渐渐成 为分析基桩 的有效方 法 。 目前 的有 限元计算多采用 常规 完全协调 网格 ， 这种 网格 在对桩及距桩较 近的 土体加 密时 ， 精度 要求 不高 ， 并且 对距
【最新精选】群桩的定义
群桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。
若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。
建筑桩基通常为低承台桩基础。
单桩基础——采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础。
群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。
基桩——群桩基础中的单桩。
复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。
复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。
单桩竖向极限承载力——单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。
它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度，一般由土对桩的支承阻力控制，对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩，可能由桩身材料强度控制。
群桩效应——群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和，称其为群桩效应。
群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。
群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标，如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。
桩侧阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限侧阻与单桩平均极限侧阻之比。
桩端阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限端阻与单桩平均极限端阻之比。
桩侧阻端阻综合群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限承载力与单桩极限承载力之比。
承台底土阻力群桩效应系数——群桩承台底平均极限土阻力与承台底地基土极限阻力之比。
负摩阻力——桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。
在桩身某一深度处的桩土位移量相等，该处称为中性点。
中性点是正、负摩阻力的分界点。
下拉荷载——对于单桩基础，中性点以上负摩阻力的累计值即为下拉荷载。
对于群桩基础中的基桩，尚需考虑负摩阻力的群桩效应，即其下拉荷载尚应将单桩下拉荷载乘以相应的负摩阻力群桩效应系数予以折减。
浅谈桩基设计中的群桩效应
浅谈桩基设计中的群桩效应其承台底面土、桩间土、桩端以下土都参与工作，形成承台、桩、土相互影响共同作用。
桩顶荷载主要通过桩侧摩阻力传布到桩周和桩端土层中，产生应力重叠。
承台土反力也传布到承台以下一定范内的土层中，从而使桩侧阻力和桩端阻力受到干扰。
桩群中任一根桩的工作性状明显不同于孤立单桩，群桩承载力将不等于各单桩承载力之和，群桩沉降也明显地超过单桩。
1. 群桩效应的体现1.1 群桩抗侧摩阻力桩侧摩阻力只有在桩土间产生一定相对移的条件下才能充分发挥出来，并受到桩距、承台、桩长与承台宽度比、土性等因素的影响。
1.2 群桩的桩端阻力一般情况下桩端阻力随桩距减少而增大，同时也受到承台、土性与成桩工艺的影响。
1.3 群桩桩顶荷载的分配刚性承台群桩的桩顶荷载分配的规律一般是中心桩最小，角桩最大，边桩次之，其受到桩距、桩数、承台与上部结构综合刚度、土性的影响。
1.4 群桩沉降由于相邻桩应力的重叠导致桩端平面以下的应力水平提高和压缩层加深，因而群桩的沉降量和延续时间往往大于单桩，其受到桩数、桩距和长径比的影响。
