第1章 桩基类型与选型

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1、桩基础设计与施工第1章桩基类型与选型讲授教师：杨曌武汉科技大学城建学院土木系结构教研室2012年3月1.1概述1.1.1桩基及其安全等级概念：桩基础简称桩基，是由基桩和连接于基桩桩顶的承台共同组成，承台之间用承台梁相互连接。（桩是深入土层的柱型构件，桩与桩顶的承台组成深基础，简称桩基。）低承台桩，高承台桩-------承台底面是否高出地面。单桩承台，群桩承台-------承台下桩数。安全等级：3级，根据破坏后果的严重性，详P1表1-1，表3.1.2建筑桩基设计等级(建筑桩基技术规范JGJ94-2008)设计等级建筑类型甲级（1）重要的建筑（2）30层以上或高度超过100m的高层建筑（3

2、）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（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7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7层以下的一般建筑桩的作用：将上部结构的荷载通过软弱地层或水传递给深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层。主要承受竖向荷载，还承受水平荷载（风，土，地震等）桩基通过作用于桩尖（或称桩端）的地层阻力和桩周土层的摩擦力支撑竖向荷载、依靠桩侧土层的侧向阻力支撑水平荷载。一般在下列情况下应用桩基：1、荷载较大、地基

3、软弱；2、技术经济指标、施工条件、质量比较；3、高耸建筑对倾斜要求严格；4、设备基础对地基变形有严格限制；5、地基沉降对相邻建筑影响较大；6、抗液化和处理软弱地基。1.1.2桩基承载力影响因素1）穿越土层特征（强度、变形和应力）2）桩端持力层特征（强度、变形）3）桩的几何特征4）桩体材料强度5）群桩几何参数6）成桩方法1.2基桩的分类群桩中的单桩称为基桩。1.2.1按桩的使用功能：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩1）竖向抗压桩：承受轴心压力为主2）竖向抗拔桩：承受轴向拔力荷载为主，拉拔荷载依靠桩侧摩阻力承受。3）水平受荷桩：承受水平荷载或弯矩。港口码头的板桩、基坑支护桩等

4、都是主要承受作用在桩上的水平荷载，桩身要承受弯矩，其整体稳定则靠桩侧土的被动土压力、或水平支撑和拉锚平衡。4）复合受荷桩：竖向、水平荷载均较大1.2.2按承载性状1）竖向荷载桩分为摩擦桩、端承摩擦、摩擦端承、端承桩Qu=Qsu+QpuQu---桩的竖向极限荷载；Qsu---桩侧总极限摩阻力；Qpu---桩端总极限阻力摩擦：Qsu≥0.9Qu；端承：Qpu≥0.9Qu端承摩擦：0.9Qu>Qpu≥Qsu摩擦端承：0.9Qu>Qsu>Qpu2）横向荷载桩分为主动桩、被动桩区别：由于桩身变位引起土体受压为主动桩；由于土体挤压桩身产生的土压力为被动桩。（土压力由什么原因产生，桩是主动挤压土还是

5、被动挤压土。）1.2.3按桩身材料1）木桩。单根木桩的长度大约为十余米，不利于接长。耐久性差2）钢桩。型钢和钢管两大类。型钢有各种形式的板桩，主要用于临时支挡结构或码头工程。H型及I型钢桩则用于支撑桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成。优点：挤土效应小，抗冲击性好，施工方便；缺点：造价高。3）钢筋混凝土桩预制桩和灌注桩。取材方便、价格便宜、耐久性好。1.2.4按成桩方法1）打入桩：将预制桩用击打振动的方式打入地层至设计要求的标高。打入的机械有：自由落锤、蒸汽锤、压缩空气锤、振动锤等。2）灌注桩：沉管灌注桩：将钢管（钢壳）打入地层到设计标高，然后灌注砼，灌注砼过程中可逐渐将钢管拔出，

6、或将钢管留在土中。钻孔灌注桩：使用机械形成桩孔，钻孔机械有冲击钻、旋转钻、长螺旋和短螺旋等，适用于不同的土层。为提高灌注桩的承载力，可将桩身逐步局部扩大，形成扩底桩。挖孔桩：采用人工或机械挖掘开孔，放置钢筋笼、浇灌混凝土。3）静压桩：利用无噪音的机械将预制桩压入到设计标高。4）螺旋桩：在木桩或砼桩的底部接一段螺旋的钻头，藉旋转机械将桩拧入土层至设计标高，现已少用。目前桩型正在发展中，如20世纪90年代出现的压力灌浆微型桩，利用压浆提高桩的承载力等。1.2.5按成桩方式对土层的影响分类1）挤土桩。也成排土桩。原始土层结构遭到破坏，主要有打入或压入的预制桩，封底的钢管桩沉管式就地灌注桩等。

7、2）部分挤土桩，也称微挤土桩。成桩过程中，桩周围的土层受到轻微的扰动，土的原始结构和工程性质的变化不明显，主要有打入小截面的I型、H型钢桩、钢板桩、开口式钢管桩。3）非挤土桩，也称非排土桩。成桩过程中将与桩体积相同的土排出，桩周围的土较少受到扰动。但有应力松弛现象。主要有各种形式的挖孔、钻孔桩等1.3桩的选型及布置原则1.3.1桩的选型原则建筑物本身的要求。如：对不均匀沉降的敏感程度、荷载的大小、性质和工期的要求等。工程地质和水文地质条件。如：