高层建筑桩基础(一).
桩基础1
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螺旋钻
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沉管螺旋钻孔灌注桩
粘性土 砂性土
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2．人工挖孔灌注桩
人工挖孔灌注桩简称挖孔桩，是先用人力挖土形成桩孔， 在向下掘进的同时，将孔壁衬砌以保证施工安全，清理完孔 底后，浇灌混凝土。
造价低
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桩基础设计原则
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（二）建筑桩基设计等级划分
设计 等级
建筑类型
（1）重要建筑物； （2）30层以上或高度超过100m的高层建筑； （3）体型复杂,层数相差超过10层的高低层(含纯地下室)连体建筑； （4）20层以上框架－核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑； （5）场地和地基条件复杂的七层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑； （6）对相邻既有工程影响较大的建筑 甲级、丙级以外的建筑； 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
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水下钻孔桩成孔过程中，通常采用具有一定重度和粘 度的泥浆进行护壁，泥浆不断循环，同时完成携土和运土 的任务。两者区别仅在于前者以旋转钻机成孔，后者以冲 击钻机成孔。 这种成孔工艺可穿过任何类型地层，桩长可达100m 。施工过程无挤土、无（少）振动、无（低）噪音，环境 影响较小，在城市建设中获得了越来越广泛的运用。
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某高层建筑桩基础及承台设计图纸
桩基础
2、桩的分类
按承载性状分：
摩擦型桩
桩侧和桩端阻力的大小以 及它们分担荷载的比例
端承型桩
2、桩的分类
软塑 可塑
软塑 密实砂土
岩石
（a）摩擦桩
（b）端承摩擦桩
（c）端承桩
（d）摩擦端承桩
2、桩的分类
按成桩方法分：
非挤土桩 根据成桩方法 和挤土效应 部分挤土桩 挤土桩
2、桩的分类
螺旋钻孔灌注桩施工示意图
（三）振动沉桩
—依靠偏心振动力打桩。振动器与桩顶 相连，振动力通过桩身传给地基。 适用于少粘性土、软土，不宜用于砾石 土、密实的粘性土。
（四）水冲沉桩：
高压水经射水管射水冲松桩尖下面的土 层，以减小桩下沉的阻力。 用于砂土、砂石土、坚硬土层。 要求在距设计标高1-2m时，停止水冲， 改用锤击或振动。 注意：施工不当会造成地地表土受力均匀，防止不均匀沉降， 保证打桩机施工安全，采用厚度约2～3cm厚的钢板铺 设在桩机履带板下，钢板宽度比桩机宽2m左右，保证 桩机行走和打桩的稳定性。
桩机行走时，应将桩锤放置于桩架中下部以桩锤导向 脚不伸出导杆末端为准。根据打桩机桩架下端的角度计 初调桩架的垂直度，并用线坠由桩帽中心点吊下与地上 桩位点初对中。
3种打桩顺序
考虑挤土打桩顺序
1)由中及外：从中间向四周打； 2)由近及远：从靠近现有建筑物或需保护的地下构 筑物、管线最近的桩位开始打； 3)由深及浅：先打入土深度大的桩； 4)由大及小：先打断面大的桩。
四、预应力管桩施工
（一）工艺流程
测量定位 移至下一桩位 桩机就位 第1节桩就位，对中调直 打桩至设计持力层和贯入度 第n节桩起吊，对中调直 打 桩 送 桩 接 桩
④打桩
桩基础工程
桩基础工程桩基础是高层建筑、工业厂房和软弱地基上的多层建筑常用的一种基础形式。
桩基础是由桩身和承台两部分组成的一种深基础。
桩按传力和作用性质不同，分为端承桩和摩擦桩两类。
端承桩是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载直接传给桩端的坚硬土层的桩。
摩擦桩是指沉入软弱土层一定深度，将建筑物的荷载传布到四周的土中和桩端下的土中，主要是靠桩身侧面与土之间的摩擦力承受上部结构荷载的桩。
桩按施工方法不同分为预制桩和灌注桩两类。
预制桩是在工厂或施工现场成桩，而后用沉桩设备将桩打入、压入、高压水冲入、振入或旋入土中。
其中锤击打入和压入法是较常见的两种方法。
