桩基础及其它深基础69节

1、 实际工程中的桩基础，除少量大直径桩是用单桩基础外，一般都是由多根桩，实际工程中的桩基础，除少量大直径桩是用单桩基础外，一般都是由多根桩，上部由承台联结而成的群桩基础。上部由承台联结而成的群桩基础。什么是群桩？什么是群桩？群桩的承载力是否等于各单桩承载力之和？群桩的承载力是否等于各单桩承载力之和？ 该问题的答案只有了解了群桩的荷载传递特征后才能给出！由于前述单桩荷该问题的答案只有了解了群桩的荷载传递特征后才能给出！由于前述单桩荷载传递机制中，端承桩和摩擦桩的荷载传递机制存在显著差异，因此，端承型群载传递机制中，端承桩和摩擦桩的荷载传递机制存在显著差异，因此，端承型群桩和摩擦型群桩的荷载传递机制

2、也有很大差异！桩和摩擦型群桩的荷载传递机制也有很大差异！ 端承群桩，由于持力层坚硬，不允许桩下沉，端承群桩，由于持力层坚硬，不允许桩下沉，故桩侧摩阻力不易发挥，上部荷载通过桩身直接传故桩侧摩阻力不易发挥，上部荷载通过桩身直接传到桩端处土层上。而桩端处承载压面积很小，各桩到桩端处土层上。而桩端处承载压面积很小，各桩端的压力彼此互不影响，故可认为端承群桩中各桩端的压力彼此互不影响，故可认为端承群桩中各桩的工作情况与单桩工作情况基本一样；同时，由于的工作情况与单桩工作情况基本一样；同时，由于桩的变形很小，桩间土基本不承担荷载，群桩的承桩的变形很小，桩间土基本不承担荷载，群桩的承载力就等于各单桩的承载

3、力之和，群桩的沉降量也载力就等于各单桩的承载力之和，群桩的沉降量也与单桩基本相同。与单桩基本相同。摩擦型群桩摩擦型群桩 摩擦型群桩摩擦型群桩主要通过每根桩主要通过每根桩侧面的摩擦阻力将上部荷载传布到侧面的摩擦阻力将上部荷载传布到桩周及桩端的土层中。假定桩侧摩桩周及桩端的土层中。假定桩侧摩阻力在土中引起的附加应力阻力在土中引起的附加应力 z z，按按某一角度某一角度 沿桩长向下扩散分布至沿桩长向下扩散分布至桩端平面处。桩端平面处。这样则可能出现两种情况：这样则可能出现两种情况：第一种情况：第一种情况：桩距桩距S较大时，桩端平面较大时，桩端平面处各桩传来的压力互不重叠或重叠不处各桩传来的压力互不重

4、叠或重叠不多，这时群桩中各桩的工作情况仍和多，这时群桩中各桩的工作情况仍和单桩单独工作一样，故单桩单独工作一样，故群桩的承载力群桩的承载力也等于各单桩承载力之和也等于各单桩承载力之和。要求：要求：S6d(d为桩径为桩径)第二种情况：第二种情况：桩距较小时，桩端处地桩距较小时，桩端处地基中各桩传来的附加应力基中各桩传来的附加应力 z就会就会相互相互重叠重叠，使得桩端处压力要比单桩时增，使得桩端处压力要比单桩时增大许多，桩端以下压缩土层的深度也大许多，桩端以下压缩土层的深度也要比单桩时深很多。要比单桩时深很多。要求：要求：S(34)d，常用桩距，常用桩距认识一个新概念：认识一个新概念：群桩效应群桩

5、效应 群桩中各桩的工作状态就与单桩时迥然不同，群桩的群桩中各桩的工作状态就与单桩时迥然不同，群桩的承载力并不等于各单桩之总和，沉降量也大于单桩的沉降承载力并不等于各单桩之总和，沉降量也大于单桩的沉降量，这就叫量，这就叫群桩效应。群桩效应。影响群桩效应的主要因素，影响群桩效应的主要因素，一是群桩自身的几何特征一是群桩自身的几何特征，包括承台的设置方式包括承台的设置方式(高或低承台高或低承台)、桩距、桩长、及桩长、桩距、桩长、及桩长与承台宽度比、桩的排列形式、桩数；二与承台宽度比、桩的排列形式、桩数；二是桩侧与桩端的是桩侧与桩端的土性、土层分布和成桩工艺土性、土层分布和成桩工艺(挤土或非挤土挤土或

