挤土桩群桩效应桩侧摩阻力折减计算方法分析

挤土桩群桩效应桩侧摩阻力折减计算方法分析

摘要：根据规范《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》规定的挤土桩最小桩间距

3.5D，

4.0 D，4.5 D三种桩距的挤土桩建立桩侧摩阻力计算模型，计算出当桩距小于最小桩距的情况下桩侧摩阻的折减系数，研究成果可供结构工程师在布桩设计

时提供借鉴，具有一定的工程实践意义。

关键词：挤土桩；最小桩距；桩侧摩阻折减系数；计算模型

1 引言

由多根桩组成的柱下独立桩基和桩筏、桩箱基础，由于桩群一承台一土的相互作用产生

群桩效应，导致群桩承载力不等于各单桩之和，即群桩效率值(承载力群桩效应系数)大于或

小于1。任何设计首先必须满足承载力要求。桩基承载力既是控制安全的基本因素，也是控

制变形性态和变形量的基本条件。在实际工程设计中，墙下布桩时，满足最小桩距要求时，

经常由于部分墙体底部承载力不足，而出现单桩反力超出其承载力特征值范围，此时，我们

需要采用小于最小桩距的办法布桩，以满足墙体的承载力要求，这种情况就会发生所谓的群

桩效应，下面主要针对两桩而产生的群桩效应探讨其群桩中的单桩承载力计算方法。

2 群桩效应下的单桩承载力

桩承载力由桩侧摩阻力和桩底阻力组成，桩顶荷载通过桩侧摩阻力和桩底阻力传递给土体。群桩效应下的桩承载力的折减主要针对桩侧摩阻力和桩底阻力。

3 挤土桩3种最小桩距的群桩效应分析

根据规范《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》规定，非饱和土中的挤土桩最小桩间距为

3.5D，

4.0 D，饱和黏性土中的挤土桩最小桩间距为4.0D和4.5 D三种桩间距。下面以非饱和

土中的符合最小桩间距要求的桩距为3.5D（D位桩间距）的两根挤土桩为例进行计算，探讨

群桩效应下桩侧摩阻力折减计算方法。直径为D的桩（见图1），最小中心距为3.5D的两个桩，其单桩承载力依靠的是桩侧1.75倍桩径范围内土体经应力扩散传递到1.75倍桩径范围

外的土体，如此来论，在桩距不小于3.5D的条件下，桩 a与桩b的单桩传递土体互不影响，其单桩承载力无需折减。假定以1.75倍桩径为桩侧阻力的临界面。当桩中心距小于3.5D时，随桩距的减小，桩 a与桩b的桩侧有效临界面积越来越小，计算方法为：

同理，以符合建基技术规范规范最小桩距规定要求的，桩距为4.0D的两根挤土桩为例，说明群桩效应情况下其桩侧摩阻承载力的折减计算方法，最小中心距为4.0D的两个桩，其单桩承载力依靠的是桩侧2倍桩径范围内土体经应力扩散传递到2倍桩径范围外的土体，如此

来论，在桩距不小于4.0D的条件下，桩 a与桩b的单桩传递土体互不影响，其单桩承载力无需折减。假定以2倍桩径为桩侧阻力的临界面。当桩中心距小于4.0D时，随桩距的减小，桩

a与桩b的桩侧有效临界面积越来越小，计算方法为：

4 结论

本文根据《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》中对于挤土桩分别在非饱和土和饱和黏性土

中所允许最小中心距为3.5D，4.0D，4.5D三种桩距进行桩群效应分析，采用双桩模型进行力

学模型建立，分析其桩承载力折减计算方法，得出以下结论，对于桩基规范规定的不同允许

最小桩距的桩，当其实际桩距小于允许最小桩距时，其折减系数的计算公式如下式所示：参考文献

[1]刘金砺. 竖向荷载下的群桩效应和群桩基础概念设计若干问题[J].土木工程学报，2004，

37(1)：78-83.

[2]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范[S]