桩承载力总结、群桩效应、减沉桩

桩基础水平承载力的概念及计算方法(二)群桩中基桩表现出与单桩承载特性明显不同，群桩水平承载力会受到更多因素影响。

现行的相关规范新规定，在进行群桩基础水平承载设计时应考虑群桩集合效应问题。

大量研究试验表明，桩径、桩数、桩距、桩的布置方式、地基土性质等都是都影响群桩发展水平承载力的主要原因，悬臂此外桩与承台连接的约束嵌固作用、承台底与地基土的摩擦作用以及承台侧面正向土抗力作用等也影响群桩水平承载力。

本节主要结合既往试验资料分析群桩效应问题，水平荷载下的群桩效应主要表现在以下几方面：1、桩与桩的相互影响效应（1）桩的相互影响导致地基管理水平反力系数降低由于群桩中桩与桩之间的相互影响，产生了土中的应力重叠现象，主要表现次要为地基水平反力系数降低，从而引起群桩的升高水平位移增大，水平承载力降低。

桩距越小，桩数越多，桩与桩的相互干涉影响越显著，群桩效应也越明显。

这种距的影响沿荷载方向远大于垂直于荷载方向。

在考虑桩的相互影响方式上才上，大部分国家主要通过对桩侧土水平反力系数的降低对数考虑桩与桩的相互影响，并且给出了产生群桩效应的临界桩距。

如日本铁道总合技术研究所（2000），铁道构造物等设计标准、同解说（基础结构物、抗土压结构物）（简称JNR，2000）中规定，考虑群桩效应，群桩之水平地基反力系数需进行折减。

《港口工程桩基完善》JTS167-4-2021中对按群桩设计的全直径桩基，在而非往复水平力作用下，可按水平地基反力系数折减后的单桩设计，其折减系数按下表取值。

kN为采用NL法的单桩水平地基反力系数，m为采用m法的单桩水平地基比率反力系数随深度线性增加的比例系数。

其单桩最小间距有关规定为6D~8D。

《公路桥涵地基基础设计规范》JTGD63-2007考虑在水平外力作用平面内有数排桩时，前后排桩将产生相互遮挡作用，各桩间的受力将会产生影响，因而更进一步提出了各桩间的相互影响k，即通过对桩计算宽度的修正来进一步考虑桩间相互影响系数，并新规定对单排桩或L1（平行于受力方向的桩间净距）＜0.6h1（桩的计算埋入深度h1=3（d+1））时，对其计算宽度的折减系数为加拿大方法论工程手册（CanadianGeotechnicalSociety，1978）及AASHTO（1996）公路铁路桥标准规范中均规定，水平力沿桩排列方向，桩中心距为8D时其群桩效应为1.0，即地基土水平反力系数不予折减，而桩中心距为3D时其群桩效应为0.25，即地基土水平反力系数折减为原来的0.25，水平力沿垂直两条道路排列方向时，桩中心距为2.5D时可不考虑群桩效应。

