非均匀地基中倾斜群桩竖向承载特性及群桩效应研究

摘要

近年来,倾斜群桩被广泛应用于码头建设、桥梁基础等工程中抵抗横向荷载.随着研究的深入,其竖向承载特性也正引起学术界关注,如何评价倾斜群桩的竖向承载特性及群桩效应一直是工程中的难题.为此,结合厦门—深圳客运专线韩江特大桥桩基选型项目,就倾角为0°～12°周边倾斜的群桩基础分别建立5种桩间距分析模型,对其承载特性及群桩效应进行模拟试验和有限元分析.结果表明:就不同桩距的群桩基础竖向承载特性而言,群桩的最合理倾角为8°左右;竖直桩基的荷载-沉降曲线呈缓变型,倾斜桩基呈陡降型;沉降量在桩间距达到4d(d为室内模型试验基桩的直径)时骤然减小,且竖直桩基骤减值大于倾斜桩基;倾斜桩基地基土变形场的影响范围大于竖直桩基,随着荷载及桩间距的增大,桩间土竖向变形显著减小,桩间土夹持作用减弱,桩侧上部侧摩阻力在应力作用下逐渐增大;竖直群桩轴力为角桩>边桩>中桩,倾斜群桩轴力为中桩>角桩>边桩,轴力变化速率随桩间距的增大而增大;各基桩桩顶荷载分担随着群桩倾角及桩间距的增加趋于均匀;倾斜、竖直群桩群桩效应系数在桩间距为4d之前增长较快,在4d之后增长变缓慢;竖直桩基桩间距在5d时群桩效应系数达到稳定,倾斜桩基在6d时达到稳定,不同桩间距下均是倾角为8°时的倾斜桩基群桩效应系数最大.