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1、桩 基 础,一、概述,桩基础是深基础的一种。也是最常用的深基础形式。,桩基础：在地基中打桩，把建筑物支撑在桩台上，建筑物的荷载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这类型的基础叫做桩基础。,深基础：把基础做在地基深处承载力较高的土层上。埋置深度大于5m或大于基础宽度。在计算基础时应该考虑基础侧壁摩擦力的影响。这类基础叫做深基础。,（一）深基础适用条件,当建筑场地浅层地基土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，也不宜采用地基处理等措施时。以地基深层坚实土层或岩层作为地基持力层，统称为深基础方案。,（二）常见深基础类型,桩基础，地下连续墙，墩基础，沉井基础，沉箱基础等。,（三）深基础与浅基础区别,1
2、.由深层较好的土来承受上部结构的荷重以外，还有深基础周壁的摩阻力共同承受上部荷重。深基础承载力较高。,2.需要用专门的设备或方法进行施工。,3.造价较高。4.工期较长。,5.技术较复杂，需要专职技术人员负责施工及质量检查，发现问题及时处理。,（四）桩基础的定义和作用 桩可以将建筑物的荷载全部或部分传递给深层地基土，桩具有一定刚度和抗弯能力的传力杠杆。桩的横截面尺寸比长度小得多。桩根据工程的特点，可以发挥各种不同的作用，不仅能有效的承受竖向荷载，还能承受水平力和上拔力，也可用来减少机器基础的振动。,（五）桩基础的适用范围 1.当地基软弱、地下水位高且建筑物荷载大，采用天然地基时，地基承载力不足时
3、，需采用桩基。2.当地基承载力可以满足要求，但采用天然地基时沉降量过大；或当建筑物沉降要求较严格，建筑等级较高时，可以采用桩基。3.高层或高耸建筑物可以采用桩基，可防止在水平力作用下发生倾覆。,4.建筑物内、外有大量堆载会造成地基过量变形而产生不均匀沉降，或为防止对邻近建筑物产生相互影响的新建建筑物，可采用桩基。5.设有大吨位的重级工作制吊车的重型单层工业厂房可采用桩基础。6.对地基沉降及沉降速率有严格要求的精密设备基础可采用桩基础。7.地震区、建筑物场地的地基土中有液化土层时，可采用桩基础。8.浅土层中软弱层较厚，或为杂填土或局部有暗滨、溶洞、古河道、古井等不良地质现象时，可采用桩基础。,（
4、一）按承载性状分类,根据竖向荷载下桩土相互作用特点，达到承载力极限状态时，桩侧与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比例，将桩分为两大类和四个亚类。,1.摩擦型桩。分为：摩擦桩，端承摩擦桩。,二、桩的类型,端承摩擦桩：荷载主要由桩侧阻力承担，桩端 阻力承担部分荷载；摩 擦 桩：（l/d 较大）荷载绝大部分由桩侧 阻力承担，桩端阻力不计。,较软弱土层,软弱土层,较坚硬土层,(a)摩擦桩,(b)端承摩擦桩,2.端承型桩。分为：端承桩，摩擦端承桩。,摩擦端承桩：荷载主要由桩端阻力承担，桩侧 阻力承担部分荷载；端 承 桩：（l/d10）荷载绝大部分由桩端 阻力承担，桩侧阻力不计。,软弱土层,较坚硬土层,极软弱
5、土层,坚硬土层,(c)摩擦端承桩,(d)端承桩,（二）按桩身材料分类,1.木桩（常用杉木、松木、柏木、橡木）木桩在我国古代的建筑工程中早已使用，是最早使用的桩型。一般长410m，直径1826cm。木桩宜用于常年在地下水位以下的地基。木桩具有承载力低，会发生腐烂，造价低，施工要求低等特点。木桩常用于低层建（构）筑物，如：普通民居、别墅、小桥、假山、挡墙等。由于木材又来之不易，故现在已很少使用。,2.混凝土桩,（1）直径3060cm，长不超过25m。混凝土强度等级一般采用C20C35。,（2）适用于：中小型工程承压桩、深基坑护坡桩。大多为施工期间临时性工程桩，待基础完工，基坑回填至地面后报废。,（
6、3）优点：价格比较便宜，截面刚度大，设备简单，操作方便，省钢材。,（4）缺点：可能产生“缩颈”、断桩、局部夹土、混凝土离析。,3.钢筋混凝土桩,（1）包括灌注桩和预制桩。灌注桩现场钻孔灌注混凝土成桩，预制桩在工厂或现场预制。桩的截面常作成实心的方形或圆形，预应力管桩做成空心圆形（可提高自身抗裂能力），偶见十字形的截面。,（2）适用于：各类建筑工程的承载桩。可承压、抗拔、抗弯、承受水平荷载。,（3）优点：适用性广，承载力大，不受地下水位与土质条件限制。,（4）缺点：自重大，预制桩需大型打桩机和吊装设备。若桩长不够需接桩，桩太长需截桩，费事，造价较高。,4.钢桩,（1）用各种型钢制作。常见的截面形