桩基群桩效应桩基群桩效应是指多个相邻桩基间相互之间的相互作用所引起的现象。

在土木工程中，桩基群桩效应经常会影响到桩基的设计和施工，因此了解和研究桩基群桩效应对于工程的安全和稳定非常重要。

首先，桩基群桩效应可以对桩基的荷载传递和承载力产生影响。

当多个桩基靠近时，由于土体的变形和桩基的刚度差异，桩基之间会产生相互作用。

这些相互作用会导致桩基的承载能力改变，进而影响整个桩基群的承载能力。

因此，在进行桩基设计时，需要充分考虑桩基群桩效应的影响，合理确定桩基的布置和间距，以确保工程的安全性和稳定性。

其次，桩基群桩效应还会影响到桩基的沉降和侧向位移。

在桩基群中，由于桩基之间的相互作用，桩基的沉降和侧向位移不仅取决于单桩基的特性，还会受到周围桩基的影响。

当桩基群承受垂直荷载时，桩基群桩效应导致桩基之间的土体变形不均匀，从而引起桩基的沉降和侧向位移。

因此，在进行桩基群设计时，需要充分考虑桩基的相互作用，合理确定桩基的布置和间距，以控制桩基群的沉降和侧向位移。

此外，桩基群桩效应还会对土体的稳定性和变形性能产生影响。

由于桩基群的存在，土体的应力和变形分布会发生变化。

在土体的应力分布方面，桩基群桩效应会导致土体的应力传递路径复杂化，增加土体的应力不均匀性。

在土体的变形性能方面，桩基群桩效应会影响土体的刚度和变形特性。

这些影响将对土体的稳定性和变形性能产生重要影响，可能导致土体的沉降、侧向位移和不均匀沉降等问题。

因此，在进行地基处理和土方工程时，需要综合考虑桩基群桩效应的影响，合理选择地基处理措施，以保证工程的稳定和安全。

综上所述，桩基群桩效应是桩基设计和施工中不可忽视的因素。

了解桩基群桩效应的发生机理和影响特点，对于指导工程的设计和施工具有重要意义。

科学合理地设计和布置桩基，充分考虑桩基群桩效应的影响，可以提高工程的安全性和稳定性，保证工程的质量和可持续发展。

因此，我们在进行桩基工程时，应该深入研究桩基群桩效应，不断改进设计和施工技术，以适应工程建设的需要。

群桩承载力分析摘要：本文主要是根据前人对群桩效应的研究，归纳总结出横竖向作用力下群桩的承载力特性，展示了现有研究方法的优势与不足，并指出群桩研究今后的发展方向和展望。

关键词：群桩横竖向作用力群桩效应系数桩基础凭借着其承载力高、受力合理、安全可靠的优点，在基础工程中得到了广泛地应用。

鉴于此，对桩基础承载力的研究显得尤为必要。

本文通过总结前人对群桩的破坏机理的试验和理论研究，分析群桩效应的影响因素，指出横竖向作用力下群桩效应系数的计算方法，这样既可以清晰罗列出已有研究成果，也可以分析有横竖向力共同作用的群桩承载力，而不是单一的对只受横向或者竖向力的桩群的研究。

1群桩效应的影响因素制约群桩效应的主要因素,一是群桩自身的几何特征,包括承台的设置方式、桩距、桩长及桩长与承台宽度比、桩的排列形式、桩数;二是桩侧与桩端的土性、土层分布和成桩工艺。

具体来说，有以下几点：土质，一般说来，土的内摩擦角较小时，土中应力扩散角也相应较小。

土中应力在纵向上的影响加剧，而在横向上的影响则减弱。

但试验表明，土的类型和密度与群桩效应系数无明显关系。

桩距、桩数的影响，随着桩距的增加群桩效应的影响在减弱，美国《钻孔桩基础设计与施工规范》以及德国《大口径钻孔灌注桩规范》都规定，当沿荷载方向的桩距大于8D时，不考虑群桩效应。

群桩效应还受到桩数的影响，桩数越多,群桩沉降越大,其沉降增幅也越大;桩数越少,其沉降越小。

桩身位移的影响，以前学者们认为群桩效应受到入土深度的影响，桩间土体松动，产生较大的群桩效应；在地基的深层，虽然荷载较大，但是由外荷载引起的变形较小，产生较小的群桩效应。

尤其埋深在大于10倍的桩径以上，在工程上往往可以忽略。

伴随着桩长的增加，群桩中桩与桩之间的相互影响越来越严重，群桩效应也就得到相应地加强，群桩中基桩的极限承载力下降。

桩顶边界条件的影响，由于试验数据的局限性，还不可能评估桩顶的约束条件的影响，研究得很不够。

2群桩效应系数计算方法大多数的工程实际中，往往是群桩和承台共同承担水平荷载。

最全面的桩基计算总结桩基础计算一.桩基竖向承载力《建筑桩基技术规范》5.2.2 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定：Ra=Quk/K式中Quk——单桩竖向极限承载力标准值；K——安全系数，取K＝2。

