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1、第二节第二节 桩和桩基础的类型桩和桩基础的类型一、按成桩挤土效应挤土效应分类根据成桩方法和成桩过程的挤土效应分为根据成桩方法和成桩过程的挤土效应分为非挤土桩非挤土桩，部分挤土桩部分挤土桩和和挤土桩（排桩）挤土桩（排桩）1.非挤土桩非挤土桩：桩身下沉对周围土体很少扰动，缺点有应力松弛现象。主要包括：钻（挖）孔灌注桩、抓斗抓掘成孔桩等2.部分挤土桩：部分挤土桩：周围土体受轻微挤压扰动，土体原状结构及性质没有大的变化。包括：冲孔灌注桩、挤扩孔灌注桩、冲孔灌注桩、挤扩孔灌注桩、打入式敞口桩和敞口预应力混凝土打入式敞口桩和敞口预应力混凝土管桩。管桩。3.挤土桩挤土桩在成桩过程中，桩周围的土被挤密或挤开，
2、桩周围的土收到严重的扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质发生很大变化。主要包括：沉桩，沉桩，如锤击、静压振动沉如锤击、静压振动沉入的预制桩及闭口预应力混凝土管桩等。入的预制桩及闭口预应力混凝土管桩等。分为分为摩擦型桩摩擦型桩和和端承型桩端承型桩1.摩擦型桩摩擦型桩摩擦型桩又分为摩擦型桩又分为摩擦桩和端承摩擦桩和端承摩擦桩摩擦桩摩擦桩摩擦桩-在极限承载力状态下桩在极限承载力状态下桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩顶荷载由桩侧阻力承受的桩端承摩擦桩：在极限承载力状端承摩擦桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要有桩侧阻态下，桩顶荷载主要有桩侧阻力承受，桩端阻力很小。力承受，桩端阻力很小。二、按承载性状分类
3、二、按承载性状分类摩擦桩端承摩擦桩2.2.端承型桩端承型桩端承型桩由分端承桩和摩擦端承桩端承型桩由分端承桩和摩擦端承桩端承桩端承桩在极限承载力状态下桩顶荷载由桩端阻力在极限承载力状态下桩顶荷载由桩端阻力承受的桩承受的桩摩擦端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要摩擦端承桩：在极限承载力状态下，桩顶荷载主要有桩端阻力承受，桩侧摩擦力很小。有桩端阻力承受，桩侧摩擦力很小。注意：摩擦桩沉降一般比端承桩大，因此在同一桩注意：摩擦桩沉降一般比端承桩大，因此在同一桩基中不宜同时采用摩擦桩和端承桩。基中不宜同时采用摩擦桩和端承桩。端承桩端承桩摩擦端承桩摩擦端承桩三三.按承载类别分类按承载类别分类分为分为竖向
4、抗压桩竖向抗压桩、竖向抗拔桩竖向抗拔桩、水平受荷水平受荷桩桩和和复合受荷桩复合受荷桩1.竖向抗压桩竖向抗压桩主要承受上部结构传来的主要承受上部结构传来的荷载。绝大部分的建筑桩基都为竖向抗荷载。绝大部分的建筑桩基都为竖向抗压桩压桩2.竖向抗拔桩竖向抗拔桩主要承受竖向拉拔荷载。主要承受竖向拉拔荷载。地下抗浮结构桩基，板桩墙后的锚桩等。地下抗浮结构桩基，板桩墙后的锚桩等。3.水平受荷桩水平受荷桩主要承受水压力土压力等主要承受水压力土压力等水平荷载，垂直荷载很小。例如水平荷载，垂直荷载很小。例如基坑支基坑支护桩护桩4.复合受荷桩复合受荷桩既承受很大的垂直荷载又既承受很大的垂直荷载又要承受很大的水平荷载
5、。如要承受很大的水平荷载。如高耸建筑物高耸建筑物的桩基的桩基四、按桩轴方向分类四、按桩轴方向分类按桩轴方向可分为按桩轴方向可分为竖直桩和斜桩竖直桩和斜桩竖直桩竖直桩当作用在承台底面处的水平外力和外当作用在承台底面处的水平外力和外力矩不大，或桩的自由长度不大，或桩身截力矩不大，或桩的自由长度不大，或桩身截面较大采用竖直桩。面较大采用竖直桩。斜桩拱桥桥台等推力体系结构的桩基础一般斜桩拱桥桥台等推力体系结构的桩基础一般采用斜桩，以承受上部结构传来的较大水平采用斜桩，以承受上部结构传来的较大水平推力。推力。目前因设备和工艺问题很少采用斜桩。目前因设备和工艺问题很少采用斜桩。五五.按桩的断面尺寸分类按桩