1.5 群桩的破坏模式群桩的破坏模式分为桩群侧阻力的破坏和桩群端阻力的破坏，a）、桩群侧阻碍力的破坏分为桩土整体破坏和非整体破坏。
整体破坏是指桩、土形成整体，如同实体基础那样工作，破坏面受生了桩群外。
非整体破坏是指各桩的桩土之间产生相对移，破坏面发生于各桩侧面。
b）、桩端阻力的破坏可分为整体剪切、局部剪切、冲剪三种模式。
2 群桩整体强度的计算方法群桩基础的整体破坏和实体深埋基础相同。
极限承载力等于桩尖平面处，以桩群外包尺寸决定的面积上的极限承载力与桩周边土的极限抗剪强度之和。
式中N—桩基础上作用的上部结构荷重，kN；P—桩台及桩台上覆土的重量（常年地下水以下按有效重度计算），kN；G—桩及桩问土的总重量（常年地下水以下按有效重度计算），kN；K—安全系数。
根据τμ及Pu取值的可靠程度取值；τμ——桩身穿过土层的平均单不排水抗剪强度，kPa；Pu——桩尖处土层的单，kPa：a，b——群桩外的长度和宽度，m：l——自承台底面算起的桩有效长度.m。
基础工程名词解释考试（3）
基础工程名词解释考试（3）基础工程名词解释考试必备浅基础：埋置深度不大、施工简单的基础深基础：对于浅层土质不良，需要利用深层良好底层，施工较复杂的基础刚性基础：基础在外力作用下，当基础工具有足够的截面使材料的容许应力大于由低级反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，基础内不需配置受力钢筋，这种基础称作刚性基础柔性基础：基础在基底反力作用下，在基础中配置足够数量的钢筋，这种基础称为柔性基础箱形基础：为增大基础刚度，可将基础做成由钢筋混凝土顶板、底板及纵横隔墙组成的箱形基础，它的敢赌远大于筏板基础，而且基础顶板和底板间的空间常可利用坐地下室。
打入桩：是通过锤击将各种预先制好的桩（主要是钢筋混凝土实心桩或者管桩，也有木桩或者钢桩）打入地基内所需要的深度摩擦桩：桩穿过并支承在各种压缩土层中，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩擦阻力为主时，称为摩擦桩。
1.当桩端无坚实持力层且不扩底2.当桩的长径比，即使桩端置于坚实持力层上，由于桩身直接压缩量过大，传递到桩端的负荷较小时3.当预制沉桩过程由于桩距小、桩数多、沉桩速度快、使已沉入桩上涌，桩端阻力明显降低时。
群桩效应：由于承台、桩及土的相互作用使得群桩中基桩的工作性状（承载能力与沉降）与相同地质条件和设计方法的单桩有显著差别的现象组合沉井：当采用低桩承台而围水挖基浇注承台由困难时，当沉井刃脚遇到倾斜较大的岩层或在沉井范围内地基软硬不均而水深较大，采用的上面是沉井而下面是桩基的混合式基础，称为组合式沉井。
真空预压法：实质上是以大气压作为预压荷重的一种预压固结法什么情况下产生负摩阻力？桩周土体的沉降变形大于桩身的沉降变形时，就会产生抚摩阻力挤土桩和非挤土桩的形式有哪些挤土桩：实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或者振入过程中都要将桩位处的土大量排挤开，因而使土的结构严重扰动破坏。
粘性土由于重塑作用使得抗剪强度降低；而原来处于疏松和稍密状态的无粘性土的抗剪强度则可提高。
补桩后群桩承载力与效应系数计算及应用
工 程 技 术45科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2018.09.045补桩后群桩承载力与效应系数计算及应用①马瑞元 刘晶晶 张鹏 宋烨 王立军(河北建设勘察研究院有限公司 河北石家庄 050031)摘 要：大型基础设施使得群桩基础得以广泛应用，而群桩基础的承载力计算、群桩效应系数的影响因素以及群桩基础沉降等主要问题成为研究群桩的关键。
现实情况中会出现地基承载力设计变更，因此要对原有地基进行补桩处理。
本文以弹性力学和应力叠加为基础进行理论公式推导，计算补桩后群桩效应系数以及群桩承载力；同时以实际工程群桩基础承载力为依据验证理论公式的正确性。
关键词：群桩基础 承载力 补桩 群桩效应系数中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2018)03(c)-0045-02在当今社会，群桩基础的承载力、沉降重要基础设施是至关重要的，而对于群桩基础的探讨与研究已经进行了很长时间，由于最近几年超高层建筑以及桥梁的兴建，对群桩基础的研究也日益广泛，研究内容上大致从群桩承载力、群桩效应以及群桩沉降等方面展开。
