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岩土研究院

群桩承载特性与设计方法

336 2022-07-14 09:49:31

(一)垂直荷载作用下群桩基础承载特性与设计方法

通过对群桩基础工作性状与变形的研究以及不同土质中系统的大比例现场试验与工程原位观测结果表明,传统的计算模式在很多情况是不适用的,如考虑群桩效率系数折减的方法、往往导致桩数增多、桩距过密,不仅造价提高、沉桩困难,而且会使基桩及群桩承载力降低,变形增大,导致与设计意图相反的结果。对于建筑桩基(低承台桩基)其工作性状表现为承合一桩一地基土共同工作的综合反映,其承载力是桩侧阻力、端阻力与承台土反力的总和;而这三者又与桩侧、桩端土性、桩距、桩长与承台宽度比、桩数与排列、成桩工艺等因素有关。群桩承载力的研究已由传统的单一群桩效率模式向考虑侧阻、端阻、承台土反力自身变化特性的计算模式过渡。我国建筑桩基技术规范(JGJ94—94)已将考虑基桩侧阻、端阻群桩效应的分项效率系数设计方法纳入规范,以取代传统的群桩效率和等代墩基设计方法。


关于群桩沉降计算方法,应用Mindlin 解计算群桩沉降的计算方法经越来越多的工程实测证明、比传统的 Boussinesq解为基础的等代墩基法更符合实际。引入等效沉降系数以反映 Mindlin 解与 Boussinesg 解的相互关系,采用 Mindlin 弹性分析夹反映荷载、桩长、桩距,桩数排列及土层、土性对桩基变形影响的改进等代墩基沉降计算方法已被纳入建筑桩基技术规范(JGJ94—94)。


(二)水平力作用下群桩承载特性与设计方法

对于水平力作用下的群桩承载特性的研究,目前已对承台一地基土的相互作用及工作性状有了一定的认识,对水平力作用方向上各桩受力分配的不均匀性等有了从定性到定量的认识过程。但对水平荷载作用下群桩承载特性的研究以及相应设计方法的探讨。应该说目前还在不断完善过程中。建筑桩基技术规范(JGJ94—94)提出了二种群桩水平承载力的计算方法。一种只考虑承台、桩群、土相互作用以线弹性反力系数为基础的计算方法;另一种则以单桩水平承载力为基础,考虑承台、桩群、土相互作用以及桩顶约束效应、承台埋置深度效应《低承台群桩承台侧面抗力效应与承台基底摩阻效应)以及桩距、桩数、·桩的布置与土性等因素的分项综合效应系数法。


三、可靠度理论在桩基设计计算中的应用

从定值设计法向可靠度方法转轨是目前国内外岩土工程设计规范改革中的一个重要问题。由于使用可靠度设计方法可以更好地反映桩基础中桩土共同工作、荷载条件及土层参数等不确定因素,因此桩基设计从定值法转轨到可靠度法是发展的趋势。建筑桩基技术规范(JGJ94—94)即是以概率极限状态进行设计,考虑承载力和正常使用两种极限状态,采用分项系数和标准值表示的实用设计方法。

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