桩基础应用论文

桩基础应用论文

摘要：桩型的选用应根据结构类型、岩土工程勘探资料，综合考虑上部荷载、施工技术条件及环境等因素确定，原则是经济合理和安全适用。

前言

桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深处承载力较强的土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。

1桩的适用范围

桩基础类型的选择应根据工程性质、地质情况、施工条件、施工对环境的影响以及综合经济效益诸因素进行比较择优采用。

（1）高重建筑物下，天然地基承载力与变形不能满足要求时；

（2）地基软弱，且采用地基加固措施技术上不可行或经济上不合理时；

（3）地基软硬不均或荷载分布不均，天然地基不能满足结构物对差异沉降限制的要求时；

（4）地基土性不稳定，如液化土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等，要求采用桩基将荷载传至深部土性稳定的土层时；

（5）建筑物受到相邻建筑物或地面堆载影响，采用浅基础将会产生过量沉降或倾斜时。

2桩的分类

桩可按承载性状、使用功能、桩身材料、成桩方法和工艺、桩径大小等进行分类。

2.1按承载性状分类

（1）摩擦型桩

摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计；

端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。

（2）端承型桩

端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计；

摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。

2.2按成桩方法分类

（1）非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩，套管护壁法钻（挖）孔灌注桩；

（2）部分挤土桩：冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H型钢桩；

（3）挤土桩：沉管灌注桩、沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。

2.3按桩径（设计直径d）大小分类：

（1）小直径桩：d≤250mm；

（2）中等直径桩：250mm

（3）大直径桩：d≥800mm。

2.4按桩身材料分类

根据桩身材料可分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩等。

（1）钢筋混凝土桩

混凝土桩是目前应用最广泛的桩，具有制作方便，桩身强度高，耐腐蚀性能好，价格较低等优点。它可分为预制混凝土方桩、预应力混凝土空心管桩和灌注混凝土桩等。

（2）钢桩

由钢管桩和型钢桩组成。钢桩桩身材料强度高，桩身表面积大而截面积小，在沉桩时贯透能力强而挤土影响小，在饱和软粘土地区可减少对邻近建筑物的影响。型钢桩常见有工字形钢桩和H 形钢桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成。由于钢桩价格昂贵，耐腐蚀性能差，应用受到一定的限制。

（3）木桩

目前已经很少使用，只在某些加固工程或能就地取材的临时工程中使用。在地下水位以下时，木材有很好的耐久性，而在干湿交替的环境下，木材很容易腐蚀。

（4）灰土桩

主要用于地基加固。

（5）砂石桩

主要用于地基加固和挤密土壤。

2.5按桩的使用功能分类

（1）竖向抗压桩

竖向抗压桩主要承受竖向荷载，是主要的受荷形式。根据荷载传递特征，可分为摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩及端承桩四类。

（2）竖向抗拔桩

主要承受竖向抗拔荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂性能以及抗拔承载力验算。

（3）水平受荷桩

港口工程的板桩、基坑的支护桩等，都是主要承受水平荷载的桩。桩身的稳定依靠桩侧土的抗力，往往还设置水平支撑或拉锚以承受部分水平力。

（4）复合受荷桩

承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按竖向抗压桩及水平受荷桩的要求进行验算。

2.6按成孔方法分类

（1）非挤土桩

非挤土桩是指成桩过程中桩周土体基本不受挤压的桩。在成桩过程中。将与桩体积相同的土挖出。因而桩周围的土很少受到扰动。这类桩主要有干作业法、泥浆护壁法和套管护壁法钻挖孔灌注桩。或钻孔桩、井筒管桩和预钻孔埋桩等。

（2）部分挤土桩

这类桩在设置过程中，由于挤土作用轻微。故桩周土的工程性质变化不大。这类桩主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型钢桩、开口钢管桩和螺旋钻成孔桩等。

（3）挤土桩

在成桩过程中，桩周围的土被挤密或挤开，使桩周围的土受到严重扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质发生很大变化。挤土桩主要有打入或压入的混凝土方桩、预应力管桩、钢管桩和木桩。另外沉管式灌注桩也属于挤土桩等。

3各种桩型的优缺点

按施工方法分，桩型可分为预制桩和灌注桩，其中预制桩是在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中的桩。预制桩分为混凝土预制桩、钢桩和木桩，按沉桩方式分为静压桩和锤击桩；灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩，大体可归纳为沉管灌注桩和钻（冲、磨、挖）孔灌注桩两类；采用套管或沉管护壁、泥浆护壁和干作业等方法成孔。

3.1混凝土预制桩

（1）优点

a.承载力较高，受地下水变化影响较小；

b.制作便利，既可以现场预制，也可以工厂化生产；

c.可根据不同地质条件，生产各种规格和长度的桩；

d.桩身质量可靠，施工质量比灌注桩易于保证；施工速度快，适用于水下施工

e.桩的单位面积承载力较高，由于其属挤土桩，桩打入后其周围的土层被挤密，从而提高地基承载力。

f.桩身混凝土的密度大，抗腐蚀性能强。

（2）缺点

a.预制桩单价较灌注桩高。预制桩的配筋是根据搬运、吊装和压人桩时的应力设计的，远超过正常工作荷载的要求，用钢量大。接桩时，还需增加相关费用；

b.锤击和振动法下沉的预制桩施工时，震动噪音大，影响周围环境，不宜在城市建筑物密的地区使用，一般改为静压桩机进行施工；

c.预制桩是挤土桩，施工时易引起周围地面隆起，有时还会引起已就位邻桩上浮；

d.受起吊设备能力的限制，单节桩的长度不能过长，一般为10余米。长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节，如不能确保全桩长的垂直度，则将降低桩的承载能力，甚至还会在打桩时出现断桩；

e.因设计范围内地层分布很不均匀，基岩持力层顶面起伏较大，桩的顶制长度较难掌握；

f.打入时冲击力大，对预制桩本身强度要求高，其成本较高；

g.不易穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在需穿过的软弱层时，则需辅以其他施工措施，如采用预钻孔（常用的引孔方法）等；