土木(建筑)基础工程第四章桩基础PPT课件
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基础工程-桩基础-(史上最全面)
5）、按现行抗震设计规范规定进行抗震验算。
2、 下列桩基应进行变形验算：
1)、桩端持力层为软弱土的一,二级桩基以及 桩端持力层为粘土,粉土或存在软弱下卧层 一级建筑桩基,应验算沉降并考虑上部结构 与基础共同作用.沉降不超过建筑沉降允许 值；
2）、受水平荷载较大或对水平变位要求严格 的一级建筑桩基应验算水平位移。
第四章 桩基础
本章教学目标： 1 了解桩基础的使用，熟悉桩基础的设计内容、
设计原则、分类及成桩效应； 2 了解桩基础单桩传递机理，熟悉掌握桩基础
竖向承载力的确定，熟悉群桩效应； 3 了解单桩沉降计算，熟悉群桩沉降计算及减
小桩负摩阻力的措施。 4 掌握桩基础承台设计，熟悉桩基础设计步骤
及施工图绘制。
4.1概述
桩基按极限状态设计法设计，应满足承载 能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
建筑桩基分三个安全等级。 桩基设计应进行下列计算和验算：
1、所有桩基础都应进行承载能力计算,计算内容包括：
1)、按使用功能，受力特征进行 竖向(压.拔)和水平承载 力计算,不宜超过承载力特征值。 某些条件下群桩基 础宜考虑桩.土、承台共同作用；
3、 下列桩基应进行桩身和承台抗裂和 裂缝宽度验算：
根据使用条件要求混凝土不得出现裂 缝的桩基应进行抗裂验算；使用上需 限制裂缝宽度的桩基应进行裂缝宽度 验算。
4、建于软土上的一、二级建筑桩基施 工 过程和使用期间必须进行沉降观
测直到 稳定。
4.1.4 桩基设计内容
桩基设计包括下列基本内容： 1、桩的类型及几何尺寸的选择； 2、单桩竖向（和水平向）承载力的
载的桩基。 桩基应用：以有百年历史，承载力高、稳 定性好，沉降均匀的特点，在不良土上修 建建筑，普遍应用的基础形式。
2、 下列桩基应进行变形验算：
1)、桩端持力层为软弱土的一,二级桩基以及 桩端持力层为粘土,粉土或存在软弱下卧层 一级建筑桩基,应验算沉降并考虑上部结构 与基础共同作用.沉降不超过建筑沉降允许 值；
2）、受水平荷载较大或对水平变位要求严格 的一级建筑桩基应验算水平位移。
第四章 桩基础
本章教学目标： 1 了解桩基础的使用，熟悉桩基础的设计内容、
设计原则、分类及成桩效应； 2 了解桩基础单桩传递机理，熟悉掌握桩基础
竖向承载力的确定，熟悉群桩效应； 3 了解单桩沉降计算，熟悉群桩沉降计算及减
小桩负摩阻力的措施。 4 掌握桩基础承台设计，熟悉桩基础设计步骤
及施工图绘制。
4.1概述
桩基按极限状态设计法设计，应满足承载 能力极限状态和正常使用极限状态的要求。
建筑桩基分三个安全等级。 桩基设计应进行下列计算和验算：
1、所有桩基础都应进行承载能力计算,计算内容包括：
1)、按使用功能，受力特征进行 竖向(压.拔)和水平承载 力计算,不宜超过承载力特征值。 某些条件下群桩基 础宜考虑桩.土、承台共同作用；
3、 下列桩基应进行桩身和承台抗裂和 裂缝宽度验算：
根据使用条件要求混凝土不得出现裂 缝的桩基应进行抗裂验算；使用上需 限制裂缝宽度的桩基应进行裂缝宽度 验算。
4、建于软土上的一、二级建筑桩基施 工 过程和使用期间必须进行沉降观
测直到 稳定。
4.1.4 桩基设计内容
桩基设计包括下列基本内容： 1、桩的类型及几何尺寸的选择； 2、单桩竖向（和水平向）承载力的
载的桩基。 桩基应用：以有百年历史，承载力高、稳 定性好，沉降均匀的特点，在不良土上修 建建筑，普遍应用的基础形式。
基础工程南航版(第4章)原
4-2-3 单桩的破坏模式
• 破坏模式主要取决于桩周土的抗剪强度、 桩端支承情况、桩的尺寸以及桩的类型 等条件。 • 破坏模式分为三种： 1、压屈破坏 2、整体剪切破坏 3、刺入破坏
1 、压屈破坏
• 桩身出现破坏，承载力取决于桩身材料强度。 • Q-s曲线为急剧破坏的陡降型 ，沉降量很小，具有明显 的破坏荷载。 • 多发生于穿超深厚淤泥质土层的小直径端承桩或嵌岩 桩，以及细长木桩
• 根据微分段的竖向平衡条件（忽略桩身自重）， 可得：
N z − τ z ⋅ u ⋅ dz − ( N + dN z ) = 0
1 dN z τz = − u dz
• 表明方向向上时，桩身轴力将随深度的增加减 小。 • 只要测得桩身轴力的分布曲线，可求得桩侧摩 阻力的大小与分布。
• 桩顶位移由两部分组成，一部分桩端下沉量δl ， 另一部分为桩身压缩量δs ,即：
4-3 单桩竖向承载力的确定