灌注桩是在桩位上直接成孔，然后在孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土而成桩。
根据成孔方法的不同，可分为钻孔，冲孔，沉管桩、人工挖孔桩及爆扩桩等。
预制桩施工预制桩具有制作方便、成桩速度快、桩身质量易于控制、承载力高等优点，并能根据需要制成不同形状、不同尺寸的截面和长度，且不受地下水位影响，不存在泥浆排放问题，是最常用的一种桩型。
预制桩的制作、起吊、运输和堆放一钢筋混凝土实心方桩的制作、起吊、运输和堆放混凝土预制桩断面主要有实心方桩和管桩两种常见形式。
实心方桩截面尺寸一般为200mm ×200mm~600mm×600mm。
单根桩长度取决于桩架高度，一般不超过27m。
如需打设30m 以上的桩，则应将桩分段预制，在打桩过程中逐段接长。
较短的实心桩多在预制厂生产，较长桩则多在现场预制。
桩的预制方法有并列法、间隔法、叠浇法和翻模法等。
现场预制桩多采用重叠法间隔制作，重叠层数根据地面承载能力和施工条件确定，一般不宜超过层。
场地应平整、坚实、做好排水，不得产生不均匀沉陷，桩和桩之间应做好隔离层上层桩或邻桩的混凝土浇筑应在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%以后方可进行。
预制桩钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊。
主筋接头配置在同一截面内的数量应符合下列规定：当采用闪光对焊和电弧焊时，不得超过50%；同一根钢筋两个接头的距离应大于35d （d为主筋直径），且不小于500mm。
桩基础1-2
4
即：
即有： 即有：
令
d x bp ⋅ mz⋅ x + =0 4 dz EI bpm α =5 EI
4
于是方程变为
d x 5 +α zx = 0 4 dz
Hale Waihona Puke 4(二) m值的确定 值的确定
※ 较为恰当的途径是通过桩的现场水平荷载试 验来测定m值 验来测定 值。 ※ 当无静载试验资料时，可按表5.4.5取值。 当无静载试验资料时，可按表5.4.5取值。 5.4.5取值
桩头嵌固于承台底板中的刚性短桩
因不能转动而发生平移，由平移而获得土抗力。 因不能转动而发生平移，由平移而获得土抗力。当土抗力不 足以平衡水平荷载或嵌固处的弯矩超过抗截面极限抗矩 此类刚性短桩就发生破坏。 时，此类刚性短桩就发生破坏。
弹性长桩
桩头自由情况 由逐渐发展的桩截面抗矩和土抗力来承担逐渐增大的 水平荷载， 水平荷载，当桩中弯矩超过桩截面抗矩或土失去稳定 时，弹性长桩便趋于破坏。 弹性长桩便趋于破坏。 桩头嵌固 破坏也是弯曲破坏形态， 破坏也是弯曲破坏形态，但是其极限抗矩可能在嵌固 处和土中两处出现。 处和土中两处出现。
算例： 算例：
承台设计
（弯、剪、冲切计算）
1.中国交通部规范（1983） 1.中国交通部规范（1983） 中国交通部规范
bp = K0Kφb
bp = K0Kφb
2. 我国建筑桩基技术规范（1994） 我国建筑桩基技术规范（ ）
bp = Kf ⋅ K0 ⋅ K ⋅ b
Kf形状换算系数K0受力换算系数 K桩间相互影响系数b0计算宽度
3. 港口工程技术规范（1983） 港口工程技术规范（ ）
(三) 桩的计算宽度. 桩的计算宽度. 在以上推导桩分析的过程中，是将单桩的轴对称 在以上推导桩分析的过程中， 问题化为平面深题处理。 问题化为平面深题处理。计算模式与实际情况有所不 同。此外，还有群桩中多根桩的相互影响等问题。苏 此外，还有群桩中多根桩的相互影响等问题。 联在推导m法时引用了计算宽度的概念。 b p 联在推导m法时引用了计算宽度的概念。目前对 法时引用了计算宽度的概念 的处理方法主要有以下几种： 的处理方法主要有以下几种：
JGJ 94-2008 《建筑桩基技(1)
3）、检查控制灌注桩成孔质量：按成孔方法不同，成孔 允许偏差有不同，从桩径、垂直度、桩位控制。
成孔方法 桩径允 许偏差 （㎜） 垂直度允 许偏差 （%） 桩位允许偏差（㎜） 1～3根桩、条形 桩基沿垂直轴线 方向和群桩基础 中的边桩 d/6且不大于100 100+0.01H 1 70 100 －20 ±50 ±20 1 0.5 1 70 50 100 条形桩基沿轴 线方向和群桩 基础中的中间 桩 d/4且不大于 150 150+0.01H 150 150 150 150 200
五、桩基工程质量检查和验收
