基础工程桩基础的基本知识及施工

影
和沉降量。
响
分
非挤土桩：钻孔灌注桩、机挖灌注桩等，在成桩过程中清除孔
类
中土体，桩周土不受排挤作用，并可能向桩孔内移动，使土的
抗剪强度降低，桩侧摩阻力有所减小。
挤土效应：
在饱和软土中进行密集群桩施工将导致： ❖ 土中超空隙水压力剧增（可达上覆土压的1.4倍，甚至更高）； ❖ 地表隆起； ❖ 浅层土体发生水平位移（影响范围1倍桩长以上）； ❖ 深层土体位移； ❖ 先打设的桩被抬起、挤扁，甚至弯曲、断裂。
要求
摩擦桩
桩主要依靠桩侧 土的摩阻力支撑 在各压缩性土层
岩层埋置深， 大 饱和软土地基，
松砂地基
桩底支撑力和桩
综合考虑桩长，
端承摩擦桩 侧摩阻力同时发 较小 软土层厚，持
挥作用
力层刚度确定
五、按桩轴方向分类
按桩 轴方 向分 类
竖直桩 ：水平力和力矩不大，桩的自由长度不长，桩径较大时使用
单向斜桩 斜桩
多向斜桩
斜桩轴向力水平分量
土抗力
平衡外力
桩轴线与竖直线夹角正切值≥1/8
挖、钻孔灌注桩很少使用， 打入桩使用较多。
桩墩：以单个桩墩代替群桩和承台。
构造要求：直径≥0.8m 受力特点：断面尺寸较大，具有较高的竖向承载力，可承受 较大的水平荷载，扩底桩墩还具有抵抗较大上拔力的能力。
第三节 桩型及其构造
❖ 当施工水位或地下水位较高时，采用深基础可减小施工困难和 避免水下施工；
❖ 地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加结构物的抗震能 力，桩基础穿越可液化土层并伸入下部密实稳定土层，可消除 或减轻地震对结构物的危害。
❖ 水平力和上拔力较大时，减少水平位移和倾斜。
桩基础设计内容和步骤：
1、收集资料； 2、选桩型、确定桩的基本尺寸； 3、确定单桩承载力； 4、确定群桩承载力； 5、相关的检算（如桩承载力、承台、墩顶水
平位移等）； 6、绘制施工图纸；
桩和桩基础的分类 一、按承台位置分类
按承 台位 置高 低分 类
低桩承台: 承台底面低于 地面（或局部冲刷线）， 或者承台底面位于冻结线以下>25cm。 有侧向约束，纵向挠曲、桩 顶位移不计，
高桩承台：承台底面高于 地面（或局部冲刷线）， 减少墩台圬工数量，避免 水下作业，水平力作用下 受力不利，稳定性相对低 桩承台较差。
按
过程中将桩位处的土体大量排挤开，使土的结构严重扰动破
成
坏，对土的强度和变形性质影响较大，计算中采用原状土扰
桩
动后再恢复的强度指标来估算桩的承载力和沉降量。
对
土
部分挤土桩：冲击成孔灌注桩、预钻孔打入式预制桩、H型钢
层
桩等，在成桩过程中对桩周土体稍有排挤作用，但土的强度和变形
的
性质变化不大，一般可用原状土测得的强度指标来估算桩的承载力
已有建筑物下沉、局部抬起
结构破坏
临近路面开裂、地下管线位移、破坏
解决方法：合理安排打桩顺序
端部开口或半闭口管桩
减少挤土效应
部分挤土桩
四、按受力状态分类
按受力状态分类：抗轴向压力桩 抗拔桩
受力特点
沉降 特点
适用范围
端承桩 （柱桩）
桩底支撑在岩层 或硬土层上，一 般不计侧摩擦力
小
上部荷载大， 摩擦桩承载力 不够，有沉降
第一节 概述
❖ 桩基础的组成与特点：
桩基础＝桩＋承台 单桩 群桩 基础
图3-1 桩基础 1-承台；2-基桩；3-松软土层；4-持力层；5-墩身
桩的作用
（1）将荷载传至硬土层或分配到较大的深度范围 以提高承载力。
（2）减小沉降，从而也减小沉降差，因此地基强 度够，而变形不合要求时亦用。
（3）抗拔：用于抗风、抗震、抗浮等； （4）有一定抗水平荷载能力，特别是斜桩； （5）抗液化：深层土不易液化，浅层土液化后，
本章提要 桩基础是桥梁、港口及高层建筑工程中应用极为广
泛的一种深基础，通过熟悉桩基础的设计内容和原则， 桩基的分类方法及其适用性。掌握单桩、群桩在竖向荷 载下的工作性能、竖向承载力的确定方法及其设计计算。
通过桩基础的学习，要求掌握桩基础的基本概念、 荷载传递机理、以及现行规范的经验公式,确定单桩竖向 承载力和群桩承载力及沉降计算的方法，熟悉桩基础设 计与计算的各项内容和方法，了解桩的负摩阻力及水平 承载力计算方法，初步具备桩基础设计计算的能力。
一、钢筋砼灌注桩
❖ 1、构造 ❖ ①桩径：一般为0.8～1.50m。 ❖ 挖孔灌注桩：直径或最小边宽
≥1.20m ❖ 沉管灌注桩：直径一般为0.3～
0.6m ❖ ②配筋：配筋率：0.2% ～0.6% ❖ 主筋：d ≥16mm，数量不少于8
根
❖ 长摩擦桩：根据弯距分布情况
2、优点： ① 可适用于各种地层； ② 桩长可随持力层起伏而改变； ③ 仅受轴压时，不需配钢筋（需配钢筋笼时，按工
桩基础的适用范围：
通常对于下列情况，可考虑采用桩基础方案：
❖ 荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的地基持力层位置较深， 采用浅基础或人工地基在技术、经济上不合理时；
❖ 河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，如采用 浅基础施工困难或不能保证基础安全时；
❖ 当地基计算沉降过大或结构物对不均匀沉降敏感时，采用桩基 础穿过松软土层，将荷载传到较坚实土层，减少结构物沉降并 使沉降较均匀；
5、具有很强的灵活性，对结构体系及荷载变化等有较强的适 应能力，并且设桩也可作为地基处理措施以提高地基的强度及 稳定性；
❖ 缺点：
1、施工比浅基础复杂，工程造价较高； 2、以打入等方式设桩存在振动及噪音等环境问题，而以成孔 灌注方式设桩常对场地环境卫生带来影响；
3、桩基础的工作机理比较复杂，设计计算方法相对不完善。
有桩支撑，有助于上部结构的稳定。
厂房内堆载， 使柱下基础倾 斜，导致柱子 开裂。可用桩 基解决。
桩基础的优缺点
❖ 优点：
1、具有较高的承载能力与稳定性； 2、减少建筑物整体沉降和不均匀沉降； 3、深水河道中修建桩基础可以避免水下工程，简化施工设备 和技术要求；
4、是克服复杂条件下不良地质现象危害的重要措 施，具有良 好的抗震性能；
二、按施工方法分类
预制桩
锤击 振动 静压
打入桩
10次锤击
振入桩 贯入度：10～50mm/阵 1分钟
压入桩 采用无噪音机械压入，多用于地基加固
按 施
螺旋 螺旋桩 钻孔桩
机械成孔
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工
冲孔桩
方 法
灌注桩
人力或机械挖掘 挖孔桩
分
钢管挤土成孔 沉管灌注桩
类 爆扩桩
管柱
三、按桩的设置效应分类
挤土桩：预制桩、木桩、沉管灌注桩等在锤击和振动贯入