• • • • • • • • 4-3-1 4-3-2 4-3-3 4-3-4 4-3-5 4-3-6 4-3-7 4-3-8 按材料强度确定 按单桩竖向抗压静载试验法确定 按土的抗剪强度指标确定 按静力触探法确定 按经验公式法确定 按动力试桩法确定 桩的抗拔承载力 单桩竖向承载力特征值
• 优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩 身变形小，适于水下施工。
挖孔桩
• 采用人工或机械挖掘成孔， 逐段边开挖边支护，达所需 深度后再进行扩孔、安装钢 筋笼及浇灌混凝土而成。 • 优点：可直接观察地层情况， 孔底易清除干净，设备简单， 噪音小，场区内各桩可同时 施工，且桩径大，适应性强， 比较经济。 • 缺点：可能存在塌方、缺氧、 有害气体、触电等危险，易 造成安全事故。难以克制流 砂现象。
第四章 桩基工程
（3.）振动沉桩：利用大功率电动振动 器的振动桩锤使桩较快沉入土中，适用 于砂土层。
（4）.水冲沉桩：常与锤击法联合施工， 利用高压水流经过依附于桩侧面的射水 管，高压水流冲松桩侧或桩尖土层，便 于锤击。 （5）.钻孔锤击沉桩：与水冲法相似， 在锤击法遇到困难时，可以先钻孔后锤 击。钻孔至设计深度1-2米时，锤击至 设计深度。
• 主要介绍内容。
预制桩 灌注桩
背景资料：预先制作好的钢筋砼桩。 其中，管桩及长度10m以内的方桩在预 制厂制作。较长的方桩在打桩现场制 作。 二、预制钢筋砼桩计量 1．打桩（方桩、管桩、板桩等） 1）含义：用打桩机械将预制桩沉入土层的过程。
板桩。大型基坑开挖加固土壁之用。
2）主要分项工程量计算方法 1．打预制钢筋混凝土桩
1．确定现场土壤级别的资料 2．工程采用的桩基础类型 明确工程采用的是预制桩，还是现场灌注桩；是混凝土桩，还是钢桩； 是砂石桩，还是灰土桩等。 3．施工方式及施工机械 明确桩基础工程采用的施工方式（打桩、压桩、打孔、钻孔）和施工机 械（轨道式、履带式、走管式、振动式）。 4．接桩的方式和材质 根据设计的要求，确定接桩采用焊接桩还是硫磺胶泥接桩；焊接桩是使 用角钢还是使用钢板等等。
6 1
工程量计算： 自然地坪标高至桩顶标高的长度减去超灌长 度乘以桩设计界面以体积计算。 注意：
超灌长度：上部会在浇捣时产生很多泥浆或水泥浆， 这些强度很低，会影响桩的承载力，故应该凿除 加灌部分，使桩顶刚好是在设计标高。
预 制 砼 桩 尖 图 片
6、泥浆运输： 泥浆运输工程量按钻孔体积以立方米计算。
预制钢筋混凝土桩送桩 工程量=桩截面积×送桩长度（打桩架 底 至桩顶面高 度或自桩顶面至自然地 坪面另加0.5m）
桩基础工程施工ppt
通过静载试验或高应变动 力检测等方法，确定桩的 承载力是否满足设计要求 。
验收标准
根据设计要求和施工规范 ，制定详细的验收标准， 对桩身质量和承载力进行 综合评价。
承载力检测与验收
静载试验
在桩顶施加静荷载，观测桩的沉 降和变形情况，判断桩的承载力
是否满足设计要求。
动测法
利用打桩时产生的应力波或振动 信号，分析桩的承载力和完整性
桥梁工程对地基的稳定性和承 载力有严格要求，桩基础工程 可提供可靠的支撑。
海洋工程
海洋工程环境恶劣，地基条件 复杂，桩基础工程可适应各种 复杂的地质条件并提供稳定的 支撑。
其他工程
如地铁、隧道、水利工程等， 桩基础工程均有广泛应用。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
06
桩基础工程施工案例分 析
成功案例分享
案例一
01
某高层建筑桩基础工程
案例二
02
某大型桥梁桩基础工程
案例三
03
某地铁站桩基础工程
问题案例剖析
案例一：桩身断裂 案例二：桩位偏差 案例三：承载力不足
经验教训总结
地质勘察要准确
在桩基础工程施工前，必须进行详细的地 质勘察，了解地质条件，为设计提供准确
控制施工粉尘
采取洒水、覆盖等措施，减少施工粉尘的产生和扩散，保护大气环境 。
防止水土流失
对施工现场进行水土保持措施，如修建临时排水设施、覆盖裸露土面 等，防止水土流失对环境造成破坏。
废弃物处理
对施工过程中产生的废弃物进行分类收集和处理，减少对环境的污染 。
验收标准
根据设计要求和施工规范 ，制定详细的验收标准， 对桩身质量和承载力进行 综合评价。
承载力检测与验收
静载试验
在桩顶施加静荷载，观测桩的沉 降和变形情况，判断桩的承载力
是否满足设计要求。
动测法
利用打桩时产生的应力波或振动 信号，分析桩的承载力和完整性
桥梁工程对地基的稳定性和承 载力有严格要求，桩基础工程 可提供可靠的支撑。
海洋工程
