7.1　概  述

在实际工程中,除了一柱一桩外,大量的桩基都布置成群桩的形式。此时,除了桩与桩之间通过土体发生相互作用外,桩与桩之间还通过桩顶承台发生相互作用。因此,在群桩的性状分析中,主要解决两个关键问题,即密集布置(或小桩距)群桩的群桩效率(或桩-土-桩之间的相互作用)和荷载在各桩之间的分配(桩-承台-桩之间的相互作用)问题。但二者并非孤立的,而是相互关联的。通过承台传递到每个桩上的荷载大小主要取决于该桩与桩前土体的相互作用特性。

由于桩-土-桩之间的相互作用(一般称为遮拦效应),在相同的桩头变形条件下,群桩中各单桩的土体抗力比相应的独立单桩的土体抗力小(Brown&Reese,1987,1988)。相应地,各单桩承担的荷载(或剪力)比独立单桩承担的荷载小(Poulos,1971b;Brown&Reese,1987,1988)。反过来,如果各桩的平均荷载与独立单桩的荷载相等,群桩将比单桩产生更大的侧向变形和弯矩。

群桩效应通常采用群桩效率系数,ηg进行描述。群桩的效率系数定义为群桩中各单桩的平均极限承载能力与独立单桩的承载能力之比。值得指出的是,单桩或群桩的承载能力一般定义为指定的桩基变形,如10%或20%(Broms,1964a;Briaud,1992;Kulhawy& Mayne,1995),所对应的桩头荷载水平。

在分析群桩效应时,必须对群桩中每个单桩的“贡献”进行分析。在群桩中,桩顶一般为完全固定或部分固定。由于桩顶承台的存在,可认为每个桩在桩头处发生的侧向位移相等。因此,除了满足各单桩的总荷载(或桩顶处剪力)与施加到群桩的总荷载相等外,各桩还应满足桩头的变形相容条件。