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t栽撇·孵．．
＼一／第9卷第2期土工基础Vo1．9No．2
1995年12月SoilEng．andFoundationDec．1995
1)一3【论群桩基础中的成拱效应
湖(北工学脘±术I系·雨牛71
la摘要本文论述r不葡受力情况下群桩基础中土拱的形成过程，指出：成拱效应引起了群桩
基础中各单槛中性点的上秽．降低了群桩的负摩阻力；在竖向荷载作用下，承台下群桩与土体形成
的封闭莲拱俸解释了群桩的遮拦作用，并据此揭示了群桩基础的某些受力饥制
关键词戚拱效应；负摩阻力；群桩基础逛拦作用；刚度
1群桩基础中的负摩阻力
1．1或拱效应对群桩负雎阻力的影响
吨也
在一定条件下桩侧土下沉值大于桩受荷后的沉降潼，刚桩侧土相对于{疰向下移动，土对桩
就产生向下作用的下曳力，称为负摩阻力。如图
t示，假设桩穿过桧软粘土而支承在坚硬的土
层上，对群桩中两相邻桩问土体，不周部位就有
不同的沉降值。与桩接触的软土沉降值最小，随
离桩的距离增加，软土的沉降值逐渐增大，直到
两相邻桩的中间处软土产生的沉降值最大．由
于存在竖向沉降的梯度差异，从而调动了桩间
软土不同部位摩阻力的不同程度发挥。与桩侧
接触的软土庠阻力最大，远离桩的软土摩阻力图1群桩中的成拱效应
逐渐减小，在两相邻桩中间处由于竖向沉降梯
度等于零，则该处软土中无摩阻力存在．
这样，就在两相邻的桩阃软±中存在成拱
效应，．支承在坚硬土层上的桩起到了拱体支座
的作用，使桩问软土的部分重量通过负摩阻力
转嫁到桩上。如图1示，群桩的成拱效应导致了
拱体区域桩段范圈负摩阻力的存在，而在拱体
内部由于拱的免压作用使软土的固结沉降减
弱，再加上拱体区域妊段上的负摩阻力增大了高程(m)
槛的竖向荷载、加大丁桩自身的沉降值，从而使l为阻挡韫卑阻力的桩；2、3、4为辑柱内部的桩
拱体内部桩段范围的负摩阻力大大减弱甚至消5为单独们桩
图2槛中各槛及单桩的桩身轴向力
除．导致桩身上的中性点上移，降低了群桩基础
(打桩后lOIO夭)
的总体负摩阻力值。
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第2期畅雪强等：论群桩基础中的成拱效应13
据文献叫，在一个由24根长40m、直径70cm钢管1疰组成的群桩外暖，打入14根抵抗负摩
阻力的桩．打桩后1040天测得这些外围桩的下拉力达350吨，而内部各桩的负摩阻力很小，仅
上部13--25m范围内有不大的负摩阻力，而下部为正摩阻力。图2为实测的桩身轴向力分
市图。该事倒证实丁关于成拱效应导致桩身的中性点上移、群槛负摩阻力值降低论述的正确
眭。
1．2考虑成拱效应计算群桩的负摩阻力
由于桩间土体的成拱效应，据群桩的排列方式，被外围桩包围的中间桩，其承担的沉降土
桂的范围可简化为一等效圆筒柱，其外壁直径为：
对方形桩布置
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