海洋工程环境恶劣，地基条件 复杂，桩基础工程可适应各种 复杂的地质条件并提供稳定的 支撑。
其他工程
如地铁、隧道、水利工程等， 桩基础工程均有广泛应用。
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06
桩基础工程施工案例分 析
成功案例分享
案例一
01
某高层建筑桩基础工程
案例二
02
某大型桥梁桩基础工程
案例三
03
某地铁站桩基础工程
问题案例剖析
案例一：桩身断裂 案例二：桩位偏差 案例三：承载力不足
经验教训总结
地质勘察要准确
在桩基础工程施工前，必须进行详细的地 质勘察，了解地质条件，为设计提供准确
控制施工粉尘
采取洒水、覆盖等措施，减少施工粉尘的产生和扩散，保护大气环境 。
防止水土流失
对施工现场进行水土保持措施，如修建临时排水设施、覆盖裸露土面 等，防止水土流失对环境造成破坏。
废弃物处理
对施工过程中产生的废弃物进行分类收集和处理，减少对环境的污染 。
基础工程,课件,第四章, 桩基础
挤土桩—打入或压入，预制桩或沉管灌注桩。挤土 使土密实，但打入有噪声，挤土会发生漂桩，还会 破坏周边设施 非挤土桩—钻、挖孔桩，桩长、桩径可较大，可穿 越硬土层。无挤密效果，但有些土（饱和软粘土） 本不可挤密。 部分挤土桩—钻小口径孔，再打入，或钢管、砼管桩
4、按荷载传递方式分
摩 擦 桩 摩擦型桩 端承摩擦桩
）
（c）嵌岩桩
以往按端承设计，欠妥：桩不很短时侧阻部分发挥；嵌深 段有侧阻，嵌深>5d则端承极小。
Quk Qsபைடு நூலகம் Qrk Qpk
Qsk u si q sik li
i 1 n
所以嵌深度过大无用
Qrk u r f rc hr
Qpk p f rc Ap
si—侧阻发挥系数。当l/d<30，桩端岩石好，无沉渣时， 对粗粒土取0.7、细粒土取0.8; 其余情况取1.0
2、按桩的制作方法分
预制桩—质量易保证、现场整洁、用时间少， 但配筋由运输、打桩控制，配筋率较大，长度 不可过大，现场接桩、截桩难。
灌注桩—钻孔、放钢筋笼、浇砼。尺寸灵活，
还可扩头，配筋率可以小，但现场脏，质量难
保证，例断桩、缩颈、露筋、清底不充分等。
3、按设臵效应分
—是否挤土
例上海某电话局机务大楼，打桩使周 边房屋破坏，赔40万。解决方法：挖 地沟、合理安排打桩顺序。
1、Q~S曲线拐点法 取明显拐点处荷载为Qu；
对于d(b)550mm的预制桩，在Qi+1作用下， Si 1 其 0.1mm / KN时，取Qi作为Qu ; Qi 1 Q~S无陡降段时，Qu取S＝40mm处相应荷载。
2、S~logt曲线(沉降速率)法 特点：
3、S~logQ法 特点：
基础工程-第4章 桩基础-
桩顶荷载一般包括轴向力、水平力和力矩，为简化 起见，在研究桩的受力性能及计算桩的承载力时，对 竖向受力情况单独进行研究。
4.3.1 桩的荷载传递
竖向荷载施加于桩顶时，桩身的上部 首先受到压缩而发生相对于土的向下位 移，于是桩周土在桩侧界面上产生向上 的摩阻力；荷载沿桩身向下传递的过程 就是不断克服这种摩阻力并通过它向土 中扩散的过程 。 如果桩侧摩阻力不足以抵抗竖向荷载， 一部分竖向荷载将传递到桩底，桩底持 力层也将产生压缩变形，故桩底土也会 对桩端产生阻力。
4.4 单桩竖向承载力的确定
单桩的承载力： 是指单桩在竖向荷载作用下，不丧失稳定性、不产生过 大变形时的承载能力。 单桩的竖向承载力主要取决于两方面： 一是地基土对桩的支承能力； 二是桩身的材料强度。 一般情况下，桩的承载力由地基土的支承能力所控制， 材料强度往往不能充分发挥，只有对端承桩、超长桩以及 桩身质量有缺陷的桩，桩身材料强度才起控制作用。
（1）静载荷试验装置及其方法：
试验装置主要由加荷稳压、提供反力和沉降观测三部分组成。
主梁
千斤顶 百分表 次梁 锚筋 锚桩
基准柱
试验时加载方式通常 有慢速维持荷载法、快 速维持荷载法、等贯入 速率法、等时间间隔加 载法以及循环加载法。 锚桩桁架法 工程中最常用的是慢速维持荷载法，即逐级加载，每级 加载值为单桩承载力特征值的1/8-1/5，当每级荷载下桩顶 沉降量小于0.1mm/h时，则认为已趋于稳定。然后施加下 一级荷载直到试桩破坏，再分级卸载到零。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
本节重点： 竖向荷载作用下单桩的工作性能。
本节难点： 单桩的破坏模式已及单桩承载力的确定。
4.3 竖向荷载下单桩的工作性能
单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础， 通过桩土相互作用分析，了解桩土间的传力途径和单 桩承载力的构成及其发展过程，以及单桩的破坏机理 等，对正确评价单桩承载力设计值具有一定的指导意 义。
