对应变数据进行分析，不同冲刷深度条件下单桩桩身弯矩沿桩深的分布曲线如图8所示。限于试验条件，桩顶处未布置应变片，仅研究了桩顶以下桩身弯矩。由图可知，弯矩沿桩深以抛物线形式变化，先增大后减小，桩身最大弯矩随着水平荷载增大而增大，最大弯矩点出现在泥面以下以及桩身下部范围。最大弯矩点位置随冲刷向桩端移动，当冲深为15 cm时，由桩身60 cm向下移动至65 cm，当冲深为30 cm时，最大弯矩点向下移动至70 cm。同级荷载下，桩身最大弯矩值随冲刷呈增大趋势，单桩入土深度减小，土抗力影响深度减小，桩周土体进入塑性状态，桩身下部所受土抗力增大，桩身弯矩增大，总之，随着冲刷深度增大，上覆土层厚度减小，桩基的水平承载力得到极大削弱。
　　3.2 群桩分析
　　群桩的荷载与位移H-Y曲线如图9所示，由图可知，群桩的H-Y曲线同样为缓变型曲线，其水平承载力见表3。由图9和表3可知，随着冲刷深度的增大，上覆土层厚度减小，桩基水平承载力降低。
　　群桩基础常存在群桩效应[11]，由于群桩各桩与地基相互作用，其变形性状和承载力与单桩有所差异。群桩效率系数为群桩中基桩的变形性状或承载力与同一条件下单桩的比值，即群桩效率系数为

(a) 无冲刷

(b) 冲刷深度15 cm

(c) 冲刷深度30 cm
图8 单桩桩身弯矩分布

图9 群桩的H-Y曲线

　　式中：H为群桩的水平承载力或变位，为单桩的水平承载力或变位，n为群桩的桩数。
　　群桩效率系数随冲深变化如图10。由图可知，承台的整体约束作用使得群桩基础整体刚度增大，群桩中各桩的水平承载力大于单桩基础的水平承载力；群桩效率系数在1.18～1.33之间，冲刷深度15 cm时，系数增大5.1%，冲刷深度30 cm时，系数增大12.7%，随着冲刷深度的增加，桩端土体的嵌固作用削弱，承台对基桩的约束效应增大，因此，群桩效率系数呈逐渐增大的趋势。

　　限于篇幅，文中选取群桩中具有代表性的中心桩进行内力分析，基桩桩身应变数据得到桩身弯矩分布，基桩桩顶边界条件与单桩相同，不同冲刷深度条件下，中心桩桩身弯矩沿桩深的分布规律如图11所示。由图可知，桩身弯矩呈先增大后减小的趋势，弯矩在泥面以下某位置出现最大值。随着冲刷深度的增大，同级荷载下，桩身最大弯矩值呈增大趋势，最大弯矩点位置向桩端移动，这与单桩的趋势相同。同级荷载下，群桩中心桩的桩身弯矩小于单桩，这主要是由于承台的约束作用，群桩基础整体性加强，群桩内力重分布，基桩受力均匀且较小。
　　通过桩身弯矩计算出桩顶剪力，从而可计算出各桩占总荷载的分担比例，限于篇幅，以前排桩、中排桩、后排桩为研究对象，不同冲刷条件下各桩荷载分担比如图12所示。由图可知，随着水平荷载的增大，前排桩荷载分担比逐渐增大，中、后排桩的荷载分担比逐渐减小，在加载后期基本不变。荷载分担比前排桩大于中、后排桩，中、后排桩荷载分担比相近，这与群桩效应理论一致。
　　水平荷载25 kN时，各桩荷载分担比随冲深变化曲线如图13所示。由图可知，随着冲刷深度的增加，前排桩的荷载分担比呈增加的趋势，桩身受力变大，中、后排桩的荷载分担比逐渐减小，桩身受力较小，冲刷后前排桩的桩前剩余土体可提供一定的土抗力，前排桩荷载分担比大于中、后排桩。
　　不同水平荷载下，前排边桩和前排角桩荷载分担比如图14所示。由图可知，同一级荷载下，角桩荷载分担比的变化幅度大于边桩，随着水平荷载的增大，角桩受力增幅大于边桩。由图13、14可知，前排角桩受冲刷深度和水平荷载的影响最大，在工程设计时，建议对前排角桩进行特殊处理，如提高配筋率、增加桩径等加强方法。

　　4 结 论
　　（1）由荷载-位移曲线可知，随着冲刷深度的增加，桩基础水平承载力呈减小的趋势，冲刷使得桩基入土深度减小，自由长度增大，土抗力影响深度减小。承台的约束效应随冲刷而增大，水平群桩效率系数随冲刷深度的增加呈逐渐增大的趋势，效率系数在1.18～1.33之间，冲刷深度15 cm时，系数增大5.1%，冲刷深度30 cm时，系数增大12.7%。
　　（2）由桩身内力分布曲线可知，单桩桩身弯矩沿桩身以抛物线形式变化，桩身最大弯矩在泥面以下范围，随着水平荷载的增大而增加。同级荷载下，随冲刷深度增加，桩身最大弯矩呈增大趋势，最大弯矩点位置向桩端移动。群桩中心桩桩身弯矩分布趋势与单桩相同，前排桩受力大于中、后排桩，承台约束作用使得群桩内力重分布，群桩基桩桩身受力小于单桩。
　　（3）由荷载分担比曲线可知，随着水平荷载的增大，前排桩荷载分担比逐渐增大，中、后排桩逐渐减小，在加载后期基本不变。荷载分担比前排桩大于中、后排桩，与群桩效应理论一致。随着冲刷深度的增加，前排桩的荷载分担比呈增加的趋势，中、后排桩的荷载分担比逐渐减小。在工程设计时，建议对前排角桩采取适当的加强措施。
　　参 考 文 献
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