群桩效应

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。

群桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。

单桩基础——采用一根桩（通常为大直径桩）以承受和传递上部结构（通常为柱）荷载的独立基础。

群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。

基桩——群桩基础中的单桩。

复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。

复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。

单桩竖向极限承载力——单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度，一般由土对桩的支承阻力控制，对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩，可能由桩身材料强度控制。

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。群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。

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，如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。

桩侧阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限侧阻与单桩平均极限侧阻之比。

桩端阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限端阻与单桩平均极限端阻之比。

桩侧阻端阻综合群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限承载力与单桩极限承载力之比。

承台底土阻力群桩效应系数——群桩承台底平均极限土阻力与承台底地基土极限阻力之比。

负摩阻力——桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附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。在桩身某一深度处的桩土位移量相等，该处称为中性点。中性点是正、负摩阻力的分界点。

下拉荷载——对于单桩基础，中性点以上负摩阻力的累计值即为下拉荷载。对于群桩基础中的基桩，尚需考虑负摩阻力的群桩效应，即其下拉荷载尚应将单桩下拉荷载乘以相应的负摩阻力群桩效应系数予以折减。

闭塞效应——开口管桩沉入过程，桩端土一部分被挤向外围，一部分涌入管内形成“土塞”。土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩，土塞高度及其闭塞程度与土性、管径、壁厚及进入持力层的深度等诸多因素有关。闭塞程度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”。

桩效应是多根桩受力后通过桩周土体而相互作用引起的与单桩承载力与变形性状相异的效果。除端承桩基由于桩端面积较小且土（岩）较硬而使各桩引起的应力叠加作用较小以外，甚至在诸如群桩承压、受水平力及抗拔时均存在群桩效应问题。

群桩效应主要是由于各桩所引起的地基应力的叠加造成的。端承桩桩与桩的相互作用效应很小，可忽略不计。摩擦型桩群桩导致应力分布的范围及强度均较大，应力传递的深度也将比单桩情况大，因此群桩效应明显。这一原理也适用于群桩抗拔等情况。

群桩效应具体表现在以下几个方面：群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。

群桩抗侧摩阻力

桩侧摩阻力只有在桩土间产生一定相对λ移的条件下才能充分发挥出来，并受到桩距、承台、桩长与承台宽度比、土性等因素的影响。

群桩的桩端阻力

一般情况下桩端阻力随桩距减少而增大，同时也受到承台、土性与成桩工艺的影响。

群桩桩顶荷载的分配

刚性承台群桩的桩顶荷载分配的规律一般是中心桩最小，角桩最大，边桩次之，其受到桩距、桩数、承台与上部结构综合刚度、土性的影响。

群桩沉降

由于相邻桩应力的重叠导致桩端平面以下的应力水平提高和压缩层加深，因而群桩的沉降量和延续时间往往大于单桩，其受到桩数、桩距和长径比的影响。

群桩的破坏模式

群桩的破坏模式分为桩群侧阻力的破坏和桩群端阻力的破坏，

a）桩群侧阻碍力的破坏分为桩土整体破坏和非整体破坏。整体破坏是指桩、土形成整体，如同实体基础那样工作，破坏面受生了桩群外Χ。非整体破坏是指各桩的桩土之间产生相对λ移，破坏面发生于各桩侧面。

b）桩端阻力的破坏可分为整体剪切、局部剪切、冲剪三种模式。

竖向荷载作用下的群桩基础，由于承台、桩、土相互作用，其基桩的承载力和沉降性状往往与相同地质条件下设置方法相同的单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。群桩基础的承载力并不常等于各单桩承载力之和。群桩效应具体表现以下几个方面：群桩的侧阻力、群桩的端阻力、承台土反力、桩顶荷载分布、群桩的破坏模式、群桩的沉降及其随荷载的变化。例如地震荷载作用下，桩基承受较大的水平荷载， 由于群桩效应的影响， 群桩中各桩基的承载力相比单桩要小的多， 并且由于边缘效应和影子效应的影响范围不同， 前排桩(加载方向前的第一排桩基)水平承载力相比其他各排桩是最大的，而其余各排桩水平承载力相比单桩来说下降更多。因此， 想要正确模拟群桩基础的桩土相互作用，就不能简单的认为土体对群桩基础中各单桩的作用与独立的单桩相同。对于地震荷载作用下的群桩效应，很多学者基于 p- y 曲线进行了深入研究，主要涉及到三个方面：①群桩效应的计算。对于群桩效应的计算， 大部分的处理方法是将群桩基础中单桩的 p- y 曲线与独立的单桩 p- y 曲线建立某种关系， 最直接的方法是将单桩的 p- y 曲线乘上某个修正系数因子， 得到群桩的 p- y 曲线，考虑此修正系数因子的方法主要有 y 修正系数、 P 修正系数和模数修正法， 其中又以 P 修正系数应用的最为广泛；②群桩效应对桩基地震反应的影响。Makris 等通过解析方法分别分析了 1 × 2 群桩基础在桩顶谐波激励(主要为惯性相互作用)和竖直传播的 S 波激励(主要为几何相互作用)下群桩效应对地震反应的影响， 结果表明， 惯性相互作用下， 群桩效应的影响更大。群桩效应的影响因素。群桩效应受多种因素影响， 包括桩距与桩数、 桩径、 土质、 桩顶是否嵌固、 荷载作用方式等。对群桩效应和承台抗力进行了研究， 指出桩基间距是影响群桩效应和桩基地震反应的最主要因素， 土体类型和密度对群桩效应及群桩地震反应基本无影响 。