桩基础工程施工PPT课件
第29页/共49页
预制桩 2．静力压桩：
施工工艺
是利用压桩机桩架自重和配重的静压力，将桩逐节压入土中。
特点： 节约钢筋、砼，降低造价，无噪音、无振动，对周围环境影响小。
适用范围： 软土地基、城市中心、建筑物密集处、精密工厂扩建等。
压桩机械： 机械式、液压式
施工方法： 分段压入
第30页/共49页
预制桩
第40页/共49页
灌注桩
施工工艺
由空心钻杆内部通 入泥浆或高压水， 从钻杆底部喷出， 携带钻下的土渣沿 孔壁向上流动，由 孔口将土渣带出流 入泥浆池。
正循环回转钻机成孔工艺原理图
第41页/共49页
灌注桩
施工工艺
反循环工艺的泥 浆上流的速度较 高，能携带较大 的土渣。
反循环回转钻机成孔工艺原理图
第42页/共49页
施工工艺
Φ300~600mm
8~20m
适用范围：地下水位较低，土质为填土层、粘性土层、粉土层、 砂土层和粒径不大的砾砂层。
施工工艺：确定成孔顺序 →桩机就位 →成孔→ 钢筋笼→ 浇砼 →桩承台
钻头的类型：锥式钻头、平底钻头、耙式钻头。 成孔方法：长螺旋、短螺旋（正转钻进、反转提土）
第38页/共49页
按桩身材料分
混凝土桩
应用最广泛，制作方便，桩身强度高， 耐腐蚀性好，价格低
桩
钢桩
材料强度高，贯透能力强，挤土影响小； 价格昂贵，耐腐蚀性差
组合材料桩
由两种以上材料组成的桩
第8页/共49页
桩基础的分类
按施工工艺分
预制桩 桩
借助于专用机械设备将预先制作好的具有一定形状、刚 度与构造的桩打入、压入或振入土中去的桩型。
灌注桩
在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的 桩
预制桩 2．静力压桩：
施工工艺
是利用压桩机桩架自重和配重的静压力，将桩逐节压入土中。
特点： 节约钢筋、砼，降低造价，无噪音、无振动，对周围环境影响小。
适用范围： 软土地基、城市中心、建筑物密集处、精密工厂扩建等。
压桩机械： 机械式、液压式
施工方法： 分段压入
第30页/共49页
预制桩
第40页/共49页
灌注桩
施工工艺
由空心钻杆内部通 入泥浆或高压水， 从钻杆底部喷出， 携带钻下的土渣沿 孔壁向上流动，由 孔口将土渣带出流 入泥浆池。
正循环回转钻机成孔工艺原理图
第41页/共49页
灌注桩
施工工艺
反循环工艺的泥 浆上流的速度较 高，能携带较大 的土渣。
反循环回转钻机成孔工艺原理图
第42页/共49页
施工工艺
Φ300~600mm
8~20m
适用范围：地下水位较低，土质为填土层、粘性土层、粉土层、 砂土层和粒径不大的砾砂层。
施工工艺：确定成孔顺序 →桩机就位 →成孔→ 钢筋笼→ 浇砼 →桩承台
钻头的类型：锥式钻头、平底钻头、耙式钻头。 成孔方法：长螺旋、短螺旋（正转钻进、反转提土）
第38页/共49页
按桩身材料分
混凝土桩
应用最广泛，制作方便，桩身强度高， 耐腐蚀性好，价格低
桩
钢桩
材料强度高，贯透能力强，挤土影响小； 价格昂贵，耐腐蚀性差
组合材料桩
由两种以上材料组成的桩
第8页/共49页
桩基础的分类
按施工工艺分
预制桩 桩
借助于专用机械设备将预先制作好的具有一定形状、刚 度与构造的桩打入、压入或振入土中去的桩型。
灌注桩
在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的 桩
基础工程第四章桩基础(1)
方法1. 静载荷试验（实图） 静载荷试验是评价单桩
承载力诸法中可靠性较高的 一种方法。
缺点： 时间长；费用高。 广东最大可加载3000t。
主梁
次梁
加压
千斤顶 沉降 观测点
试验桩
(a)
锚桩 (4根)
重物
支墩
千斤顶 加压
沉降 观测点
试验桩
(b)
图4－11 单桩静载荷试验的加荷装置
(a)锚桩横梁反力装置；(b)压重平台反力装置
甲级、丙级以外的建筑；
丙级 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以的一般建筑 。
功能重要、荷载大、重心高、风载和地震作用效应大 荷载和刚场度地分、布环极境为条不件均特，殊对差异沉降适应能力差
第4章 桩基础
（三）桩基计算规定 1、应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的
竖向承载力和水平承载力计算； 2、桩身（含桩身压曲、钢管桩局部压曲）和承台结构
二、桩基设计原则 （一）桩基的极限状态