• • • • 施工前检验： 施工前检验： 1、施工前应严格对桩位进行检验。 2、灌注桩施工前应进行下列检验： 1）混凝土拌制应对原材料质量与计量、混 凝土配合比、坍落度、混凝土强度等级等 进行检查； • 2）钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、 品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和 质量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查。
二、桩基的构造 1、基桩构造
• 2）桩身混凝土及混凝土保护层 • ①桩身混凝土强度等级不得小于C25，混凝 土预制桩尖强度等级不得小于C30; • ②灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小 于35㎜，水下灌注桩的主筋混凝土保护层 厚度不得小于50㎜；
二、桩基的构造 2、承台构造
• 1）柱下独立桩基承台的最小宽度不应小于 500㎜；高层建筑平板式和梁板式筏形承台 的最小厚度不应小于400㎜，多层建筑墙下 布桩的筏形承台的最小厚度不应小于200㎜
• 2、承台工程验收应包括下列资料： 、承台工程验收应包括下列资料：
• 1）承台钢筋、混凝土的施工与检查记录； ）承台钢筋、混凝土的施工与检查记录； • 2）桩头与承台的锚筋、边桩离承台边缘距离、承台钢筋保护层记录； ）桩头与承台的锚筋、边桩离承台边缘距离、承台钢筋保护层记录； • 3）桩头与承台防水构造及施工质量；承台厚度、长度和宽度的量测 ）桩头与承台防水构造及施工质量；承台厚度、 记录及外观情况描述等。 记录及外观情况描述等。
桩基础案例
桩基础案例
以下是一个桩基础案例：
项目名称：某高层建筑的桩基础施工
施工时间：2019年6月至2020年4月
施工单位：某建筑工程公司
工程概况：
该高层建筑的建设地区地质条件较差，表层为厚层的黏土，深层则是软弱的泥岩和泥质砂岩。
为了加强建筑物的稳定性和抗震性，决定在该地区采用桩基础作为基础结构。
工程设计：
根据该建筑的结构和地质情况，该建筑的桩基础采用了混凝土灌注桩和钢筋混凝土桩两种类型。
其中混凝土灌注桩直径800毫米，长度20米，间距3米，桩顶标高2.5米；钢筋混凝土桩直径600毫米，长度18米，间距4米，桩顶标高3.0米。
施工过程：
1. 确定桩位，采用机械钻取深度为4.0~5.0米的浅孔。
2. 在钻孔中料桩，并利用混凝土泵将混凝土注入孔内。
3. 为了加强桩的承载力，混凝土灌注桩采用了加固筋。
4. 钢筋混凝土桩采用全套加固措施，包括钢筋、型钢和钢筋混凝土桩身的钢套等。
5. 施工时加强安全措施，避免发生意外事故。
施工成果：
经过4个月的努力，该地区的桩基础建设已经基本完成。
在该建筑物的基础结构中，桩基础起到了非常重要的作用，为建筑物的稳定性和抗震性提供了坚实的保障。
该建筑也在2020年开工不久后顺利竣工。
土木工程高层建筑桩基施工技术要点
土木工程高层建筑桩基施工技术要点摘要：高层建筑的品质是关系到人民群众生产和生活的方方面面，是提高土地利用效率、缓解城市化过程中土地资源紧缺的有效途径。
在高层建筑工程中，桩基础、箱型基础、筏式基础等是目前普遍采用的地基基础，而桩基施工质量直接关系到工程的整体质量，因此，施工单位要把好施工技术关。
关键词：土木工程；高层建筑；桩基施工技术；要点引言对土木工程来说，桩基施工是土木工程施工中的关键环节，很容易受到各种因素的影响，从而产生一系列的问题，如施工环境、客观条件等，特别是在实际施工中，往往会出现软土、土壤不密等问题，如果不能及时、有效地解决以上问题，将会使高层建筑的安全和稳定性大为下降。
1.桩基施工的特征1.1.尺寸特征随着高层建筑层数的增加，桩基质量要求也随之提高，桩基设计要综合考虑地质勘探、施工技术要求、施工准备等有关数据，并根据这些数据来确定桩型、截面尺寸、桩基长度等。
为了提高桩基的整体承载力，高层建筑必须采用一桩一柱的地基结构，而且桩结构也从原来的直杆、线形向三片形、虚线和网状的重力支承桩基进行了连续的转换。
1.2.节能环保特征高层建筑桩基施工过程中往往通过柴油机来锤击钢筋混凝土，这种方式可以更加直观地掌握桩基与地面的实际状况，但是也存在一定缺陷，噪音污染严重，对附近居民生活产生不良影响，为了有效弥补这一缺陷，绝大多数施工企业由静压式施工逐步取代柴油机锤击钢筋混凝土式桩基施工方式，降低噪音以外，减少能源消耗，节能环保特征十分明显。
2.桩基施工前准备工作2.1.施工场地环境勘察依据勘察单位提供的勘探资料，在施工现场对现状的土层、水文情况进行复核，充分了解施工现场的地质条件；针对有错漏区域，及时反映至业主和地勘单位，协助设计院提供真实数据，依据设计院出具的最新设计变更施工口。
