基础工程学- 桩基础设计
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荷载继续增加，桩身向
下位移加大，带动下部土层 摩阻力发挥，直到荷载增加 到一定程度，桩侧摩阻力不 能支持桩身荷载，此时，桩 端阻力发挥作用。
设计等级
建筑类型
(1)重要的建筑
甲 (2)30层以上或高度超过100m的高层建筑 (3)体型复杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地下室）连体建筑
级 (4)20层以上框架－核心筒结构及其它对差异沉降有特殊要求之建筑
(5)场地和地基条件复杂的7层以上一般建筑及坡地、岸边建筑物
(6)对相邻既有工程影响较大的建筑
大家好
桩基础设计
概述 建筑桩基设计的基本规定 桩的分类 竖向荷载作用下的单桩工作性状 竖向荷载作用下单桩承载力的确定方法 竖向荷载作用下的单桩沉降计算 竖向荷载作用下群桩工作性状 群桩的竖向承载力计算 群桩的沉降计算 水平荷载作用下桩基的承载力和变位 桩基础设计
2
概述
桩基础的发展历史
19
竖向荷载作用下的单桩工作性状
竖向荷载下单桩的工作性状包括两个重要的问题： (1) 单桩的荷载传递机制; (2) 桩侧负摩阻力问题。
竖向荷载下单桩的荷载传递机制
竖向荷载作用下，单桩的荷载传递是桩－土体系共同工作的结果。
桩顶受竖向荷载作用，
桩身压缩而向下位移。由此， 桩身与土间的摩阻力出现， 并使桩身轴力和位移随深度 递减。在桩土相对位移为零 处，摩阻力为零。
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)中关于桩型和成桩工艺选 择的若干规定
对框架－核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础，宜选择基桩尺寸和 承载力可调性较大的桩型和工艺； 挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时，应局限于多层住宅桩基； 抗震设防烈度为8度及以上地区，不宜采用预应力混凝土管桩和预应力 混凝土空心方桩
13
桩的分类
14
桩的分类
干法施工
15
桩的分类
预制桩 16
桩的分类
钢桩 17
桩的分类
预应力桩 18
桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按桩径（设计直径）大小分类：小直径桩、中等直径桩、大直径桩
小直径桩：d不超过250mm
中等直径桩：250 mm < d < 800 mm
大直径桩：d不小于 800 mm
高层建筑桩基础基本型式－桩基与其它基础型式结合
桩柱基础：柱下独立桩基础； 桩梁基础：基础梁（或承台梁）下桩基础； 桩墙基础：剪力墙（或实腹筒壁）下桩基础； 桩筏基础：筏板下桩基础； 桩箱基础：箱基下桩基础。
8
建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计基本要求
桩基形式的合理选择：考虑地基条件和结构特点； 持力层和桩长的合理选择：从承载力、变形、经济和施工角度考虑； 合理布置桩基：最大程度发挥桩的承载性能； 桩基水平承载力的合理确定：能有效抵御倾覆或外荷载致水平力； 合理控制桩基施工引发的环境问题：噪音干扰、周边设施的保护。
6
概述
7
概述
桩基础的适用条件
土质条件太差不宜用浅基础时选用桩基； 地基土特殊不宜采用地基改良方法和加固措施时选用桩基； 上部结构荷载较大，或需要较大的抵御水平荷载刚度选用桩基； 结构对不均匀沉降相当敏感，或建筑物受到大面积堆载时选用桩基； 地下水位很高，或水下基础施工困难时选用桩基； 具有重要历史意义或需长期保存之建筑物基础选用桩基。
十九世纪以前：7000-8000年前，浙江宁波附近的河姆渡遗址；30004000年前的古罗马；西安灞桥、隋唐建塔等等。 十九世纪以后：材料和动力进步促进桩基发展和应用；水泥工业、蒸 汽动力出现，铸铁管桩得以应用；十九世纪末，现场钻孔桩应用； 近、现代时期：桩基应用已得到很大发展，桩基材料、桩型、工艺和 施工技术等多样化。
桩基础设计方法-极限状态设计
承载力极限状态：桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继 续承载的变形； 正常使用极限状态：桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或耐 久性要求的某项限值。
9
建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计等级（JGJ94-2008)
原建筑桩基技术规范（JGJ94-94)以建筑桩基安全等级和重要性系数 规定设计原则，现规范以建筑桩基设计等级规定。
11
桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按承载性状分类：摩擦型桩和端承型桩
摩Fra Baidu bibliotek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
端承型桩
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， 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，桩顶荷载主要由桩端阻力承受
桩基技术发展特点
桩基技术的发展受工业化的影响巨大； 桩型及施工工艺推陈出新，桩基理论和概念以及桩基效用实质性变化； 桩基与其它基础形式或工艺联合应用，高强、大直径、超长为发展趋势； 桩基施工检测与监测形成相当丰富有效的技术。
3
4
鸟巢基础桩举例
国家体育场全景
概述
新加坡发展银行,四墩, 每墩直径7.3m。 将荷载传递到下部好土层,承载力高。
乙 级 除甲级、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7层及以下一般建筑
10
建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计荷载取值规定（JGJ94-2008)
桩基设计时，所采用的荷载作用效应组合与相应的抗力应符合以下规定： 确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应 的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值； 计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组 合；计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地 震作用、风载效应标准组合； 计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷 载效应基本组合。进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效 应标准组合和准永久组合。
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桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩
非挤土桩
各类钻（挖）孔桩：干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法等
部分挤土桩
冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、打入（静压）式敞口钢管桩、H型钢 桩、预应力混凝土空心桩等。
挤土桩
沉管灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力空心桩和钢管桩等
下位移加大，带动下部土层 摩阻力发挥，直到荷载增加 到一定程度，桩侧摩阻力不 能支持桩身荷载，此时，桩 端阻力发挥作用。
设计等级
建筑类型
(1)重要的建筑
甲 (2)30层以上或高度超过100m的高层建筑 (3)体型复杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地下室）连体建筑
级 (4)20层以上框架－核心筒结构及其它对差异沉降有特殊要求之建筑