1.承载能力极限状态 ：对应于桩基达到最大承载力导致整体 失稳或发生不适于继续承载的变形。
2.正常使用极限状态：对应于桩基达到建筑物正常使用所规定 的变形限值或达到耐久性要求的某项 限值。
第 4章 桩 基 础
（二）建筑桩基设计等级划分
设计
建筑类型
等级
甲级 乙级
承载力计算； 3、软弱下卧层验算； 4、坡地、岸边桩基整体稳定性验算；
5、抗浮、抗拔桩基的抗拔承载力（基桩和群桩）验算；
6、抗震设防区抗震承载力验算。
第4章 桩基础
（四）应计算沉降的桩基 1、设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层
的建筑桩基 ； 2、设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀
桩基础工程-土木工程施工课件
案例二：复杂地质条件下的桩基工程
总结词
地质条件多变、技术难度大
详细描述
在复杂地质条件下，如软土、岩溶、山区等地区，桩基工程面临着诸多挑战。需 要采取相应的技术措施，如地基处理、桩基选型、施工方法等，以确保桩基的稳 定性和安全性。同时，还需要加强监测和检测，及时发现和处理问题。
案例三：历史建筑保护中的桩基工程
随着建筑高度的增加，对桩基的 承载力要求也越来越高，因此需 要研发更高强度的桩基材料以满
足需求。
复合桩基材料
利用多种材料的优点，研发出具 有更好性能的复合桩基材料，以
提高桩基的承载力和耐久性。
环保桩基材料
考虑到环保因素，需要研发出低 能耗、低污染的桩基材料，以减
少对环境的影响。
复杂环境下的桩基设计优化
整体稳定性
综合考虑横向和纵向稳定性，分析 桩基在各种工况下的整体稳定性。
04
桩基础工程案例分析
案例一：高层建筑桩基工程
总结词
大型复杂、技术要求高
详细描述
高层建筑由于其高度和荷载较大，对桩基工程的要求也更加严格。需要考虑的因素包括桩基承载力、沉降量、稳 定性等，同时还需要进行详细的结构设计和计算。在施工过程中，需要采用大型机械和先进的施工技术，确保施 工质量和安全。
桩基础的类型与选择
预制桩
预制桩是在工厂或施工现场预先制作 好的桩，其优点是制作速度快、承载 能力强、耐久性好等。
灌注桩
选择合适的桩基础类型
根据工程地质条件、建筑物荷载、施 工条件等因素综合考虑，选择合适的 桩基础类型。同时，还需要考虑桩基 的经济性、环保性等因素。
灌注桩是通过在地基中钻孔，然后向 孔内灌注混凝土形成的桩。其优点是 适应性强、施工方便等。
桩的竖向承载力计算ppt
4.单桩的破坏模式 破坏模式分为如下3种情形：
(2)整体剪切破坏
※荷载--沉降(Q-S)关系曲线的特征：呈“急进破坏”的陡降
型
※破坏模式特点：当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的
土层，达到强度较高的土层，且桩的长度不大时，桩在轴
向荷载作用下，由于桩底上部土层不能阻止滑动土楔的形
成，桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏。此时桩的
——混凝土构件稳定系数。对低承台桩基，考虑土的侧向
约束可取ψ=1.0；但穿过很厚软粘土层和可液化土层的端承 桩或高承台桩基，其值应小于1.0；
fc——混凝土的轴心抗压强度设计值(kPa)；
f
— —纵向钢筋的抗压强度设计值(kPa)；
y
Ag——纵向钢筋的横截面面积(m2) ψc—工作条件系数，预制取0.75，灌注取0.6~0.7。
岩3.7m 和新鲜泥 质砂岩2.0m的灌
2
1000 淤泥
4
注桩的实测荷载
6
传递曲线。
8
粗砂
10
可见，即使对于 亚粘土
12
长径比>15～20 泥质砂岩
14
的嵌岩桩，也属 残积土
16
风化
于摩擦型桩，其 泥质
18
砂岩
桩端总阻力也较 泥质
20
小。
砂岩
z(m)
3.桩侧摩阻力和桩端阻力
（1）桩侧摩阻力
1）桩侧摩阻力产生的原因：桩土相对位移（桩对 土的位移、桩身压缩）；
20
3.桩侧摩阻力和桩端阻力
（2）桩端阻力
随持力层密度 的提高、上覆 荷载的减小而
1）产生原因：桩端土压缩
增大。
2）端阻深度效应 桩端阻对应的δu数值： 端承力与深度有关，存在临界深度
第四章 桩基础
第四章桩基础§4.1概述4.1.1桩基础的使用深基础：埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础。
深基础的作用：把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层。