安排专人负责调查施工现场周边环境，包括施工区域外道路状况，四周建筑物的状态，植被覆盖情况等，并提前做好影像资料留存，以便平时及时观察观测，防止在地基施工过程中，对周边环境产生破坏；同时也能避免本就已经破损的建筑物等因施工被他人讹诈扯皮。
浅析高层建筑桩基的施工技术
浅析高层建筑桩基的施工技术摘要：随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法，都有了很大的演进。
桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑，重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。
本文从施工前的准备工作、沉桩方法选择等方面对高层建筑桩基础施工进行分析研究。
关键词：高层建筑桩基施工技术一、引言在城市建设中，由于人口密集而土地有限，人们便向空中及地下发展，建造了大量高层建筑，以获得更大的活动空间；同时，由于现代科学技术的发展及新村料、新工艺、新设备的涌现，也为高层建筑设计与施工奠定了基础。
高层建筑的施工主要包括基础结构施工与主体结构施工两个方面，当然还包括装饰工程施工。
由于高层建筑高度大，从结构设计角度考虑其基础必须有一定的埋深，因此，高层建筑的施工具有“高”“、深”的特点，即上部结构施工高度大、基础施工的深度大，由此也带来施工难度大的特点。
高层建筑的基础常采用筏形基础、箱形基础及桩基等，尤以桩基（或桩基加箱基）为多。
同时，高层建筑通常均设有地下室，故在施工前需先进行基坑支护，以保证土方开挖及地下室结构施工的顺利进展。
二、施工前的准备工作按施工方法桩可分为预制桩和灌注桩两大类。
预制桩用锤击、静压、振动或水冲沉入等方法打桩入土。
灌注桩则在就地成孔，而后在钻孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。
根据成孔的方法，又可分为钻孔、挖孔、冲孔及沉管成孔等方法。
工程中一般根据土层情况、周边环境状况及上部荷载等确定桩型与施工方法。
在桩基础施工前，应做好现场踏勘工作，做好技术准备与资源准备工作，以保证打桩施工的顺利进行。
桩基础施工前的一般准备工作包括以下几个方面：1、施工现场及周边环境的踏勘在施工前，应对桩基施工的现场进行全面踏勘，以便为编制施工方案提供必要的资料，也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。
现场踏勘调查的主要内容如下：1.1查明施工现场的地形、地貌、气候及其它自然条件。
高层建筑桩基础施工技术
高层建筑桩基础施工技术摘要：高层建筑一般具有上部结构高度及基础埋深大的特点，因此多采用桩基础、筏式基础、箱形基础或桩与箱形基础的复合基础形式，其中桩基是应用最广的一种基础形式。
本文主要对高层建筑桩基础施工技术进行探讨。
关键词：高层建筑;桩基础;施工技术中图分类号：[tu208.3]文献标识码：a文章编号：引言：随着现代化城市不断发展，城市人口密度不断加大以及土地资源的稀缺，高层建筑成为现代化城市的标志。
与此同时，科学技术研究的深入使得各种新设备、新工艺、新材料不断涌现，有助于科学、合理地进行高层建筑施工与设计。
高层建筑施工主要由主体结构施工和基础施工两部分构成，此外建筑装饰施工也是一项重要组成部分。
因高层建筑高度大、作用在基础上的荷载大，因而建筑基础需要埋深也较大，这给高层建筑工程施工带来一定的困难。
高层建筑常用的基础形式有桩基础、箱形基础、筏形基础等，而最为常用的就是桩基础。
由于高层建筑底部常设置地下室，基础需要大面积开挖，需要对开挖的基坑采取支护措施，以确保工程施工顺利进行。
1.柱基础施工准备工作在进行高层建筑桩基础施工之前，要认真做好施工前的准备工作，勘察施工现场和准备好需要的材料，以保证桩基础施工的正常进行。
高层建筑桩基础施工主要从以下几个方面进行施工准备：施工现场的勘查现场调查要查明施工现场的地形、气候等自然条件，查阅地质勘察报告并了解施工现场成桩深度范围内土层、地下水的水位以及沉桩附近地下管线、埋置深度的分布情况。
1.2施工技术准备在开工建设前应当编制好工程施工方案，确定地下管线保护措施、临近建筑物的保护措施、施工顺序、成桩方法、成桩机械等；依据桩基础施工的特点进行工程施工进度计划编制，此项计划应当包含设备需求计划、材料使用计划、劳动力需求计划、工程进度计划等；施工建设前应当确定文明施工、安全技术、质量保证等措施；为了确保桩基础顺利施工，正式进行桩基础施工前要进行试桩工作，由试桩情况来确定所采用的施工工艺参数。
桩基础施工规范
关于高层建筑桩基础的施工技术研究摘要：高层建筑可以有效提高土地的使用率，但由于其动辄几十米甚至更高，对基础结构提出了很高要求。