对于群桩承载能力研究，M.Etezad分析利用刚性筏板基础对软土地基进行加固的剪切破坏机理；L.G.Kong报告了不同距离下群桩基础的加载测试；Jue Wang利用一种半解析过程研究在一群长弹性半空间介质条形基础的动态交叉干扰；C.C.Mendoza讨论巴西地区典型土壤标准群桩承载力；Fang yuan Zhou开发了一种新的简化方法的分析与大量的桩基础，桩的结果具有足够的精度和良好的计算效率；运用水平压力变化分析韩国区域群桩基础的极限承载力；对于群桩效应，Lisham Bonakdar通过集中不碎波实验调查细长桩群桩效应的波浪荷载。
在以往的群桩基础研究中，对于后期补桩的情况研究较少，因此本文以补桩为研究对象，确定补桩后群桩承载力与效应系数。
基础工程-第3章课后习题答案
1.试述桩的分类。
（一）按承台位置分类。
可分为高桩承台基础和低桩承台基础，简称高桩承台和低桩承台。
（二）按施工方法分类。
可分为沉桩（预制桩）、灌注桩、管桩基础、钻埋空心桩。
（三）按设置效应分类。
可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩。
（四）按桩土相互作用特点分类。
可分为竖向受荷桩（摩擦桩、端承桩或柱桩）、横向受荷桩（主动桩、被动桩、竖直桩和斜桩）、桩墩（端承桩墩、摩擦桩墩）。
（五）按桩身材料分类。
可分为木桩（包括竹桩）、混凝土桩（含钢筋和混凝土桩和预应力钢筋混凝土桩）、钢桩和组合桩。
2.桩基设计原则是什么？桩基设计·应力求做到安全适用、经济合理、主要包括收集资料和设计两部分。
1.收集资料（1）进行调查研究，了解结构的平面布置、上部荷载大小及使用要求等；（2）工程地质勘探资料的收集和阅读，了解勘探孔的间距、钻孔深度以及土层性质、桩基确定持力层；（3）掌握施工条件和施工方法，如材料、设备及施工人员等；2.设计步骤（1）确定桩的类型和外形尺寸，确定承台埋深；（2）确定单桩竖向承载力特征值和水平承载力特征值；（3）初步拟定桩的数量和平面布置；( 4 )确定单桩上的竖向和水平承载力，确定群桩承载力；( 5 )必要时验算地基沉降；( 6 )承台结构设计；( 7 )绘制桩和承台的结构及施工图；3.设计要求《建筑地基基础设计规范》（GB 50007 —2011）第8.5.2条指出，桩基设计应符合下列规范：（1）所有桩基均应进行承载力和桩身强度计算。
对预制桩，尚应进行运输、吊装和锤击等中的强度和抗裂验算。
（2）桩基沉降量验算应符合规范第8.5.15条规定。
（3）桩基的抗震承载力验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）的相关规定。
（4）桩基宜选用中、低压缩性土层作为桩端持力层。
（5）同一结构单元内的桩基，不宜选用压缩性差异较大的土层作为桩端持力层，不宜采用部分摩擦桩和部分端承桩。
土力学期末复习资料
主观题复习资料一、简答题1.试述群桩效应的概念和群桩效应系数的意义群桩效应就是指群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和这一现象。
群桩效应具体反映在以下几个方面：群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。
用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标，如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。
2. 土是由哪几个部分组成的？各相变化对土的性质有什么影响？答:土的成分包括粒度成分、矿物成分和化学成分三个方面。
自然界的土，作为组成土体骨架的土粒，大小悬殊，性质各异。
工程上常把组成土的各种大小颗粒的相互比例关系，称为土的粒度成分。
土的粒度成分如何，对土的一系列工程性质有着决定性的影响，因而，它是工程性质研究的重要内容之一。
1.粒组及其划分为了便于研究土粒的大小，通常按土粒的直径（简称粒径，以mm为单位）来划分粒径区段。
将每一区段中所包括大小比例相似、且工程性质基本相同的颗粒合并为组，称为粒组。