5.2.3对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。

5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4 软土地基的减沉复合疏桩基础。

当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取η=0。

单桩竖向承载力标准值的确定：方法一：原位测试1.单桥探头静力触探（仅能测量探头的端阻力，再换算成探头的侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.32.双桥探头静力触探（能测量探头的端阻力和侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.4方法二：经验参数法1.根据土的物理指标与承载力参数之间的关系确定单桩承载力标准值《建筑桩基技术规范》5.3.52.当确定大直径桩(d>800mm）时，应考虑侧阻、端阻效应系数，参见5.3.6钢桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.7混凝土空心桩承载力标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.8嵌岩桩桩承载力标准值的确定：1.桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。

后注浆灌注桩承载力标准值的确定：1.承载力由后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值，后注浆总极限端阻力标准值；特殊条件下的考虑液化效应：对于桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m 的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化折减系数计算单桩极限承载力标准值。

一、桩基承载力的计算公式1. 单桩承载力计算公式：Qs = Qsk + Qp其中，Qs为单桩承载力；Qsk为极限承载力；Qp为桩身抗拔力。

2. 极限承载力计算公式：Qsk = 1.2×γD×L×fck其中，γ为桩身材料重度；D为桩径；L为桩长；fck为桩身材料抗压强度标准值。

3. 桩身抗拔力计算公式：Qp = 0.8×γD×L×fck其中，Qp为桩身抗拔力；其他参数与极限承载力计算公式相同。

二、桩基沉降的计算公式1. 桩基沉降计算公式：S = (Qs - Qp)×δp / (A×E)其中，S为桩基沉降；δp为桩身材料变形模量；A为桩身截面积；E为桩身材料弹性模量。

2. 桩基沉降计算公式（简化）：S = (Qs - Qp)×δp / (πD²/4)其中，其他参数与桩基沉降计算公式相同。

三、桩基首灌混凝土计算公式1. 钻孔灌注桩首盘方量计算公式：V = (H1 - H2)×πD²/4 + πd²/4×h1其中，V为首盘方量；H1为桩孔底至导管底端距离；H2为导管初灌埋深；D为桩孔直径；d为导管内径；h1为桩孔内混凝土达到埋置深度时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度。

2. 钻孔灌注桩首盘方量计算公式（简化）：V = πD²/4×(H1 - H2) + πd²/4×h1其中，其他参数与钻孔灌注桩首盘方量计算公式相同。

四、桩基施工进度计算公式1. 桩基施工进度计算公式：P = (N × D × L) / (T × 24 × 60)其中，P为桩基施工进度；N为桩基数量；D为桩径；L为桩长；T为施工时间（小时）。

2. 桩基施工进度计算公式（简化）：P = N × D × L / (T × 24)其中，其他参数与桩基施工进度计算公式相同。

钻孔灌注桩注浆群桩的承载力分析工程中对桩端注浆后钻孔灌注桩承载力实验往往是做单桩竖向承载力的静载荷实验，得到的实验数据是单桩的承载力，但是在设计时经常按照群桩注浆设计，而注浆群桩和注浆单桩承载的受力机理是有所不同。

本文通过有限元软件分析不同桩端土模量、不同桩间距大小和不同浆泡尺寸对注浆群桩的承载力的影响分析，得出一些结论。

Key words：grouting；pile group；Carrying Capacity0.引言在工程中，钻孔灌注桩由于其优点而得到广泛发展，但是由于其存在侧壁泥浆护臂而存在泥皮效应和桩端存在沉渣问题而降低了该桩型的承载力，上个世纪60年代以来，桩端和桩侧注浆能够克服灌注桩的上述缺点而得到了广泛应用，但是由于工程中往往使用群桩作为基础承受上部荷载，但是关于注浆群桩的实验和理论资料非常少，原位测试中做的静载荷试验也都是单桩实验，但是单桩和群桩存在很多不同的问题，拿着单桩载荷试验的结论套用在群桩上显然缺乏说服力，因此，本为用有限元软件分析探讨注浆群桩的受力机理，取得一些结论。