深基础何时采用：建筑场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求；又不适于采取地基处理措施时。
深基础的类型：桩基础，地下连续墙，沉井等。
承台:将几个桩结合起来传递荷载4.1.2桩基础的类型桩基础的类型（按承台与地面相对位置的高低）：①高承台桩基础承台底面位于地面以上,桥桩,码头,栈桥②低承台桩基础承台底面位于地面以下,承台本身承担部分荷载（注：工民建，低承台桩基础，竖直桩；桥梁港湾海洋构筑物，高承台，斜桩，承受较大水平荷载）4.1.3桩基设计原则桩基础的设计应按变形控制设计。
桩基础设计时，上部结构传至承台上的荷载效应组合与浅基础相同。
桩基础设计满足的基本条件：①单桩承受的竖向承载力不应超过单桩竖向承载力特征值；②桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值；③对位于坡地岸边的桩基础应进行稳定性验算。
4.1.4桩基设计内容七个基本内容：①桩基础的类型和几何尺寸的选择；②单桩竖向（和水平向）承载力的确定；③确定桩的数量、间距和平面布置；④桩基础承载力和沉降验算；⑤桩身结构设计；⑥承台设计；⑦绘制桩基础施工图。
§4.2桩的类型4.2.1桩的分类（三种分类方式）①按承载性状分类（荷载传递方式）和竖向受力情况：分类依据：根据桩侧与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比例的不同。
摩擦型桩——摩擦型桩——端承摩擦桩端承型桩——端承型桩：桩顶竖向荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承受，但桩端阻力分担较多，其桩端一般进入中密以上的砂类、碎石类土层，或位于中等风化、微风化及新鲜基岩顶面。
（此类桩侧摩阻力属次要，不可忽略）——摩擦端承型桩②按施工方法分类：预制桩——在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，如锤击桩、振动桩、静压桩等。
灌注桩——在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。
《桩基础工程 》课件
材料质量问题
使用的混凝土、钢材等材料质量不达标。
施工方法不当
施工时操作不规范，如打桩顺序不当、桩锤 选择不合适等。
设计考虑不周
设计时未能全面考虑各种因素，如承载力、 沉降等。
解决方案与预防措施
加强地质勘察
施工前进行详细的地质勘察，确保数据的准 确性。
规范施工操作
制定施工方案，确保打桩顺序、桩锤选择等 符合规范要求。
Part
04
桩基础工程的常见问题与解决 方案
桩基础工程的常见问题
桩位偏差
桩位与设计不符，超出允许偏差范围。
桩身断裂
施工时桩身在土层或硬物处断裂。
桩身倾斜
桩身垂直度不符合规范，出现倾斜。
承载力不足
桩基的承载力未达到设计要求。
问题产生的原因分析
地质勘察不足
对施工地点的地质勘察不准确，导致设计时 未能充分考虑地质条件。
经济性
在满足安全性和功能性的
2
前提下，尽量降低桩基工
程的造价，提高经济效益
。
适用性
3 根据建筑物的用途、规模
和地质条件等，选择合适 的桩型和桩基设计。
桩基础工程的施工流程
准备工作
包括施工现场勘查、设计 图纸会审、施工组织设计 编制等。
桩位放样
根据设计图纸，确定桩位 位置并做好标记。
埋设护筒
在桩位处埋设护筒，以固 定桩位并保护孔口。
STEP 03
砂石料
砂石料是混凝土的主要骨 料，其质量和级配对混凝 土的性能有很大影响。
钢材用于制造桩基的箍筋 、主筋等，具有强度高、 塑性好等优点。
材料选择的原则与注意事项
原则
选择材料时应遵循“安全、适用、经济、环保”的原则，确保桩基的安全性和耐久性。
使用的混凝土、钢材等材料质量不达标。
施工方法不当
施工时操作不规范，如打桩顺序不当、桩锤 选择不合适等。
设计考虑不周
设计时未能全面考虑各种因素，如承载力、 沉降等。
解决方案与预防措施
加强地质勘察
施工前进行详细的地质勘察，确保数据的准 确性。
规范施工操作
制定施工方案，确保打桩顺序、桩锤选择等 符合规范要求。
Part
04
桩基础工程的常见问题与解决 方案
桩基础工程的常见问题
桩位偏差
桩位与设计不符，超出允许偏差范围。
桩身断裂
施工时桩身在土层或硬物处断裂。
桩身倾斜
桩身垂直度不符合规范，出现倾斜。
承载力不足
桩基的承载力未达到设计要求。
问题产生的原因分析
地质勘察不足
对施工地点的地质勘察不准确，导致设计时 未能充分考虑地质条件。
经济性
在满足安全性和功能性的
2
前提下，尽量降低桩基工
程的造价，提高经济效益