文章主要对高层建筑应用最多的桩基进行研究，通过对桩基础常见问题的技术研究，详细阐述桩基础的施工准备工作和沉桩方法。
关键词：高层建筑；桩基础；施工技术桩基础是高层建筑应用最广的基础结构形式，主要有预制桩、灌注桩和钢桩。
考虑到噪音和挤土效应静压式预制桩成为现在预制桩的首选；灌注桩具有承载力大等优点；钢桩造价很高，只适合在土层厚而松软的南方等特殊地质区域使用。
一、桩基础施工常见问题及解决途径我们首先对桩基础的施工中常见问题进行分析，提出相应的解决途径。
1.预制桩通病预制桩常出现打桩的时候把桩打断报废等问题。
要重视接桩部位的焊接质量，混凝土的配比要准确，控制每节桩的长细比例在40以下，保证桩机的地盘平稳，清除地下障碍物等等，保证预制桩不倾斜和产生位移。
2.灌注桩通病灌注桩常出现孔壁坍塌、桩身缩颈等问题。
在施工中采用转孔灌注法，依照土质情况和孔径控制转斗速度，用稳定液并确保孔内高水位高出地下水位2m以上。
保持灌注过程连续、迅速、一次完成。
3.钢桩通病钢桩对环境可能造成破坏，要注意打桩顺序，控制锤击时间，通过采用防音罩、在桩顶和低端加上钢箍等措施避免钢桩损坏、沉桩困难以及影响环境的问题。
4.土方随意开挖施工中常没有合理的对土方开挖，造成桩基位移的事故。
要加强对土方开挖的重视，要有计划有规定的开挖。
二、施工前的准备工作在高层建筑的施工前，必须做好周全的准备工作，包含以下几个方面：（一）勘察现场以及施工周边环境在桩基础的施工之前，要对施工现场和周边可能影响施工的环境进行现场踏勘，为施工方案的制定准备第一手的准确资料，为后续各项工作的顺利开展提供有效的依据。
关注施工现场及周边环境的现场勘察要通过以下方面：1．首先要了解清楚这个施工环境的地形等主要情况包括对气候和现场地貌的了解，查明影响到施工的天气等各项自然条件的情况。
高层建筑桩基础施工技术
浅谈高层建筑桩基础施工技术摘要：为了缓解严峻的土地问题, 高层建筑成为了现在的建筑主流。
但是由于高层建筑的高度高、基础深，人口密度大的一些特点，使得高层建筑的建设并不容易。
基础的建设是高层建筑中最重要的一部分建设，正所谓万丈高楼平地起，有良好的坚固的地基才能够保证高楼大厦的一个向上拔起的趋势。
本文通过对高层建筑地基基础和桩基础的概念及相关的处理技术和土建施工技术的探讨，以期对高层建筑结构的安全与稳定有所裨益。
关键词：高层建筑；地基基础；施工技术中图分类号：tu47文献标识码： a 文章编号：在土地资源日益紧张的今天，越来越多的建筑朝着高层的方向拔起，以适应不断涌入城市的人口和愈发紧张的土地资源。
但是随着高层建筑的高度不断地增高，对高层建筑的基础建设提出了更高的一个要求。
通过对之前的一些建筑的了解情况可以知道，以往的高层建筑往往会存在着地基的强度不够抗震性不达标。
沉降失衡等等情况。
这些情况的解决就会需要相关的一些技术人员要根据实际的地形情况和建筑物的上部结构进行一个全方位的考虑，来选择一个最佳的设计施工方案，让高层建筑可以满足自身的建筑需求，还可以保证在后期的使用过程中的安全和质量。
一、地基基础和施工常见的问题地基是指在建筑物的荷载作用下产生变形但是不能忽略的一部分岩体或土体。
基础则是指建筑物下部将建筑物的荷载传递给地基的结构。
桩基础是基础的一种，是在地质状况不佳，天然基础不能满足建筑物的强度、变形及稳定性的要求时，借助特殊的施工手段采取的一种埋深更大的人工基础形式。
1.1、塌方的问题。
一旦在地基基础的处理过程中出现了塌方的问题，必然会扰动整个地基土的稳定性，整个地基的承载力将会受到巨大的影响，导致整个工程受损，影响周围建筑的安全性，严重的还会引发安全事故，造成人员伤亡。
这就要求设计人员在施工前要对当地的地质结构和质量进行充分的考察。
1.2、对地基保护不周。
如果在施工时对地基的基础保护不周，比如在多雨的长江以南地区，就容易使地基进水，从而影响整个地基的质量。
高层建筑结构桩基础设计
浅议高层建筑结构桩基础设计摘要：桩基础是高层建筑结构的基础形式之一，它是整体高层建筑的根本所在。
本文对高层建筑中桩基础设计进行了综合分析，旨在提高高层建筑结构桩基础设计的整体水平。
关键词:高层建筑；桩基础；设计中图分类号： tu97 文献标识码： a 文章编号：引言：随着我国经济的快速发展，城市高层建筑拔地而起，桩基础作为高层的基础部分在建筑工程中占有重要作用。
如何选择合理的桩基础形式，对于结构的安全性、经济性起着重要的作用。
一、桩基础的设计原则基桩根据施工工艺不同，分为预制桩和灌注桩；按排土分类分为挤土桩（打入、静压、振动、沉管等）和非挤土桩（钻孔、挖孔）。