每个粒组的区间内常以其粒径的上、下限给粒组命名，如砾粒、砂粒、粉粒、粘粒等。
各组内还可细分成若干亚组。
表1-1是我国部颁标准《公路土工试验规程》（JTJ 051—93）（以下简称《规程》）粒组划分表。
2.粒度成分及粒度分析一般天然土由若干个粒组组成，它所包含的各个粒组在土全部质量中各自占有的比例称为粒度成分，又称颗粒级配。
用指定方法测定土中各个粒组占总质量百分数的试验，称为土的颗粒分析。
3.试简述太沙基的有效应力原理以及说明单向固结理论的假定条件。
太沙基有效应力原理：⑴士的有效应力等于总应力减去孔隙水压力⑵士的有效应力控制了土的变形太沙基一维固结理论的基本假设是什么？答：土中水的渗透只沿竖向发生，而且服从达西定律，土的渗透系数为常数；相对于土的孔隙，土颗粒和水都是不可压缩的，因此土的变形仅是孔隙体积压缩的结果，而土的压缩服从线性压缩定律；土是完全饱和的，土的体积压缩量同孔隙中排出的水量相等，而且压缩变形速率取决于渗流速率。
摩擦型群桩基础的群桩效应系数
【摩擦型群桩基础的群桩效应系数】摩擦型群桩基础是一种常用的基础工程形式，它可以有效地传递建筑物的荷载并减小地基的沉降。
在摩擦型群桩基础设计中，群桩效应系数是一个重要的参数，它直接影响着基础的承载力和变形特性。
本文将从群桩效应系数的定义、影响因素和计算方法等方面进行探讨。
一、群桩效应系数的定义群桩效应系数是指在摩擦型群桩基础中，多根桩共同承担水平荷载时，其承载力与同一条件下单根桩的承载力之比。
其数值大于1，表示桩群的共同作用使得每根桩的承载力增大。
二、影响群桩效应系数的因素1. 桩的间距和排列形式群桩的间距和排列形式对群桩效应系数有着重要的影响。
一般来讲，桩的间距越小，桩群效应系数越大，同时适当的排列形式也可以提高桩群效应系数。
2. 地基土的性质地基土的性质也是影响群桩效应系数的重要因素，土壤的抗剪强度、压缩模量等参数会直接影响群桩的承载力。
因此在设计时需要充分考虑地基土的性质。
3. 荷载特性荷载特性包括水平荷载和垂直荷载，不同的荷载特性会对群桩效应系数产生不同的影响。
水平荷载较大时，桩群效应系数会相应增大。
三、群桩效应系数的计算方法群桩效应系数的计算通常采用经验公式或者有限元分析的方法。
其中，最常用的计算公式是与桩的间距和排列形式有关的Poulos公式和Randolph公式。
这些公式是由对实测数据进行整理和统计得出的，适用范围较广，但在具体工程中仍需要根据实际情况加以修正。
四、群桩效应系数在工程实践中的应用在实际工程中，设计人员需要根据工程的具体情况合理选择群桩效应系数，并对其进行验证和修正。
对于大型工程或者重要工程来说，还需进行现场监测和试验，以验证群桩效应系数的准确性和合理性。
群桩效应系数是摩擦型群桩基础设计中的重要参数，设计人员应充分考虑各种因素，合理选取群桩效应系数，并进行必要的验证和修正，以保证基础工程的安全可靠性。
结语：希望本文对读者能有所帮助，如有不足之处，还请批评指正。
群桩效应系数作为摩擦型群桩基础设计中的重要参数，在工程实践中起着至关重要的作用。
群桩效应的名词解释
群桩效应的名词解释
群桩效应是指分布在群组或队伍中的人们之间由共同目标引起的互动作用。
它表现为一种情感传染、行为影响、人际效果、态度转变等等，让群体中的每个成员在个人的心理、行为和认知模式中对统一的目标有可能作出贡献。
群体桩效应可以以几种形式出现，其中比较典型的形式是“正面反馈”效应，即群体成员利用激励和认可来推动所有成员获得更好的表现，他们会在成功的一方影响另一方，进而带动全体成员取得更高的业绩。
换言之，当某些成员取得了成功，其他成员也会被影响，因此他们也会努力去实现这一目标，使得群体整体水平得到大幅度提升。
群桩基础竖向承载力群桩效应模型试验研究