6、非挤土)。 群桩效应具体反映在以下几方面群桩效应具体反映在以下几方面:群桩的侧阻力、群桩的侧阻力、群桩群桩的端阻力的端阻力、承台土反力、承台土反力、桩顶荷载分布桩顶荷载分布、群桩沉降及其、群桩沉降及其随随荷载的变化荷载的变化、群桩的破坏模式、群桩的破坏模式。认识一个新概念：认识一个新概念：群桩效应群桩效应定义群桩效应：群桩效率系数定义群桩效应：群桩效率系数 若不允许群桩的沉降量大于同荷载作用下的单桩沉降量时，则群桩中每若不允许群桩的沉降量大于同荷载作用下的单桩沉降量时，则群桩中每一根桩的平均承载力就要比单桩时降低。根据这一概念，在设计中常要乘以一根桩的平均承载力就要比单桩时降低。根据这一概念，

7、在设计中常要乘以群桩效率系数，其意义为：群桩效率系数，其意义为：单桩极限承载力承载力群桩中的基桩平均极限sp相应地，还可区分群桩侧摩阻力和端阻力，分别定义群桩效应如下：相应地，还可区分群桩侧摩阻力和端阻力，分别定义群桩效应如下：单桩极限侧摩阻力侧摩阻力群桩中的基桩平均极限s单桩极限侧端阻力端阻力群桩中的基桩平均极限p关于群桩效应的几点重要认识关于群桩效应的几点重要认识l 桩侧阻力的群桩效应桩侧阻力的群桩效应 群桩效应对桩侧阻力影响的基本群桩效应对桩侧阻力影响的基本规律是：群桩效率系数越大，则桩规律是：群桩效率系数越大，则桩土间的相对位移越小，此时桩侧阻土间的相对位移越小，此时桩侧阻力的发挥越小

8、。力的发挥越小。右上图：右上图：桩距越大，群桩效应越不桩距越大，群桩效应越不明显，桩周土应力重叠越小，致使明显，桩周土应力重叠越小，致使桩周土的竖向位移越小，则桩土相桩周土的竖向位移越小，则桩土相对位移越大，桩侧摩阻力能尽情发对位移越大，桩侧摩阻力能尽情发挥，承台底土反力越大挥，承台底土反力越大(P=KS)；反；反之，桩土相对位移越小，桩侧土摩之，桩土相对位移越小，桩侧土摩阻力不易发挥；承台底反力越小。阻力不易发挥；承台底反力越小。打入群桩：群桩效应明显，整体破打入群桩：群桩效应明显，整体破坏；反之，单桩破坏。坏；反之，单桩破坏。关于关于群桩效应的几点重要认识群桩效应的几点重要认识l 桩端阻力

9、的群桩效应桩端阻力的群桩效应 群桩效应对桩端阻力影响的基本规律是：群桩效应对桩端阻力影响的基本规律是：n群桩效应越大，受剪应力重叠及桩端土体位移受限影响，群桩效应越大，受剪应力重叠及桩端土体位移受限影响，桩端阻力越大；桩端阻力越大；关于关于群桩效应的几点重要认识群桩效应的几点重要认识l 桩端阻力的群桩效应桩端阻力的群桩效应 群桩效应对桩端阻力影响的基本规律是：群桩效应对桩端阻力影响的基本规律是：n群桩端阻破坏形式群桩端阻破坏形式依据群桩效应不同而不依据群桩效应不同而不同，群桩效应不明显，同，群桩效应不明显，群桩端阻破坏类似于单群桩端阻破坏类似于单桩端阻破坏，但因应力桩端阻破坏，但因应力重叠、承

10、台约束、土体重叠、承台约束、土体变形受限，从而使桩端变形受限，从而使桩端土破坏承载力相对较高。土破坏承载力相对较高。关于关于群桩效应的几点重要认识群桩效应的几点重要认识l 桩端阻力的群桩效应桩端阻力的群桩效应 群桩效应对桩端阻力影响的基本规律是：群桩效应对桩端阻力影响的基本规律是：n群桩端阻破坏形式依群桩端阻破坏形式依据群桩效应不同而不同，据群桩效应不同而不同，群桩效应明显，桩端土群桩效应明显，桩端土强度不高时，破坏以冲强度不高时，破坏以冲剪或局部剪切破坏为主，剪或局部剪切破坏为主，若为软弱下卧层，土体若为软弱下卧层，土体可发生侧向挤出而使桩可发生侧向挤出而使桩基整体失稳；桩端土强基整体失稳；

11、桩端土强度较高时，可产生整体度较高时，可产生整体剪切破坏。剪切破坏。关于关于群桩效应的几点重要认识群桩效应的几点重要认识l 群桩下承台底土对荷载的分担作用群桩下承台底土对荷载的分担作用 承台底土是否能够承受荷载，需不需要考虑以及如何承台底土是否能够承受荷载，需不需要考虑以及如何考虑承台底土的荷载分担效应？考虑承台底土的荷载分担效应？ 不考虑承台底土的荷载分担效应是偏于安全的。但事不考虑承台底土的荷载分担效应是偏于安全的。但事实是，承台底土的荷载分担作用不容忽视，尤其是对于摩实是，承台底土的荷载分担作用不容忽视，尤其是对于摩擦型桩基，荷载分担率通常能达到百分之十几到百分之五擦型桩基，荷载分担率通