7、式有：钢管桩、宽翼工字型钢桩以及可重复使用的钢板桩等。,（2）适用于：超重型设备基础；江河深水基础；深基槽护坡工程（可多次利用）以及特殊、重要的建筑物。,（3）优点：强度和承载力高，抗冲击疲劳，贯入能力强，便于加工运输，挤土效应小，材料均匀可靠。,（4）缺点：价格高，易腐蚀。,圆形管桩,H形桩,用两种材料组合而成的桩，以发挥各种材料的特点。,如：钢管内填砼组合，水泥搅拌桩中插入型钢组合等。采用组合材料桩相对造价较高，一般在特殊地质情况下才采用。,5.复合材料桩：,（三）按桩的施工方法分类,1.预制桩沉桩施工方法,（1）锤击法（打入）；,锤击方式,柴油锤自由落锤蒸汽锤,特点,产生振动、挤土、噪音
8、；引起地面附加沉降或隆起；应采取监控与防护措施；适于松软土质和空旷地区。,（2）振动法（砂土地基或钢桩），不适合一般粘土地基；采用振动锤使桩周围土受扰动或液化，地基强度与阻力降低而沉桩入土，有噪音与挤土影响。（3）静力压桩法，适用于可塑、软塑状的粘性土地基，不适合砂土及其他较坚硬的土层。采用液压或机械方法对桩顶施加静压沉桩。特点：无振动和噪音，适于软土地带城区。,2.灌注桩,灌注桩系指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基中成孔并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而成的桩。材料使用混凝土或钢筋混凝土。,减少施工工序；桩不用承受弯折与锤击应力；配筋率一般较低，可根据桩身内力大小，分段配
9、筋或不配筋以节约钢材和造价；桩长可随持力层起伏而改变，不需截桩、不设接头，对基岩起伏变化大的地质条件适应性强；可做成大直径灌注桩提高承载力。,优点：,地下“隐蔽”施工质量不易保证。容易出现露筋、缩颈、断桩等现象。,缺点：,灌注桩据开孔方法和所用机具不同，可分为：,1）沉管灌注桩；2）钻孔灌注桩（冲孔灌注桩）；3）人工挖孔灌注桩；4）爆扩桩；5）夯扩桩。,沉管灌注桩,沉管方法：锤击、振动、静压均可,施工程序,就位,沉管,浇筑,振动拔管,浇灌放钢筋笼,成型,优点：造价低，管内无水作业桩身砼质量好；缺点：产生缩颈、夹土、断桩，因挤土效应 相邻桩可能破坏。防治措施：控制拔管速度，快振慢拔；合理选择打桩
10、顺序：“跳打”；采用“复打法”。,钻孔灌注桩：,护筒,用机械方法取土成孔（钻、冲）,施工程序湿作业法,就位,成孔,浇筑,钢筋笼放导管,成型,钻头,泥浆,钻杆,泥浆泵,钻机,导管,钢筋笼,砼,浇注漏斗,湿作业法适用于地下水位较高的地质条件；干作业法适用于地下水位以上干土层桩基。,优点：无挤土、无振动、噪音小，对邻近 建筑物影响小，城区高层建筑常用。缺点：泥浆沉淀不易清除，承载力降低，沉降量增大。防治措施：浇灌前清底，夯填或注水泥浆。尺寸：一般600800mm，较大3000mm。,挖孔灌注桩：,主要采用人工方法挖掘成孔（护壁：砼），安放钢筋笼，灌注混凝土而成的桩。,优点：可直接鉴别检验成孔质量，干
11、作业，桩身质量易保证，无挤土效应影响，施工简单，造价低。,活瓣圆台形模板,适用条件：粘性土和地下水位较低 的条件，忌在含水砂层中施工，防止产生流砂塌孔。宜做大直径桩，单桩承载力大。,缺点：劳动条件差。,（四）按成桩方法分类,主要考虑成桩挤土效应对桩承载力、成桩质量控制和环境等影响。在成桩过程中对地基土结构有扰动，引发施工环境问题，可能产生挤土效应。,1.非挤土桩 也称非排出桩，其取土成孔，常用干作业法，泥浆护壁法，套管护壁法的钻（冲）孔、挖孔桩。对桩周围土没有挤压的作用，不会引起土体中超孔隙水压力的增长，因而桩的施工对周围相邻建筑物的安全影响相对较小。,2.部分挤土桩 也称微排出桩。指预钻孔打
12、入式预制桩、打入式敞口桩等。在成桩过程中，桩周围土仅受到轻微的扰动，土的原状结构和工程性质的变化不很明显。,3.挤土桩 也称排土桩，指打入或压入土中的实体预制桩、闭口管桩（钢管桩或预应力管桩）和沉管灌注桩。在成桩过程中，桩位处土完全被挤开，桩的周围土被压密或挤开，受到严重扰动，土体隆起，对周围环境造成严重的损害。,提示：成桩方法应根据地基土特性，视挤土后对地基与桩身结构是否有利，一般饱和软土不宜，松散砂土宜。,（五）按桩径大小分类,1.小直径桩 d250mm，多用于基础加固的树根桩或静压锚杆托换桩及复合桩基础。,2.中等直径桩 250mm d800mm。工业与民用建筑工程中应用较多；,3.大直径桩 d800mm。常用于单柱单桩基础和高层建筑下的联合基础。,