6、的断面尺寸分类（1）小直径桩：）小直径桩：d250mm 适用小型工适用小型工程基础程基础（2）中等直径桩）中等直径桩：250mmd800mm 通常用于高通常用于高层建筑，大型桥梁中层建筑，大型桥梁中六六.按承台位置分类按承台位置分类根据桩基础承台位置不同分为根据桩基础承台位置不同分为低承台桩基础低承台桩基础和高承台基础和高承台基础低承台桩基础的承台底面位于地面（或局部低承台桩基础的承台底面位于地面（或局部冲刷线）以下，基桩全部埋入土中，低承台冲刷线）以下，基桩全部埋入土中，低承台桩基础受力性能好，桩基础受力性能好，能承受较大的水平外力能承受较大的水平外力。高承台桩基础的承台底面位于地面（或局部
7、高承台桩基础的承台底面位于地面（或局部冲刷线）以上，基桩部分埋入土中，部分外冲刷线）以上，基桩部分埋入土中，部分外露在地面以上。露在地面以上。施工较方便，但是受力情况施工较方便，但是受力情况较为不利，稳定性方面也不如低承台桩。较为不利，稳定性方面也不如低承台桩。一般对旱桥和季节性河流或冲刷深度较小的一般对旱桥和季节性河流或冲刷深度较小的河床上的桥梁大多采用低承台桩，对常年有河床上的桥梁大多采用低承台桩，对常年有水且水位较高，施工不宜排水或冲刷较深的水且水位较高，施工不宜排水或冲刷较深的河床上的桥梁，则多采用高承台桩。河床上的桥梁，则多采用高承台桩。七.按施工方法分类按施工方法种类很多，但基本方
8、法为沉入桩和按施工方法种类很多，但基本方法为沉入桩和成孔灌注桩成孔灌注桩(一一)沉入桩沉入桩 预制桩是按照设计要求制作好桩。按材料分为钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩，钢桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩，钢桩、木桩和组合材料桩木桩和组合材料桩。按截面接不同分为方形（实心）圆形（空心或实心桩）两种按不用沉桩施工方式:1.打入桩：打入桩：适用于桩径较小，地基土为可可塑状黏性土砂性土、粉土、细砂以及松散不含大卵石或漂石的砂卵石类土的情况，施工中噪声大，在城市中施工需考虑环境问题。2.振动下沉桩：振动下沉桩：适用于可塑状的黏性土和砂土，沉桩困难时可采用射水辅助振动沉桩 3.静力压桩静力压桩适用于较均质的可
9、塑性黏性土地基。（二）灌注桩：（二）灌注桩：根据成孔方法分泥浆护壁钻根据成孔方法分泥浆护壁钻（冲孔）灌注桩，干作业成孔灌注桩和沉管灌（冲孔）灌注桩，干作业成孔灌注桩和沉管灌注桩等几类注桩等几类1.泥浆护壁钻孔（冲孔）灌注桩泥浆护壁钻孔（冲孔）灌注桩适用条件：适用条件：适用于各种黏性土、砂性土以及碎适用于各种黏性土、砂性土以及碎卵石类土卵石类土优点：优点：施工设备简单，操作方便；适用性强；施工设备简单，操作方便；适用性强；应用广泛；应用广泛；缺点：缺点：对易坍孔土质及可能发生流沙或有承压对易坍孔土质及可能发生流沙或有承压水地基，施工难度大水地基，施工难度大2.干作业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩干作
