群樁效率系數(shù)

群樁效率系數(shù)土木工程術(shù)詞01簡(jiǎn)介算例效率系數(shù)結(jié)論目錄030204基本信息經(jīng)典的群樁效率系數(shù)計(jì)算必須服從彈性力學(xué)假定,一般的做法是基于兩根樁豎向位移的相互影響(如用Mindlin解來分析),采用疊加原理推廣至群樁的沉降計(jì)算,由于其解復(fù)雜,結(jié)果均以圖解形式出現(xiàn),無(wú)顯式解,因而對(duì)分析帶來困難,而且與試驗(yàn)結(jié)果相比,計(jì)算結(jié)果偏差較大，從另外的途徑來推導(dǎo)群樁沉降的效率系數(shù)。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介群樁基礎(chǔ)的極限承載力,由于承臺(tái)、樁、土的相互作用要比單樁復(fù)雜得多。目前,用于計(jì)算群樁極限承載力的方法主要有以下幾種:1)以單樁極限承載力作為參數(shù)的群樁效率系數(shù)法;2)以土強(qiáng)度為參數(shù)的極限平衡理論計(jì)算法;3)以樁側(cè)阻力、端阻力為參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法;4)考慮承臺(tái)、樁、土相互作用的分項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)法。方法1比較簡(jiǎn)單直接,關(guān)鍵是準(zhǔn)確合理地確定群樁效率系數(shù)Z,然而樁基的群樁效應(yīng)的影響因素很多,而且復(fù)雜,難以通過承臺(tái)—樁—土相互作用分析的理論方法求解。因而,《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》采用方法4,通過試驗(yàn)手段,根據(jù)大量測(cè)試結(jié)果,經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,以不同的群樁效應(yīng)系數(shù)值來共同反映群樁效率。目前,在我國(guó)的建筑工程中,一般認(rèn)為Z可以大于1,也可以小于1,但其值與1比較接近?；诖?我國(guó)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》]則不考慮群樁效應(yīng),認(rèn)為群樁承載力等于各單樁承載力之和或把群樁視為實(shí)體深基礎(chǔ)時(shí)相應(yīng)的樁端土承載力。樁基礎(chǔ)是高層建筑中最常用的結(jié)構(gòu)形式,特別沿海地區(qū),在軟土地基上的建筑廣泛使用樁基礎(chǔ)。樁基基礎(chǔ)經(jīng)常以群樁的形式出現(xiàn),即使是單樁單柱結(jié)構(gòu),就整個(gè)建筑物而言也是群樁的一部分。效率系數(shù)效率系數(shù)經(jīng)典的群樁效率系數(shù)計(jì)算必須服從彈性力學(xué)假定,一般的做法是基于兩根樁豎向位移的相互影響(如用Mindlin解來分析),采用疊加原理推廣至群樁的沉降計(jì)算,由于其解復(fù)雜,結(jié)果均以圖解形式出現(xiàn),無(wú)顯式解,因而對(duì)分析帶來困難,而且與試驗(yàn)結(jié)果相比,計(jì)算結(jié)果偏差較大，從另外的途徑來推導(dǎo)群樁沉降的效率系數(shù)。根據(jù)推導(dǎo),在樁使用荷載下,樁周土、樁底持力層基本線性態(tài)時(shí)，S=Q/Ke(1)Ke=η11b1EA(2)η11=k1+b1EAth(b1L)b1EA+k1+th(b1L)(3)b1=λ1/EA(4)Ke為Q-S曲線段的初始斜率理論值,k1為樁端持力層彈性系數(shù),λ1為樁周土與樁之間的抗剪剛度系數(shù)。在群樁體系下,必須考慮其他相鄰樁對(duì)本樁的影響。不同于傳遞函數(shù)以及相互影響系數(shù),這里以形狀函數(shù)考慮相鄰樁的影響

。算例算例作為例子,引用一個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù):粉土中模型,鉆孔灌注樁,樁徑d=250mm,L/d=18,樁間距L=3d,以2×2正方形布樁,實(shí)測(cè)單樁沉降為3.2mm,群樁承臺(tái)沉降為5.4mm(均以設(shè)計(jì)荷載時(shí)取值)。從式(14)可知群樁與單樁的沉降比:Rs=1+2αlnL/R1lnR0/R1+αln2L/R1lnR0/R1(15)將各項(xiàng)數(shù)據(jù)代入得Rs=1.602,而實(shí)測(cè)群樁沉降比為Rs=1.688,兩者十分接近。對(duì)于2×3、3×3等更多樁數(shù)時(shí)得群樁效率系數(shù)這里不再一一列出,讀者可自行推導(dǎo)或編一簡(jiǎn)單程序即可

。結(jié)論結(jié)論通過對(duì)樁基在豎向載荷作用下沉降模型的簡(jiǎn)化,推導(dǎo)了群