。
适用性
3 根据建筑物的用途、规模
和地质条件等，选择合适 的桩型和桩基设计。
桩基础工程的施工流程
准备工作
包括施工现场勘查、设计 图纸会审、施工组织设计 编制等。
桩位放样
根据设计图纸，确定桩位 位置并做好标记。
埋设护筒
在桩位处埋设护筒，以固 定桩位并保护孔口。
STEP 03
砂石料
砂石料是混凝土的主要骨 料，其质量和级配对混凝 土的性能有很大影响。
钢材用于制造桩基的箍筋 、主筋等，具有强度高、 塑性好等优点。
材料选择的原则与注意事项
原则
选择材料时应遵循“安全、适用、经济、环保”的原则，确保桩基的安全性和耐久性。
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4.2 桩的类型
1. 根据桩的性状和竖向受力情况划分 2. 根据施工方法划分 3. 根据挤土效应划分
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1、端承型桩和摩擦型桩
桩侧阻力，桩端阻力
端承型桩是指桩顶竖向荷载主要由 桩端阻力承受的桩。端承型桩包括 端承桩和摩擦端承桩两类。当桩侧 阻力很小可以忽略不计时，称为端 承桩。
特殊土地基上的桩基：软土、湿陷性黄土、岩溶……
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桩基设计内容
① 桩的类型和几何尺寸的选择； ② 单桩竖向（和水平向）承载力的确定； ③ 确定桩的数量、间距和平面布置； ④ 桩基承载力和沉降验算； ⑤ 桩身结构设计； ⑥ 承台设计； ⑦ 绘制桩基施工图。
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桩的施工工艺分类表
主要针对钢筋混凝土桩，机具设备、制桩工艺
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预制桩：
在地面上预先制作好钢筋混凝土桩身，然后通过锤击、静压或振动等方 法将预制桩沉入地基内到达的深度，形成桩基础。
桩径较小0.6m以下；地基土为砂性土、粉土、细砂及松散的不含大卵 石的土。
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混凝土预制桩 普通混凝土预制桩、预应力混凝土管桩（PC）、预应
软土 硬土
剖面图 基础工程课件
平面图
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1995年10月6日下午4:20楼房先是缓慢向南倾斜，后突然 倾覆倒塌。3名装修工人死亡，室内多人受伤。
鉴定结果： 违章作业； 梁柱钢筋锚固长度严重不足； 基础设计错误。
判决结果： 屋主、转包人、承建人赔偿40万元； 承建人被处以有期徒刑一年零六个月。
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概况三
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一、桩基础的特点
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桩是竖直或微倾斜的基础构件， 横截面尺寸远小于长度方向。
荷载传递：桩侧摩擦阻力+桩端阻力
OR 通过桩身将横向荷载传递给土体
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桩的工程作用：
(1) 桩侧与土体接触，将荷载传递给桩周土体，或荷载传 给深层的岩(砂、硬粘土)层；
嵌岩桩：当桩端嵌入完整和较完整的中风化、微风化及未 风化硬质岩石一定深度以上（hr> 0.5d)时, 称为嵌岩桩。工 程实践中，嵌岩桩一般按端承桩设计。但这并不意味着嵌 岩桩不存在侧阻和嵌岩阻力。
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基础多为较坚实的粘性土、粉土和砂类 土，且桩的长径比不很大。
坚实土层
(a)
(b)
图4－1 桩基础示意图
（a）低承台桩基础； （b）高承台桩基础
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适用性：
① 天然地基承载力和变形不能满足要求的高重建 筑物；
② 天然地基承载力基本满足要求、但沉降量过大， 需利用桩基减少沉降的建筑物，如软土地基上的多层 住宅建筑，或在使用上、生产上对沉降限制严格的建 筑物；
③ 重型工业厂房和荷载很大的建筑物，如仓库、 料仓等；
