桩基础与深基础

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1、桩基础与深基础内容提要：当浅部地基土层软弱或建筑物荷载很大，浅部岩土层难以满足建筑物对基础持力层的要求时，浅基础方案不能实现，此时就必需采用深基础方案。常用的深基础类型主要有：桩基础、大直径墩基础、沉井基础、沉箱基础、地下连续墙等。其中桩基础是应用最广泛的深基础。因此，本章重点介绍桩基础理论与实践的基本知识，对其他形式的部分深基础类型只作简单介绍。第一节概述桩的作用是将上部结构荷载传递到深部较坚硬、压缩性小的土层或岩层上。由于桩基具有承载力高、稳定性好、沉降及差异变形小、沉降稳定快、抗震能力强，以及能适应各种复杂地质条件等优点而得到广泛使用。桩基除了主要用于承受竖向抗压荷载外，还用于承受侧向风

2、力、波浪力、土压力、地震力等水平荷载及竖向抗拔荷载。一、桩的类型1．根据桩的抗力性能和工作机理分类（1）竖向抗压桩：主要承受竖向荷载的桩，应进行竖向承载力计算，必要时还需计算桩基沉降，验算软弱下卧层的承载力以及负摩阻力产生的下拉荷载。根据其荷载传递特征，又可分为四类：摩擦桩：在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载全部或绝大部分由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计的桩；端承摩擦桩：在竖向极限荷载作用下，桩端阻力分担荷载的比例较大，但不大于30％的桩；摩擦端承桩：在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受，桩侧阻力分担荷载的比例不超过50％的桩；端承桩：在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载的全部或绝大部

3、分由端阻力承担，桩侧阻力小到可忽略不计的桩。(2)竖向抗拔桩：主要承受竖向上拔荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂计算以及抗拔承载力验算；(3)水平受荷桩：主要承受水平荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂验算以及水平承载力和位移验算；(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(或抗拔)桩及水平受荷桩的要求进行验算。2．根据桩身材料分类根据桩的材料，可分为：（1)混凝土桩：混凝土桩是目前使用最广泛的桩，有预制混凝土桩和灌注混凝土桩两大类。预制混凝土桩，可在工厂集中生产或在现场预制，有实心或空心桩。为提高混凝土抗裂性能和节省钢材可做成预应力桩，为减少沉桩的挤土效应可做成敞口预应力桩。混凝土灌

4、注桩随着成桩工艺的不断发展，使其能适用于各种地层、灵活调整桩长及桩径，从而成为目前工民建和桥梁中使用的主要桩型。（2)钢桩：钢桩可根据承载要求、减少挤土效应而灵活调整截面，并具有抗冲击性能强、接桩方便、施工质量稳定等特点，但造价高。目前常用的桩型有开口或敞口管桩、H型钢桩或其他异型钢桩；（3)组合材料桩：指一根桩由两种或两种以上材料组成的桩，一般可根据地层条件、为充分发挥材料特性而组合成的桩。3．根据成桩方法分类根据成桩方法可分为：（1）打入桩：通过锤击、振动等方式将预制桩沉人地层至设计要求标高形成的桩；（2）灌注桩：通过钻、冲、挖或沉入套管至设计标高后，灌注混凝土形成的桩；（3）静压桩：将预

5、制桩采用无噪音的机械压入至设计标高形成的桩。4．根据成桩对土层的影响分类不同成桩方法对周围土层的排挤和扰动程度不同，将直接影响到桩的承载能力、成桩质量及周围环境。根据成桩对土层的影响可分为挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩三类。（1）挤土桩：在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周围土体受到严重扰动，土的工程性质有很大改变的桩。这类桩主要有打人或静压成桩的实心桩和闭口预制混凝土桩、闭口钢管桩及沉管灌注桩等；挤土桩成桩过程引起的挤土效应主要是地面隆起和土体侧移，导致对周围环境的较大影响；对于灌注桩还可能造成断桩、缩径等质量事故；对于预制桩可能会造成桩的侧移、倾斜、上抬、甚至断桩等质量事故。（2）部分挤土桩：

6、在成桩过程中，引起部分挤土效应、桩周围土体受到一定程度的扰动，这类桩主要有H型钢桩、开口管桩及长螺旋钻孔、冲孔灌注桩；(3)非挤土桩：采用钻孔、挖孔将与桩体积相同的土体排出，对周围土体基本没有扰动而形成的桩。这类桩主要有钻、挖孔灌注桩、预钻孔植桩、旋挖灌注桩等。5．根据成桩直径分类根据成桩直径大小，可将桩分为大直径桩、中等直径桩及小桩三类。(1)大直桩径：桩径D≥800mm的桩，在设计中应考虑挤土效应与尺寸效应；(2)中等直径桩：桩径250mm

7、、并能穿越原有基础等特点而在地基托换、支护结构、抗浮、多层住宅地基处理等工程中得到广泛应用。二、桩的选型与使用条件预制桩、灌注桩及钢桩三大类桩各有优点，也各有其适用条件。实际选型中应根据地层条件、施工工艺、施工经验、基础型式、上部结构类型、上部荷载大小及分布、制桩材料供应运输条件、成桩质量保证难易程度、环境条件、工期、造价等因素综合确定适用的桩型与成桩工艺。三、桩基合理布桩原则桩基设计合理布桩内容