群桩基础竖向承载力群桩效应模型试验研究?岩土工程? 群桩基础竖向承载力群桩效应模型试验研究谢涛袁文忠朱明（西南交通大学土木工程学院成都610031）摘要根据竖向荷载作用下群桩基础模型试验研究结果,分析了群桩的承载性状和群桩效应,试验结果表明,在本试验条件下,群桩效应系数大于1,与按规范公式计算得出的值基本一致.关键词模型试验群桩群桩效应1引言桩基础是土木工程中常用的一种基础形式,在建筑,桥梁,港口等工程中得到广泛应用,已成为岩土工程的一个重要领域.群桩作为桩基的一种主要形式,其受力变形特性的研究一直受到人们的重视. 对于群桩的分析,工程上最为关心的是确定群桩的承载力和预测沉降.对群桩承载能力的估算,在工程上广泛应用的简单方法是以各单桩极限承载力之和乘以群桩效应刁.单桩极限承载力的确定方法较多,而且比较成熟•目前确定群桩效应刁主要有5种方法_1J:(1)考虑群桩实体基础周边长的方法;(2)brre 群桩效应公式；(3)Seiler.Keeney群桩效应公式;(4) 考虑应力叠加的群桩效应公式;(5)考虑承台,桩,土相互作用分项群桩效应系数计算法(《建筑桩基技术规范》).但以上各方法都有一定的限制条件或依赖于一些经验系数,因此,如何确定群桩效应刁有必要进行深入的研究.笔者结合内昆线一高墩,大跨刚构连续组合体系特大桥超大规模群桩基础的模型试验,就群桩的承载性状,群桩效应进行了研究.2试验设计2.1材料根据量测精度和试验设备条件,确定试验模型收稿日期:2(Io2—06—05 几何比例为l:30.(1)土岩材料现场地质情况见表 1.根据相似理论lj 确定模型土岩主要成分为普通砂,重晶石粉和石英砂.其配合比和各项参数见表 2.现场桩底应力影响范围取20m,为桩长的1/2,对应模型试验约为70cm,故第3层结合桩长取100cm.表 1 现场地质情况范围o-0C7 层序属性/m/kPa/kPa/(.)/kN?m — 3第I层0〜一10砂粘土180181519第2层一10〜一30炭质页岩W23504023 第 3 层一30〜炭质页岩wl4O04524 (2)桩体材料根据刚度相似条件确定桩身材料，即(E/)=CEI(E/).结合市场材料的实际情况，采用外径d=25mm,壁厚3mm的铝管.铝管弹性模量E=68GPa;桩长=53.2d=l330mm.表 2 模型土岩参数及配合比(质量比)配合比层厚属性粗石重晶中砂水/kN?m —3/(.)/Cm英砂石粉砂粘土110.15193233炭质页岩W21210.202341.767炭质页岩Wl110.152348.51Oo(3)承台和桥墩根据强度相似准则,采用与原型同等强度C20 的碎石混凝土.其配合比水泥:粗铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUCTIONTECHNOLOGY2OO2(4}岩土工程?骨料:细骨料为1:3.01:2.005;水灰比为0.65:选用42.5水泥,中砂和石子最大粒径为10IIUTI, 并且承台和桥墩依据强度条件按相同的配筋率进行配筋.试验中桥墩的作用仅作为传力构件,因而主要对桥墩与承台的接触面积予以控制,桥墩的高度取70cm. 2.2模型群桩参数(1)试验群桩及地层原型群桩参数见表3,试验场地地层柱状图和试验群桩平面,剖面如图 1 所示. 采用与现场一致的低承台摩擦桩，桩长133cm,桩距S=5.2d=130llqlTI,桩数为5X 10,入土深度133cm. 桥墩轴心加载,其竖向荷载量由油压表控制.考虑到单桩的承载力较群桩小,单桩竖向荷载增量为0.5kN,最后加载至破坏.其破坏条件由位移控制.(3)数据采集用7Vl3,7Vl4 数据采集仪采集桩身应变值,用 4 只百分表量测承台 4 个角的沉降量.百分表用磁性表座固定在基准梁上.3试验资料分析当桩的承载能力达到或接近其极限承载能力时, 其P—S 曲线往往发生明显的转折或陡降,按建筑桩图1试验群桩平面，剖面及地层柱状图(单位:cm) 表 3 群桩及单桩各项参数桩长桩距桩径类别桩数承台尺寸/m/m/m现场群桩5X10403.91.537.5mx18.1mx5m模型群桩5X101.330.130.025126cmx61cmx16.7(1IT试验单桩 1.330.025(2)试验槽现场考虑群桩平面应力影响范围为承台尺寸的3倍，取为90mx90mx60m.依据模型群桩与试验槽壁和底部的距离应满足内填介质为半无限体的条件,选用西南交通大学岩土试验中心3mx3mx3m 的模槽.2.3试验加载及数据采集(1)测点布置沿桩身的测点布置见图 2.无论是单桩试验还是群桩试验,测点沿桩身布置都是如此.(2)加载采用慢速维持荷载法,用千斤顶通过电.阻应变片基桩图 2 桩身测点布置(单位:mm)±O.OHDm0497m页岩1.167m页岩基规范可将曲线陡降段的起始点作为桩的极限荷载.在工程实际中,大部分桩的P—S 曲线表现为缓变曲线,对于此类曲线,极限荷载只能通过限定其极限位移的方法获得. 