1.有限元模型的建立本文有限元分析的计算参数及模型。

桩、土、垫层及承台均采用节点SOLID42单元；网格由程序自动完成，在桩顶和桩端进行网格加密；计算域水平方向从荷载板边缘延伸一倍荷载板宽度，竖向方向计算至桩端一倍桩长。

边界条件为：两侧边均无水平位移，底边完全固定。

计算采用的各材料的力学参数见表1，对某些参数影响作用进行分析时，它的取值有所变化。

由于实际工程比较复杂，有限元模型不可能将实际情况全面考虑，因此，为使问题简化，在有限元计算中做如下假定：①同一种材料具均质、各向同性性；②土体界面及承台与垫层之间均无相对滑移；③把地基土只划分为一个土层。

④桩间土体和垫层为连续的弹塑性体，符合Drucker-Prager模型；⑤桩体和基础均为线弹性体。

注浆群的桩长取30米，桩径取0.8米。

建立有限模型与实际工程中注浆单桩进行了对比分析，得到的结论是该模型中所提供的参数基本上是符合该工程的实际工程地质条件。

第九章桩基础名词解释：1．桩基础：由基桩和连接于桩顶的承台共同组成支承和传递荷载的体系。

2．低承台桩基：桩身全部埋于土中、承台底面与土体接触的桩基。

3．高承台桩基；桩身上部露出地面而承台底位于地面以上的桩基。

4．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。

5．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，它是指实际群桩承载力与各单桩承载力之和之比。

6．负摩阻力：桩身周围土由于自身固结、自重湿陷、地面外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。

7．端承桩：桩顶竖向极限荷载绝大部分由桩端阻力承担，而桩侧阻力可以忽略不计的桩。

8．端承摩擦桩：桩顶竖向极限荷载由桩端阻力和桩侧阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较大的桩。

9．摩擦桩：桩顶竖向极限荷载绝大部分由桩侧阻力承担，而桩端阻力可以忽略不计的。

填空题1．桩基础一般由——和——两部分组成。

2．按承台底面的相对位置，桩基础分为——和——两种类型。

3．桩基的极限状态分为——极限状态和——极限状态两类。

4．根据桩基损坏造成建筑物的破坏后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响)的严重性，建筑桩基分为——、——和——三个安全等级。

5．按施工方法不同，桩可分为——和——两大类。

6．灌注桩可归结为——和——两大类。

7．按设置效应，可将桩分为挤土桩、——和——三类。

8．单桩竖向承载力的确定，取决于————与——两个方面。

9．当桩基为轴心受压时，桩的根数n的计算表达式为——。

若为偏心受压，桩数应按其确定的值增加——％。

10．矩形承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长，边缘挑出部分不应小于——mm。

11．桩侧存在负摩阻力时，在桩身某一深度处的桩土位移量相等，该处称为——。

12．确定群桩基础下拉荷载时，应将单桩下拉荷载乘以相应的——系数予以折减。

群桩基础承载力计算①群桩的荷载传递机理一，概述由多根桩通过承台联成一体所构成的群桩基础，与单桩相比，在竖向荷载作用下，不仅桩直接承受荷载，而且在一定条件下桩间土也可能通过承台底面参与承载；同时各个桩之间通过桩间土产生相互影响；来自桩和承台的竖向力最终在桩端平面形成了应力的叠加，从而使桩端平面的应力水平大大超过了单桩，应力扩散的范围也远大于单桩，这些方面影响的综合结果就是使群桩的工作性状与单桩有很大的差别。