常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻（冲）孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等。
桩基础设计时，应根据以下工程资料合理选择桩基础类型：①岩土工程勘探资料：岩土力学参数、地下水位、土层液化判别及特殊地质情况；②建筑场地：抗震设防烈度及场地类别、建筑场地现状及该区域施工经验等；③拟建建筑物的平面布置、安全等级、结构类型、荷载大小等；④施工工艺对地质条件和周边环境的适应性、施工周期要求等。
依据收集的建筑场地及岩土勘探数据、建筑物情况及施工条件等资料，我们可以合理确定建筑基础桩型及其单桩承载力特征值。
按结构荷载条件选择各种规格的桩（多层与小高层建筑可用预应力管桩、沉管灌注桩，而超高层建筑宜优先选用大直径灌注桩、嵌岩桩等）；施工周期紧时可优先选用预制桩，但市区应避免使用锤击和振动沉桩施工工艺；挤土效应敏感区域不应使用挤土桩；打入桩则需要根据土层地质情况选择不同穿透能力的桩，对存在孤石及地下障碍物的地基、有不能作为持力层的坚硬夹层的地基、从软土层直接进入中（微）风化基岩的地基、石灰岩及溶岩地区，不宜使用或应慎用预制管桩基础，否则应根据详细勘探结果，组织专家论证会，综合各方意见后确定基础方案；若基岩埋置很深时考虑摩擦桩和端承摩擦桩，基岩埋置较浅时优先考虑扩底桩以减少基础工程造价。
对高层建筑结构桩基础的简化分析与探索
对高层建筑结构桩基础的简化分析与探索摘要：随着经济的快速发展，高层建筑的数量也逐渐增加，对高层建筑结构桩基础的研究也成为当前的热点问题。
高层建筑桩基础问题往往比较复杂，虽然经过大量工作，但是所得结果仍然和实际有较大差别。
因此，对高层建筑结构桩基础的简化分析有着重要的现实意义。
本文在笔者实践的基础上，首先探讨了高层建筑桩基础设计原则和有限元分析的基础理论，在此基础上提出了对单桩和群桩简化的方法，相信可以为实践提供借鉴。
关键词：高层建筑结构；桩基础；计算；简化；单桩；群桩中图分类号：[tu208.3] 文献标识码：a 文章编号：1.引言随着经济和社会的快速发展，高层建筑如雨后春笋般在各大中小城市遍地开花，为经济发展和社会效益带来了一定的拉动效应。
众所周知，桩基作为土木建筑中的一种基础形式，其在高层建筑施工中的应用非常广泛，在分担荷载和控制沉降等方面比之浅基础有着无法替代的优势。
桩基础在软弱地基处理中的应用非常普遍，是最古老的基础之一。
但是对桩基础的分析往往比较复杂，大量工作后所得出的结果也总是不理想，和实际相差甚远，因此，对桩基础进行简化分析有着重要的现实意义。
本文将在笔者实践工作的基础上，对简化高层建筑结构桩基础的方式方法进行详细探讨。
首先，对高层建筑结构桩基础的应用现状进行了探讨，具体从桩基础的设计原则着手，列举了当前高层建筑结构桩基础研究中还存在的主要问题，并对桩土相互作用理论进行了介绍，在此基础上，结合有限元分析方法对单桩和群桩的简化进行了深入分析。
笔者认为，对单桩进行简化分析时，可以采用桩土分离的方法进行简化，将桩土设置成许多单元后再进行分析；而在群桩的简化分析时，可以将采用将桩土连续化的方法，这样就克服了单桩计算时单元由于数量巨大从而带来的计算困难问题。
限于篇幅，本文也仅仅从探讨简化方法入手，详细理论还需要相关设计人员翻阅相关理论成果。
2.高层建筑结构桩基础应用现状（1）桩基础设计原则首先，要选择合适的桩基础类型。
高层建筑的桩基
高层建筑的桩基桩基础根据其在土中受力情况不同，可分为端承桩和摩擦桩。
按施工方法的不同，桩身可分为预制桩和灌注桩两大类。
1.1钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩常用的断面有方形实心桩与管桩两种。
方形桩在尖端设置桩靴。
管桩在工厂内用离心法制成。
1.1.1桩的制作、运输和堆放(1)桩的制作。
长度在10m以下的短桩，一般多在工厂预制，较长的桩，在打桩现场附近露天预制。
(2)运输、堆放。
钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的70％后方可起吊；达到设计强度的100％才能运输和打桩。
桩的堆放层数不宜超过四层。
1.1.2打桩(1)打桩机具选择。
打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。
施工中常用的桩锤有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤和振动桩锤。
(2)打桩前的准备工作。
认真处理地上、地下障碍物，在打桩前应根据设计图纸确定桩基轴线，并将桩的准确位置测设到地上。