极限位移的确定可以通过上部结构的计算分析得出,其原则是当位移达到此值时将会影响结构的正常使用或危及上部结构的安全. 当试桩的位移很小以至于难以由此推求试桩的极限荷载时,则可根据试验时桩土体系的反应,由试桩的容许位移,推求试桩的容许荷载或容许承载力;试桩的容许位移由对上部结构的分析后得出.4试验结果4.1位移群桩竖向位移由桩间土压缩变形和桩底平面地基土整体压缩变形两部分组成.群桩的P—S 曲线开始就呈现出明显的非线性性质,且曲线斜率随荷载的增加呈增大趋势.这一点反映了群桩的荷载传递特性,小荷载下桩身下部桩侧阻力先行发挥,即先是桩端土的压缩变形,再发生桩间土的压缩变形, 与单桩的荷载传递特性显着不同.单桩的荷载位移曲线存在比较明显的转折点, 当荷载超过 1.0kN 后,单桩的沉降急剧增大,以至很快丧失了承载能力.由试验结果得出的P—S曲线见图3和图4. 群桩在荷载超过61.98kN 后,位移增加较快,下一级荷载对应的位移比本级荷载对应的位移增加了约铁道建筑技术RAILWAYCONSTRUC~ONTECHNOLOGY20O2{4)39f- ••••, 一十-1・•』岩土工程?4 倍:在61.98kN 的荷载作用下, 位移量仅为0.41 1TlIn, 说明其设计是安全可靠的.卸载后回弹量很小,此时群桩丧失了承载能力.O 5m15差202530 荷载/kN2040608010012014016018O.j 图 3 试验群桩P—S 曲线荷载/kN图 4 试验单桩P—S 曲线4.2群桩效应(1)实测群桩效应群桩荷载超过61.98kN后,位移急剧增加.参照建筑桩基规范,确定61.98 kN 为群桩的极限承载力.单桩在荷载超过 1.0kN 后,位移急剧增加，在P 一5曲线中反映出明显的转折点,属于陡降型曲线.按照规范确定其极限承载力为I.OkN.则按照群桩综合效应系数的定义有：群桩中各基桩平均极限承载力,/一单桩极限承载力61.9—8/5O1.241.O'在本试验条件下,群桩综合效应系数大于1,即在此条件下,群桩的承载力较单桩承载力之和大. =代人上式,最后计算得：lDD~/77=1.O8X1.2231.32 这与试验结果群桩综合效应系数77.=1.24基本一致,当然由于以群桩侧阻效应代替群桩综合效应,两者之间存在差值是正常的.(3)差值讨论实测和按《建筑桩基技术规范》计算的群桩效应系数均大于1,这说明在本试验的地质条件下,群桩承载力大于单桩承载力之和.这是由于承台和桩壁传递的竖向荷载,使桩间土的竖向压力和侧向压力增大,从而提高了土的强度的缘故. 在按规范计算时,由于仅考虑了群桩的侧阻效应,尚未考虑承台削弱效应的影pl~[3J，低承台直接与土面接触,限制了群桩上部桩土的相对位移,使群桩上部侧摩擦阻力减小.而计算得出的侧阻群桩效应系数大于实测的综合群桩效应系数,也说明了承台对侧阻具有削弱作用.因而在理论上,群桩的综合效应系数应小于 1.32.由此可见,试验结果与理论计算值是相符的.5结论及建议(1)在本试验条件下,群桩综合效应系数大于1,群桩承载能力大于单桩承载力之和.(2)对低承台群桩,承台对群桩效应具有削弱作用,结果使群桩效应系数减小.(3)在实际的工程计算中,群桩效应系数按现行桩基规范群桩效应系数计算公式是可行的,采用群桩效应系数规范表取值相对偏小.西南交通大学蒋泽中工程师,彭雄志博士,李新坡硕士等参加了本试验工作,在此深表谢意. 参考文献(2)按现行《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)计算,本试验对现场地质条件的模拟主要是基于C,的相似条件,因而最后得到的模拟岩土基本上属于 2砂粘土,更接近于砂土.考虑到实际桩型为低承台摩擦群桩,其承载能力几乎全部由桩侧摩阻力承担, 则按群桩侧阻效应系数公式计算群桩效应系数: 7s=Gs'Cs5 c=+0.—0.8[等一In(0.2 等+)]G 的值根据Sa/d::5.2 取为 1.08,将竿40 铁道建筑技术史佩栋.实用桩基工程手册.北京:中国建筑工业出版社.1999袁文忠.相似理论与静力学模型试验.成都:西南交通大学出版社,1998杨位光.地基及基础.北京:中国建筑工业出版社.1998 《桩基工程手册》编写委员会.桩基工程手册.北京:中国建筑工业出版社,1997刘金砺.竖向荷载下群桩变形性状及沉降计算.岩土工程,1995(6)高大钊.岩土工程的回顾与前瞻.北京:人民交通出版社, 2Oo1JGJ94—94 建筑桩基技术规范RAILWAY g NSTRuc1-10N1EcHN0loGY2OG2f4l。