10、业成孔灌注桩干作业成孔灌注桩不需要泥浆护壁不需要泥浆护壁，直接利用，直接利用机械或人工在无水状态下成孔，然后下放钢筋机械或人工在无水状态下成孔，然后下放钢筋笼浇注混凝土成桩。笼浇注混凝土成桩。适用性适用性：地下水位以上的黏性土、粉土、填土、：地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土和风化岩层等。中等密实以上的砂土和风化岩层等。不适于有地下水的土层和淤泥质土。根据成孔机具设备和工艺方法分为根据成孔机具设备和工艺方法分为干作业钻孔干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩及扩底灌注桩等灌注桩、人工挖孔灌注桩及扩底灌注桩等1.干作业钻孔灌注桩利用钻孔机具干作业钻孔灌注桩利用钻孔机具成孔，钻工机具可
11、采用成孔，钻工机具可采用人工推钻、人工推钻、螺旋钻、回转斗成孔机、全套管成螺旋钻、回转斗成孔机、全套管成孔机等。孔机等。螺旋钻钻孔螺旋钻钻孔是最常用的方法，通过是最常用的方法，通过钻头螺旋叶片旋转削土，钻工直径钻头螺旋叶片旋转削土，钻工直径不超过不超过1m.深度在深度在30m 以内。以内。回转斗成孔机成孔直径可达回转斗成孔机成孔直径可达3m深度深度受伸缩钻杆限制可达受伸缩钻杆限制可达50m左右。左右。2.人工挖孔灌注桩：人工挖孔灌注桩：挖孔灌注桩施工简挖孔灌注桩施工简单，桩径较大（一般大于单，桩径较大（一般大于1.4m)适用适用于无水或渗流小的地层。于无水或渗流小的地层。3.扩底灌注桩：扩底灌
12、注桩：用普通成孔机械成孔后，用普通成孔机械成孔后，为了提高灌注桩的承载能力在使用扩孔为了提高灌注桩的承载能力在使用扩孔钻头在孔底部进行扩孔，使底部形成喇钻头在孔底部进行扩孔，使底部形成喇叭形状增加底部的承载面积叭形状增加底部的承载面积3.沉管灌注桩沉管灌注桩采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩尖的钢套筒沉入土层成桩尖或带有活瓣式桩尖的钢套筒沉入土层成孔然后在套管内吊放钢筋笼并边建筑混凝土孔然后在套管内吊放钢筋笼并边建筑混凝土边拔套管而形成的灌注桩。边拔套管而形成的灌注桩。适用：粘土层、砂性土地基，桩径较小，常适用：粘土层、砂性土地基，桩
13、径较小，常用用0.6 m以下，桩长以下，桩长20以内。以内。（三）管柱（三）管柱是将预制大直径钢筋混凝土或预应力混凝土或钢管柱，用大型的振动桩锤沿导向结构振动下沉至基岩，然后在管内钻孔下放钢筋笼，灌注混凝土将灌注嵌固于岩层。适用性适用性，大跨径桥梁的深水基础，岩面起伏不平的河床上的基础。缺点：缺点：施工要求（打桩起重等）多种大型机械设备，动力要求高，一般桥梁不采用（四）钻孔埋置桩（四）钻孔埋置桩钻孔埋置桩：先钻孔在插入预制桩而成的桩。钻孔埋置桩：先钻孔在插入预制桩而成的桩。适用性：施工穿过硬层或深置于硬层内的桩适用性：施工穿过硬层或深置于硬层内的桩基础。基础。问题按承载性状分类，桩分为哪几类？
14、按桩轴分类分哪几类？按承台位置分类？理解简述端承桩和摩擦桩受力情况？第四章第四章 桩基础桩基础第三节：桩与桩基础的构造第三节：桩与桩基础的构造一、各种桩的构造一、各种桩的构造（一）就地灌注钢筋混凝土桩的构造（1）桩的设计直径应根据桩受力大小、桩基形式和施工条件等综合因素确定钻孔灌注桩直接宜采用0.83.2m;挖孔桩直径或最小边不宜小于1.2m 2.桩身混凝土强度等级和配筋桩身混凝土强度等级和配筋（1）桩身混凝土等级强度不低于）桩身混凝土等级强度不低于C25（2）配筋：通过内力计算确定）配筋：通过内力计算确定 a:内力计算不需要配筋时，应在桩顶内力计算不需要配筋时，应在桩顶3.03.5m内设计内
15、设计构造钢筋构造钢筋 b:桩内主筋直径不小于桩内主筋直径不小于16mm，主筋数量不少于，主筋数量不少于8，80mm静距静距350mmC:配筋较多，可采用束筋配筋较多，可采用束筋d:受压主筋最小配筋率不小于受压主筋最小配筋率不小于0.5%，混凝土强度，混凝土强度C50以上不小于以上不小于0.6%.一侧钢筋的配筋百分率不小于一侧钢筋的配筋百分率不小于0.2%e:闭合式箍筋或螺旋筋直径不小于主筋的闭合式箍筋或螺旋筋直径不小于主筋的1/4且不小于且不小于8mm，每隔，每隔2.02.5m设置加劲箍一道。设置加劲箍一道。f:钢筋笼四周设置定位钢筋，定位混凝土块。为防止骨钢筋笼四周设置定位钢筋，定位混凝土块