(3)确定打桩顺序。
一般当基坑不大时，打桩应从中间开始分头向两边或周边进行；当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在各段范围内分别进行。
打桩应避免自外向内，或从周边向中间进行。
当桩基的设计标高不同时，打桩顺序宜先深后浅；当桩的规格不同时，打桩顺序宜先大后小、先长后短。
(4)打桩施工。
打桩工程必须在打桩过程中做好记录。
(5)桩及桩头处理。
空心管桩，在打完桩后，桩尖以上1-1．5m范围内的空心部分应立即用细石混凝土填实，其余部分可用细砂填实。
各种预制桩，打桩完毕后，为使桩顶符合设计高程，应将桩头或无法打人的桩身截去。
1.1.3压桩(1)压桩程序。
预制桩一般情况下都采取分段压入、逐段接长的方法，(2)接桩方法。
可用焊接法或浆锚法。
1.1.4振动沉桩振动沉桩主要适用于砂土、砂质粘土、亚粘土层，在含水砂层中的效果更为显著。
但在砂砾层中采用此法时，尚需配以水冲法。
不宜用于粘性土以及土层中央有孤石的情况。
1.2灌注桩施工可节省钢材、木材和水泥，消除打桩对邻近建筑物的有害影响。
桩基础的设计
当天然地基不能满足建筑物、构筑物承载力或沉降要求时， 一般可提出桩基础、地基加固方案进行比较。当天然地基承载 能力已基本满足或差不多而地基沉降偏大时，也可考虑在地基 中设置部分桩，成为一种沉降控制桩基础，此时，需按控制 沉降进行桩基础设计。
对桩和承台来说，应有足够的强度、刚度合耐久性。
1x = 0.56 1x + 0.2
1y = 0.56 1y + 0.2
（a）锥形承台； (b)阶形承台 四桩以上（含四桩）承台角桩冲切计算示意
（2）三桩三角形承台可按下列公式计算受角桩冲切的承载力 ：
底部角桩：
( ) N l
11
2c1 + a11
hp tg
1
2
f tho
0.56
11 = 11 + 0.2
向设置联系梁。
4） 联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁 宽度不宜小于250mm，其高度可取承台中心距的 1/10~1/15，且不宜小于400mm。
5） 联系梁配筋应按计算确定，梁上下部配筋不宜小 于2根直径12mm钢筋；位于同一轴线上的联系梁纵 筋宜通长配置。
承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙应灌 注素混凝土，或采用灰土、级配砂石、压实 性较好的素土分层夯实，其压实系数不宜小 于0.94。
5、验算作用于单桩的荷载，若不符合要求，需调整平面布置与承台 尺寸再进行验算，直至满足要求。
6、验算群桩承载力和变形，若不符合要求则返回第4步修正设计，直 至满足要求。
7、桩身结构设计和计算。 8、承台设计和计算。 9、绘制桩位、桩身结构和承台结构施工图，编制设计说明。
2 桩型和持力层的选择
一、桩型、截面和桩长选择原则
桩基技术规范
对高层建筑采用人工挖孔桩基础的埋深及人工挖孔桩检测等有关规范条文的理解和思考童印佩黄琦（贵阳建筑勘察设计有限公司）一、当高层建筑采用人工挖孔桩（端承桩），桩穿过土层，持力层为中风化岩层时，应认为是其建筑物采用的是岩石地基。
高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）的12.1.7条，建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）5.1.3条，对高层建筑的基础埋深都有规定，其对于桩的埋深规定大意是：“采用桩基础，基础埋深为房屋总高度的1/18~1/20，但桩身长度不计入，埋深从室外地坪算至基础底。
对岩石地基，在满足抗滑要求，满足承载力、稳定性要求及符合JGJ 3-2004第12.1.7条的前提下，可不受埋深（1/18~1/20）H的限制。
”对有地下室的高层建筑，基础埋深从室外地坪算至地下室底板下的桩承台底，一般容易满足要求，但当高层建筑无地下室时，因规范条文中都注明不计入桩长，基础埋深只能从室外地坪算至桩顶承台底，往往很难满足规范对基础埋深的要求。
贵州省的高层建筑，一般均采用一柱一桩的人工挖孔桩，桩径约1—2米，桩身通过8-20米的土层，置于中风化硬质岩层上，并构造嵌岩0.5米。
对于嵌入硬质岩层的桩，按端承桩设计，不考虑桩端嵌岩的侧阻力和桩与土的侧阻力。
对于这种大直径挖孔桩的基础埋深如何考虑？在贵州省的设计部门有两种意见：第一种意见是：“因前述两本规范中都注明基础埋深不计入桩长，故基础埋深只能从室外地坪算至桩承台底。
”这样，举个例子来说，对一个60米高且无地下室的建筑物，采用人工挖孔桩作为基础，为满足基础埋深要求，则需要按构造做一个3-5米厚的承台或桩帽，造成了比较大的浪费。