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群桩效应（Group Piles effects ）在高层建筑基础设计时不能不考虑的就是群桩效应，群桩效应就是指群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和这一现象。
影响群桩效应的主要因素有两个：一个是群桩自身的几何特征，如承台的设置方式（高、低承台）、桩间距桩长L及桩长与承台宽度比L/Bc、桩的排列形式、桩数；另一个是桩侧及桩端的土性及其分布、成桩工艺。
群桩效应具体反映在以下几个方面：群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。
群桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。
若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。
建筑桩基通常为低承台桩基础
单桩基础——采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础。
群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。
基桩——群桩基础中的单桩。
复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。
复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。
单桩竖向极限承载力——单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。
它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度，一般由土对桩的支承阻力控制，对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩，可能由桩身材料强度控制。
群桩效应——群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和，称其为群桩效应。
群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。
群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标，如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。
桩侧阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限侧阻与单桩平均极限侧阻之比。
桩端阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限端阻与单桩平均极限端阻之比。
桩侧阻端阻综合群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限承载力与单桩极限承载力之比。
承台底土阻力群桩效应系数——群桩承台底平均极限土阻力与承台底地基土极限阻力之比。
负摩阻力——桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。
在桩身某一深度处的桩土位移量相等，该处称为中性点。
中性点是正、负摩阻力的分界点。
下拉荷载——对于单桩基础，中性点以上负摩阻力的累计值即为下拉荷载。
对于群桩基础中的基桩，尚需考虑负摩阻力的群桩效应，即其下拉荷载尚应将单桩下拉荷载乘以相应的负摩阻力群桩效应系数予以折减。
闭塞效应——开口管桩沉入过程，桩端土一部分被挤向外围，一部分涌入管内形成“土塞”。
土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩，土塞高度及其闭塞程度与土性、管径、壁厚及进入持力层的深度等诸多因素有关。
闭塞程度直接影响端阻发挥与破坏性状及桩的承载力。
称此为“闭塞效应”。