12、常能达到百分之十几到百分之五十之间。十之间。关于关于群桩效应的几点重要认识群桩效应的几点重要认识l 群桩下承台底土对荷载的分担作用群桩下承台底土对荷载的分担作用承台底土荷载分担效应的主要规律是：承台底土荷载分担效应的主要规律是：n承台底土的压缩性越低，强度越高，荷载分担率越大；承台底土的压缩性越低，强度越高，荷载分担率越大；n桩距越大，承台底反力愈大；桩距越大，承台底反力愈大；n承台底土反力随着荷载水平提高；承台底土反力随着荷载水平提高；n桩愈短，桩长与承台宽度比愈小，桩侧摩阻力发挥值愈低，承台土反力大。桩愈短，桩长与承台宽度比愈小，桩侧摩阻力发挥值愈低，承台土反力大。承台底土荷载分担效应的基

13、本规律是：承台底土荷载分担效应的基本规律是：P=K.S。即桩土相对位移越大，。即桩土相对位移越大，承台底土荷载分担率越大。承台底土荷载分担率越大。群桩竖向承载力指群桩基础的竖向承载能力，包含三层意思：群桩竖向承载力指群桩基础的竖向承载能力，包含三层意思：l群桩与一定范围土视为整体时所能承受的竖向总荷载。此时，桩端以下存群桩与一定范围土视为整体时所能承受的竖向总荷载。此时，桩端以下存在软弱下卧层，应校核其强度；在软弱下卧层，应校核其强度；l群桩中的各基桩承载力应进行校核；群桩中的各基桩承载力应进行校核；l群桩沉降应小于允许沉降量的竖向荷载。因此，沉降不仅是正常使用极限群桩沉降应小于允许沉降量的竖

14、向荷载。因此，沉降不仅是正常使用极限状态的校核条件，也是群桩承载力确定的依据。状态的校核条件，也是群桩承载力确定的依据。因此，群桩竖向承载力的确定应考虑上述三个方面！因此，群桩竖向承载力的确定应考虑上述三个方面！群桩整体竖向承载力按下式计算：群桩整体竖向承载力按下式计算：uunQp 适用条件：适用条件：群桩整体竖向承载力计算的实体深基础法群桩整体竖向承载力计算的实体深基础法l侧阻整体破坏模式下：侧阻整体破坏模式下：对于小桩径对于小桩径(Sa3d)挤土型低承台群桩，挤土型低承台群桩，可将群桩基础看作为整体基础，而基础的破坏可将群桩基础看作为整体基础，而基础的破坏为整体外侧表面的剪切破坏，此时的群

15、桩基础为整体外侧表面的剪切破坏，此时的群桩基础整体竖向承载力可采用两种方法估算，并取其整体竖向承载力可采用两种方法估算，并取其小值：小值：puisuipusuuABqlqBApppA)(2：方法pubbuqBApB：方法群桩整体竖向承载力计算的实体深基础法群桩整体竖向承载力计算的实体深基础法l侧阻非整体破坏模式下：侧阻非整体破坏模式下：对于非挤土型群桩，其侧阻多呈各单桩破坏，此时可忽略承台分担荷载的对于非挤土型群桩，其侧阻多呈各单桩破坏，此时可忽略承台分担荷载的作用，其极限承载力可按下式计算：作用，其极限承载力可按下式计算：pupisuiuuqnAlqnunQp持力层下存在软弱下卧层时的验算持

16、力层下存在软弱下卧层时的验算桩端持力层以下存在软弱下卧层时，对桩基整体稳定可桩端持力层以下存在软弱下卧层时，对桩基整体稳定可能产生不利影响，体现在两个方面：能产生不利影响，体现在两个方面：l持力层冲剪破坏致使桩基整体失稳；持力层冲剪破坏致使桩基整体失稳；l软弱下卧层变形致使桩基整体沉降过大。软弱下卧层变形致使桩基整体沉降过大。一般来说，桩基只按承载力进行计算、设计。但是，正如前述桩基承载力的确一般来说，桩基只按承载力进行计算、设计。但是，正如前述桩基承载力的确定应满足正常使用极限状态要求，因此桩端持力层为软弱土层或建筑物对沉降要定应满足正常使用极限状态要求，因此桩端持力层为软弱土层或建筑物对沉降要求很高时，尚应对桩基沉降进行验算。