④ 软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑 物；
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⑤ 作用有较大水平力和力矩的高耸结构物（如烟 囱、水塔等）的基础，或需以桩承受水平力或上拔力 的其它情况；
⑥ 需要减弱其振动影响的动力机器基础，或以桩 基作为地震区建筑物的抗震措施；
摩擦型桩是指桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受的桩。摩
擦型桩包括摩擦桩和端承摩擦桩。当桩端阻力很小可以忽
略不计时,称为摩擦桩。
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端承型桩：其桩端一般进入中密以上的砂类、碎石类土层， 或位于中风化、微风化及新鲜基岩顶面。这类桩的侧摩阻力 虽属次要，但不可忽略。
端承桩：桩的长径比较小（一般l／d≤10），桩身穿越软弱 土层，桩端设置在密实砂类、碎石类土层中或位于中风化、 微风化及未风化硬质岩石顶面（即入岩深度hr≤0.5d）。
⑦ 地基土有可能被水流冲刷的桥梁基础；
⑧ 需穿越水体和软弱土层的港湾与海洋构筑物
基础，如栈桥、码头、海上采油平台及输油、输气
管道支架等。
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桩基设计原则： 荷载效应组合与浅基础相同。
桩基设计应满足下列基本条件： 单桩承受的竖向荷载不应超过单桩竖向承载力特征
值； 桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值； 对位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算。
灌注桩：
在施工现场的桩位上，通过机械钻凿或人工挖掘等方法形成桩 孔，然后孔内放入钢筋笼，灌注混凝土，形成钢筋混凝土灌注桩。
桩长桩径变化大，应用广。
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高承台 低承台
竖直桩 斜桩
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4.1 概述
上部结构 承台
上部结构 承台
桩 软弱土层
桩 软弱土层
坚实土层
(2) 对液化地基，桩穿越液化层，增加结构抗震能力；
(3) 桩侧竖向刚度大，桩穿越高压缩土层，沉降要求高的 结构满足安全和使用要求；
(4) 桩具有很大的侧向刚度和抗拔力，抵抗台风、地震等 巨大水平力；
(5) 改变地基基础的动力特性，提高地基基础自振频率， 减少振幅，保证结构及设备正常运行。
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2、 预制桩和灌注桩
(1)预制桩 木桩，混凝土预制桩，钢桩。
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常用松木，长4~6m，桩径160~260mm， 多用于软弱地基上的民宅和小型建筑物。 应打入地下水位以下0.5m。要确保桩端 进入硬持力层。
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工程实例－－广州海珠区新窖镇瑞宝村某民宅 北
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第四章 桩基础
4.1 概述 4.2 桩的类型 4.3 桩的竖向承载力 4.4 桩基础沉降的计算 4.5 桩的负摩擦问题 4.7 桩的平面布置原则 4.8 桩承台的设计 4.9 桩基础设计的一般步骤
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整体概述
概况一
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概况二
摩擦桩：具备下列条件之一时：
① 桩的长径比很大，桩顶荷载只通过桩身压缩产生 的桩侧阻力传递给桩周土，因而桩端下土层无论坚实与否， 其分担的荷载都很小；
② 桩端下无较坚实的持力层；
③ 桩底残留虚土或残渣较厚的灌注桩；
④ 打入邻桩使先设置的桩上抬、甚至桩端脱空等情
况。 21.07.2020
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