16、。为防止骨架移动发生露筋现象主筋保护层静距不小于架移动发生露筋现象主筋保护层静距不小于60mm。（二）钢筋混凝土预制桩（二）钢筋混凝土预制桩1.钢筋混凝土实心桩1）桩的截面、长度和接头截面常采用方形，边长0.30.5m，长度2530m,分节沉桩，每节不超过12m，接头可采用焊接钢板接头或者硫磺胶泥接头可采用焊接钢板接头或者硫磺胶泥接头接头。2）桩身混凝土强度和配筋）桩身混凝土强度和配筋桩身混凝土强度：桩身混凝土强度：不低于不低于 C25 C25 配筋配筋：a:a:受力钢筋直径大于受力钢筋直径大于12mm12mm，50mm50mm净净距距350mm350mm。b:b:受压主筋最小配筋率不小于受压
17、主筋最小配筋率不小于0.5%0.5%，混凝土，混凝土强度强度C50C50以上不小于以上不小于0.6%.0.6%.一侧钢筋的配筋百分一侧钢筋的配筋百分率不小于率不小于0.2%0.2%c:c:闭合式箍筋或螺旋筋直径不小于主筋的闭合式箍筋或螺旋筋直径不小于主筋的1/41/4且不小于且不小于8mm8mm d:d:桩的两端和接桩区箍筋或螺旋筋的间距需桩的两端和接桩区箍筋或螺旋筋的间距需加密，可取加密，可取404050mm50mm。e:e:桩内需要预埋直径为桩内需要预埋直径为202025mm25mm的钢筋吊环，的钢筋吊环，吊点位置通过计算确定，吊点位置通过计算确定，2.钢筋混凝土管桩和管柱（空心桩）钢筋混
18、凝土管桩和管柱（空心桩）1）管桩分类：普通混凝土管桩和预应力混凝土管桩尺寸：直径一般0.40.8m，管壁厚度不宜小于80mm，每节长度415m，法兰盘连接。混凝土强度：C25C40,填心混凝土不低 于C15。配筋：同实心管桩2）管柱）管柱管桩：是一种大直径、薄壁钢筋混凝土或预应力混凝土管节，分节制作沉桩时螺栓连接。管桩的直径比柱桩小，所以管桩适合于摩擦桩，管柱适合于端承桩 混凝土强度：不低于C25尺寸：桩直径1.55.80m 厚度100140mm（三）钢桩（三）钢桩1.钢桩优缺点钢桩优缺点优点：优点：a：强度高，承载力高。：强度高，承载力高。b:钢桩壁厚，桩径选择范围大，设计灵活。钢桩壁厚，桩
19、径选择范围大，设计灵活。c:轻便易于搬运，沉桩贯入能力强、速度快，轻便易于搬运，沉桩贯入能力强、速度快，可缩短工期。可缩短工期。d:沉桩时排土量小，对周围建筑影响小，便沉桩时排土量小，对周围建筑影响小，便于小面积密集打桩。于小面积密集打桩。缺点：用钢量大缺点：用钢量大，成本高，成本高；易受腐蚀。；易受腐蚀。2.钢桩形式：钢桩形式：钢桩形式主要有钢管桩和钢桩形式主要有钢管桩和H型钢桩型钢桩钢管桩端部形式可分为敞口、半闭合、闭合钢管桩端部形式可分为敞口、半闭合、闭合三类三类H型钢桩端形式有带端板和不带端板两类型钢桩端形式有带端板和不带端板两类3.钢桩的设计尺寸和接头钢桩的设计尺寸和接头设计尺寸：分
20、段长度依施工条件确定，不宜设计尺寸：分段长度依施工条件确定，不宜超过超过1215m,常用直径常用直径4001000mm.接头：分节钢桩采用焊接连接接头：分节钢桩采用焊接连接钢管桩的设计厚度分为有效厚度和腐蚀厚度钢管桩的设计厚度分为有效厚度和腐蚀厚度。二、桩的布置和间距二、桩的布置和间距（一）桩的排列布置（一）桩的排列布置根据受力大小和施工条件确定排列布置，一根据受力大小和施工条件确定排列布置，一般般群桩布置采用对称排列群桩布置采用对称排列；若承台面积小，；若承台面积小，桩数较多，可采用桩数较多，可采用梅花形和环形布置梅花形和环形布置。（如。（如书中图所示）书中图所示）(二）桩的间距二）桩的间距