这种桩与土和承台的共同作用的结果称为群桩效应。

正确认识和分析群桩的工作性状是搞好桩基设计的前提。

群桩效应主要表现在承载性能和沉降特性两方面，研究群桩效应的实质就是研究群桩荷载传递的特性。

以下我们对群桩效应的承载性能做详细研究。

二，群桩的荷载传递特性群桩的荷载传递是指通过承台和桩，在土体中扩散应力，将外荷载沿不同的路径传到地基的不同部位，从而引起不同的变形，表现为群桩的不同承载性能。

群桩的荷载传递路径受到许多因素的影响而显得复杂又多变。

但从群桩效应的角度，荷载传递模式主要有两类：端承桩型和摩擦桩型。

1）端承桩型的荷载传递。

对于端承桩，桩底处为岩层或坚实的土层，轴向压力作用下桩身几乎只有弹性压缩而无整体位移，侧壁摩擦阻力的发挥受到较大限制，在桩底平面处地基所受压力可认为只分布在桩底面积范围内，如图1所示。

在这种情况下，可以认为群桩基础各桩的工作情况与独立单桩相同。

2）摩擦桩型的荷载传递。

对于摩擦桩，随着桩侧摩擦阻力的发挥，在桩土间发生荷载传递，故桩底平面处地基所受压力就扩散分布到较大的面积上如图2（a）所示。

试验表明，当相邻桩的中心距Sa>6d时（其中d为桩的直径，有斜桩时Sa应按桩底平面计算），桩底平面处压力分布图才不致彼此重叠，因而群桩中一根桩与独立单桩的工作情况相同，如图2（b）所示。

而当桩间距较小（中心距Sa≤6d）时，桩底平面处相邻桩的压力图将部分地发生重叠现象，引起压力叠加，地基所受压力无论在数值上及其影响范围和深度上都会明显加大，如图2（c）所示；这种现象就是群桩作用或群桩效应。

土木吧丨群桩效应之精髓一、什么是群桩效应？群桩效应（Group Piles effects ）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，且群桩沉降也明显地超过单桩这一现象。

群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩类型和排列方式等多个因素的影响而变化。

群桩效率系数η是指群桩竖向极限承载力与群桩中所有桩的单桩竖向极限承载力总和之比，即：沉降比ζ是指在每根桩承担相同荷载条件下，群桩沉降量sn与单桩沉降量s之比，即ζ= sn /s。

群桩效率系数η越小、沉降比ζ越大，表示群桩效应越强，也就意味着群桩承载力越低、沉降越大群桩效率系数η和沉降比ζ主要取决于桩距和桩数，其次与土质和土层构造、桩径、桩的类型及排列方式等因素有关。

二、群桩工作特点群桩基础在外荷载作用下，由于桩基的承载类型和几何形式不同，其工作特点也不同。

1．端承型群桩的工作特点对于端承群桩，由于桩端处持力层为岩层或坚硬土层，桩端的沉降很小，桩侧摩阻力不易发挥，上部荷载通过桩身直接传至桩端土层中，桩端地基土所受压力仅局限于桩底面积范围内，各桩端的压力彼此相互影响小。

在这种情况下，可认为端承群桩中的各基桩的工作性状与独立单桩相同，因此端承群桩的承载力等于相应根数的单桩承载力之和，其沉降量也与单桩沉降量相同。

2．摩擦群桩的工作特点摩擦群桩与端承群桩相反，作用其上的荷载主要是通过每根桩侧面的摩阻力传布到桩周及桩端的土层中去。

一般假定，桩侧摩阻力在土中引起的附加应力按照一定的角度沿桩长向下扩散分布，至桩端平面处，压力分布如下图b中的阴影部分所示。

1）承台底面脱地的情况，非复合基桩a、桩基承台刚度的影响b、基土性质的影响当桩距为Sa =3-4d（d为桩径）时，对于挤土桩，砂土、非饱和土和一般性粘土、填土等有挤密作用，会使桩承载力增加；而对于饱和粘性土，超静孔压积累，地面上浮，先入桩上浮，土层扰动等，会使桩承载力降低。