桩基础的效应都有哪些?

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库仑李建 - 库仑工程师

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桩基础的效应包括承台效应、闭塞效应、群桩效应、侧阻软化效应、桩侧剪应力松弛效应和侧阻的“沉降硬化”效应等。

1、承台效应

摩擦型群桩在竖向荷载作用下,由于桩土相对位移,桩间土对承台产生一定竖向抗力,成为桩基竖向承载力的一部分而分担荷载,称此种效应为承台效应。

2、闭塞效应

对于开口、带隔板开口钢管桩而言,其承载机理和承载力随有关因素的变化远比闭口桩复杂。这是由于桩沉入过程,桩端土一部分将进入管内形成“土塞”或“土芯”,一部分将被挤向桩周。进入管内的土芯在沉桩过程受到管内壁摩擦阻力作用将产生一定压缩。因此土芯的高度及其闭塞效果与土性、管径、壁厚、桩入土深度及进入硬持力层的深度等诸多因素有关。而桩端土的闭塞程度又直接影响端阻发挥与破坏性状及桩的承载力。称此为“闭塞效应”。

3、群桩效应

1)群桩效应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这一现象。

2)影响群桩效应的因素:影响群桩效应的主要因素有两个:一个是群桩自身的几何特征,如承台的设置方式(高、低承台)、桩间距桩长L及桩长与承台宽度比L/Bc、桩的排列形式、桩数;另一个是桩侧及桩端的土性及其分布、成桩工艺。

4、侧阻软化效应

长单桩侧阻力达到峰值后,其值随着上部荷载的增加(桩土相对位移的增大)而逐渐降低,最后达到并维持一个残余强度。我们将这种桩侧阻力超过峰值进入残余值的现象定义为桩侧阻力软化。

5、桩侧剪应力松弛效应

当桩长较小时,桩侧阻力受承台的消弱效应而降幅较大;当承台底地基土质较好,桩长与承台宽度比L/Bc<1~1.2时,承台土反力形成的压力泡包围了整个群桩,桩间土和桩端平面以下土因受竖向压应力而位移,导致桩侧剪应力松弛而使侧阻力降低,称其为“桩侧剪应力松弛效应”。

6、侧阻的“沉降硬化”效应

不同桩长低承台群桩、单桩平均侧阻与沉降关系表明,群桩侧阻随沉降的变化性状与单桩显著不同。单桩侧阻峰值明显,并在脚下沉降下发挥出来。对于群桩,当L≥1.5Bc(L—桩长,Bc—承台宽度),其 发挥至相应单桩值后,仍随沉降增加而增长,即出现“沉降硬化”。

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