21、1.摩擦桩摩擦桩摩擦桩的群桩中距，从受力看，最好摩擦桩的群桩中距，从受力看，最好使各桩端平面压力分布范围不相重叠使各桩端平面压力分布范围不相重叠充分发挥其承载力。经试验确定中距充分发挥其承载力。经试验确定中距定为定为6d.一般采用中距均小于一般采用中距均小于6d.经验规定：经验规定：锤击、静压沉桩在端平面处中距不小锤击、静压沉桩在端平面处中距不小于于3d，振动下沉桩不小于，振动下沉桩不小于4d,桩在承台桩在承台底面处的中距均不小于底面处的中距均不小于1.5 d.2.端承桩端承桩端承桩因桩尖处不发生压力重叠现象，考虑端承桩因桩尖处不发生压力重叠现象，考虑施工桩距可比摩擦桩适当减小。施工桩距可比摩
22、擦桩适当减小。支承或嵌固在基岩中的桩中距支承或嵌固在基岩中的桩中距不小于不小于2.0d；扩底桩中距不小于扩底桩中距不小于1.5倍扩底直径或扩底直径倍扩底直径或扩底直径加加1.0m取大值取大值。边桩外侧至承台边缘距离，对于直径小于或边桩外侧至承台边缘距离，对于直径小于或等于等于1.0 m的桩，不应小于的桩，不应小于0.5 d并不大于并不大于250mm,对于直径大于对于直径大于1.0m的桩，不应小于的桩，不应小于0.3d,并不应小于并不应小于500mm.三、承台构造三、承台构造（一）承台平面形状和尺寸（一）承台平面形状和尺寸承台平面尺寸应根据上部结构底部尺寸和形状，下承台平面尺寸应根据上部结构底部
23、尺寸和形状，下部桩基的平面布置而定，部桩基的平面布置而定，一般采用矩形，圆形和圆一般采用矩形，圆形和圆端型。端型。（二）承台厚度、配筋和混凝土强度等级（二）承台厚度、配筋和混凝土强度等级一般按受力确定，按设计经验，承台厚度宜为桩直径一般按受力确定，按设计经验，承台厚度宜为桩直径的的1.0倍以上，且不易小于倍以上，且不易小于1.5 m。混凝土强度等级。混凝土强度等级不应低于不应低于C25。四、桩与承台及横系梁的连接四、桩与承台及横系梁的连接(一)桩与承台连接(分为两种方式）1.桩顶主筋深入承台连接 桩身嵌入承台桩身嵌入承台100mm，桩头钢筋做成喇叭形；，桩头钢筋做成喇叭形；深入的主筋长度光圆不
24、小于深入的主筋长度光圆不小于30d，带肋不小，带肋不小于于35d(d 为钢筋直径）为钢筋直径）2.桩顶直接埋入承台连接不受轴向拉力的沉桩，可不破桩头，采用直埋，不受轴向拉力的沉桩，可不破桩头，采用直埋，桩径小于桩径小于0.6m时埋入长度时埋入长度2倍桩径倍桩径(或边长）或边长）；当桩径为；当桩径为0.61.2 m时，埋入深度不小于时，埋入深度不小于1.2m;当桩径大于当桩径大于1.2m时，埋入长度不小于时，埋入长度不小于桩径。桩径。（二）承台钢筋网的布置二）承台钢筋网的布置1.1.当桩顶主筋深入承台时，钢筋网需要在当桩顶主筋深入承台时，钢筋网需要在桩顶整个承台平面布设桩顶整个承台平面布设2.2
25、.当桩顶不破头直埋入承台时，钢筋网应当桩顶不破头直埋入承台时，钢筋网应局部按带状布设，钢筋直径不小于局部按带状布设，钢筋直径不小于12mm12mm，钢筋网每边长度不小于桩径钢筋网每边长度不小于桩径2.52.5倍，网孔倍，网孔100mm100mmX100mm-X100mm-150mm150mmX150mmX150mm（三）（三）桩和横系梁连接桩和横系梁连接一桩一柱单排桩为了加强横向联系与稳定设一桩一柱单排桩为了加强横向联系与稳定设置横系梁，系梁主筋深入桩内不小于置横系梁，系梁主筋深入桩内不小于35倍主倍主筋直径。筋直径。系梁尺寸：高度为系梁尺寸：高度为0.81.0倍桩直径，宽度倍桩直径，宽度0.61.0倍桩直径，混凝土强度倍桩直径，混凝土强度C25。