第二种意见是（也是笔者的观点）：“根据GB 5007-2002的2.1.13条对桩基础的解释是指：“由设置于岩土中的桩和联接于桩顶端的承台组成的基础。
”人工大直径挖孔桩只是一种特殊的基础形式，同样符合GB 5007-2002的2.1.2条对基础的解释的内涵，即基础是“将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。
高层建筑基础
高层建筑基础高层建筑的基础是整个结构的重要组成部分，关系到整个结构的安全与经济。
高层建筑的基础必须具有足够的刚度和稳定性，能对上部结构构成可靠的嵌固作用，避免不均匀沉降，防止在偶然荷载作用下建筑物发生倾覆或滑移。
基础底面积的形心，应与上部结构永久荷载的合力中心相重合。
基础形式高层建筑的基础类型有筏型基础和箱型基础。
一般情况下，筏板基础和箱型基础下均布置桩，也称为桩基础。
1. 钢筋混凝土筏形基础筏型基础是指用平板或梁板作为建筑物的基础底板，承受框架柱、剪力墙或支撑传递下来的轴力、剪力和弯矩，通过自身平面内和平面外的刚度协调上部建筑传递的内力和变形，并将其传递至桩基础。
筏形基础根据其平面特征分为平板式筏形基础和肋梁式筏形基础。
肋梁的作用是有效加强筏板的抗弯、抗剪和抗冲切能力，当竖向构件（框架柱、剪力墙或支撑）传递到筏板的内力较小时，可以采用平板式筏形基础，其特点是建筑空间使用灵活、施工便捷。
一般情况下，当高层建筑地下需布置商场、车库时，由于大空间的需要，则采用平板式筏形基础或下肋梁式筏形基础。
2. 箱形基础箱型基础是指利用地下室剪力墙和基础筏板形成箱体，承受框架柱、剪力墙或支撑传递下来的轴力、剪力和弯矩，通过箱体的刚度协调上部建筑传递的内力和变形，并将其传递至桩基础。
与筏形基础相比，箱型基础的空间刚度更大。
需要指出的是，并不是有几道剪力墙落地，或者有基础外围地下连续墙围合就是箱型基础。
箱型基础要求围合的剪力墙截面面积不小于被围合的基础底板面积的1/10。
由此可见，对于车库、商场或有大空间要求的地下室，因其落地剪力墙的面积难以达到箱型基础的要求，一般都是筏形基础，如图2-12所示。
当上部结构荷载较大，对基础空间刚度要求高，筏形基础难以满足其刚度和承载力要求时，可采用箱型基础。
一般情况下，箱型基础的地下空间常用于设备房或管理用房。
a)b)图2-12 筏板基础与箱型基础结构剖面示意图a)筏板基础示意图b)箱型基础示意图3. 桩基高层建筑由于楼层高，单位面积竖向荷载力大，水平荷载对建筑物的剪力和弯矩大，因此一般采用桩基础，利用桩的植入，将上部结构的竖向力传递至深层地基。
高层建筑桩基工程施工方案
本工程为高层建筑桩基工程，位于XX市XX区XX路XX号，占地面积约XX平方米，总建筑面积约XX平方米。
建筑层数为XX层，其中地上XX层，地下XX层。
基础形式为桩基础，桩径为600mm，桩长为XX米，单桩承载力特征值为XXKN。
二、施工组织设计1. 施工部署及现场施工组织管理机构成立桩基工程施工项目部，负责整个工程的施工组织、协调、管理和监督工作。
项目部下设工程技术部、质量保证部、安全监督部、材料设备部、财务部等职能部门。
2. 施工总平面布置根据施工现场实际情况，合理布置施工场地，确保施工安全和施工进度。
主要包括桩机停放区、材料堆放区、施工便道、施工办公区等。
3. 施工总进度计划及保证措施制定详细的施工进度计划，明确各阶段的施工任务和工期要求。
加强施工过程中的进度控制，确保工程按期完成。
4. 劳动力配备计划根据工程规模和施工进度，合理配置各类施工人员，确保施工人员充足、技术熟练。
5. 现场投入主要机械设备及检测仪器桩基施工主要机械设备包括旋挖钻机、冲击钻机、搅拌车、混凝土输送泵、钢筋笼制作设备等。
检测仪器包括全站仪、水准仪、经纬仪、超声波检测仪等。
6. 主要材料、构配件供应计划根据工程进度，提前安排材料、构配件的采购和供应，确保施工过程中材料供应充足、质量可靠。
三、施工方法及技术措施1. 钻孔定位采用全站仪进行桩位放样，确保桩位偏差在允许范围内。
施工过程中，采用复测方法，严格控制桩位精度。
2. 埋设护筒采用钢护筒，规格为30mm厚，长度根据桩长确定。
护筒埋设时，确保垂直度、水平度和定位精度。
3. 钻孔施工根据地质情况，采用旋挖钻机或冲击钻机进行钻孔。
钻孔过程中，注意控制钻速、钻压和排渣，确保钻孔质量。
4. 混凝土灌注采用搅拌车将混凝土运输至施工现场，使用混凝土输送泵进行混凝土灌注。
灌注过程中，注意控制灌注速度，确保混凝土密实度。
5. 钢筋笼制作与安装钢筋笼采用现场制作，确保钢筋笼尺寸和形状符合设计要求。