(5)场地和地基条件复杂的7层以上一般建筑及坡地、岸边建筑物
(6)对相邻既有工程影响较大的建筑
大家好
桩基础设计
概述 建筑桩基设计的基本规定 桩的分类 竖向荷载作用下的单桩工作性状 竖向荷载作用下单桩承载力的确定方法 竖向荷载作用下的单桩沉降计算 竖向荷载作用下群桩工作性状 群桩的竖向承载力计算 群桩的沉降计算 水平荷载作用下桩基的承载力和变位 桩基础设计
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概述
桩基础的发展历史
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竖向荷载作用下的单桩工作性状
竖向荷载下单桩的工作性状包括两个重要的问题： (1) 单桩的荷载传递机制; (2) 桩侧负摩阻力问题。
竖向荷载下单桩的荷载传递机制
竖向荷载作用下，单桩的荷载传递是桩－土体系共同工作的结果。
桩顶受竖向荷载作用，
桩身压缩而向下位移。由此， 桩身与土间的摩阻力出现， 并使桩身轴力和位移随深度 递减。在桩土相对位移为零 处，摩阻力为零。
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)中关于桩型和成桩工艺选 择的若干规定
对框架－核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础，宜选择基桩尺寸和 承载力可调性较大的桩型和工艺； 挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时，应局限于多层住宅桩基； 抗震设防烈度为8度及以上地区，不宜采用预应力混凝土管桩和预应力 混凝土空心方桩
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桩的分类
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桩的分类
干法施工
15
桩的分类
预制桩 16
桩的分类
钢桩 17
桩的分类
预应力桩 18
桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按桩径（设计直径）大小分类：小直径桩、中等直径桩、大直径桩
小直径桩：d不超过250mm
中等直径桩：250 mm < d < 800 mm
大直径桩：d不小于 800 mm
高层建筑桩基础基本型式－桩基与其它基础型式结合
桩柱基础：柱下独立桩基础； 桩梁基础：基础梁（或承台梁）下桩基础； 桩墙基础：剪力墙（或实腹筒壁）下桩基础； 桩筏基础：筏板下桩基础； 桩箱基础：箱基下桩基础。
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建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计基本要求
桩基形式的合理选择：考虑地基条件和结构特点； 持力层和桩长的合理选择：从承载力、变形、经济和施工角度考虑； 合理布置桩基：最大程度发挥桩的承载性能； 桩基水平承载力的合理确定：能有效抵御倾覆或外荷载致水平力； 合理控制桩基施工引发的环境问题：噪音干扰、周边设施的保护。
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概述
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概述
桩基础的适用条件
土质条件太差不宜用浅基础时选用桩基； 地基土特殊不宜采用地基改良方法和加固措施时选用桩基； 上部结构荷载较大，或需要较大的抵御水平荷载刚度选用桩基； 结构对不均匀沉降相当敏感，或建筑物受到大面积堆载时选用桩基； 地下水位很高，或水下基础施工困难时选用桩基； 具有重要历史意义或需长期保存之建筑物基础选用桩基。
十九世纪以前：7000-8000年前，浙江宁波附近的河姆渡遗址；30004000年前的古罗马；西安灞桥、隋唐建塔等等。 十九世纪以后：材料和动力进步促进桩基发展和应用；水泥工业、蒸 汽动力出现，铸铁管桩得以应用；十九世纪末，现场钻孔桩应用； 近、现代时期：桩基应用已得到很大发展，桩基材料、桩型、工艺和 施工技术等多样化。
桩基础设计方法-极限状态设计
承载力极限状态：桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继 续承载的变形； 正常使用极限状态：桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或耐 久性要求的某项限值。
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建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计等级（JGJ94-2008)
原建筑桩基技术规范（JGJ94-94)以建筑桩基安全等级和重要性系数 规定设计原则，现规范以建筑桩基设计等级规定。
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桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按承载性状分类：摩擦型桩和端承型桩
摩Fra Baidu bibliotek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
端承型桩
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， 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，桩顶荷载主要由桩端阻力承受
桩基技术发展特点
桩基技术的发展受工业化的影响巨大； 桩型及施工工艺推陈出新，桩基理论和概念以及桩基效用实质性变化； 桩基与其它基础形式或工艺联合应用，高强、大直径、超长为发展趋势； 桩基施工检测与监测形成相当丰富有效的技术。
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鸟巢基础桩举例
国家体育场全景
概述
新加坡发展银行,四墩, 每墩直径7.3m。 将荷载传递到下部好土层,承载力高。
乙 级 除甲级、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7层及以下一般建筑
10
建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计荷载取值规定（JGJ94-2008)
桩基设计时，所采用的荷载作用效应组合与相应的抗力应符合以下规定： 确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应 的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值； 计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组 合；计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地 震作用、风载效应标准组合； 计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷 载效应基本组合。进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效 应标准组合和准永久组合。
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桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩
非挤土桩
各类钻（挖）孔桩：干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法等
部分挤土桩
冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、打入（静压）式敞口钢管桩、H型钢 桩、预应力混凝土空心桩等。
挤土桩
沉管灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力空心桩和钢管桩等