桩基基础知识

1、第一章 桩基基础知识 1.1桩基础简介 建筑地基分为天然地基和人工地基。 天然地基：无须经过处理可直接承受建筑物荷载的地基。 人工地基：需通过地基处理技术处理的地基。 人工地基分为：均质地基、多层地基复合地基桩基础1.2 建筑桩基重要术语 桩基础：岩土中的桩和连接于桩顶端的承台共同组成的基础。分为低桩承台桩基和高桩承台桩基 单桩基础：采用1根基桩以承受和传递上部结构荷载的独立基础 群桩基础：由两根以上基桩组成的桩基础 基桩：桩基础中的单桩 复合桩基：由桩和承台下地基土共同承受荷载 的桩基 复合基桩：包含承台底下的基桩 单桩竖向极限承载力：单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的

2、变形时所对应的最大荷载。 单桩竖向承载力特征值：正常使用极限状态计算时采用的承载值。 群桩效应：群桩基础受竖向荷载后，由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧摩阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同，承载力往往不等于各单桩承载力之和 负摩阻力：桩身周围的土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。 闭塞效应：开口管桩沉入过程中，桩端土一部分被挤向外围，一部分涌入管内形成土塞1.3 桩的分类 1 按成桩方法对土层影响分类：挤土桩 部分挤土桩 非挤土桩 2 根据桩身材料分类：大直径桩：桩径大于等于800按桩的使用功能分类竖向抗压桩摩擦桩

3、端承桩摩擦端承桩水平受荷桩抗拔桩复合受荷桩 中等直径桩：桩径在250800mm之间 小桩：桩径小于等于250mm 4 根据桩身材料分类：混凝土桩 钢桩 组合材料桩 5 根据成桩方法的分类 ： 打入桩 静压桩 就地灌注桩 就地灌注桩按成孔工艺分为：沉管灌注桩 钻孔灌注桩 挖孔灌注桩 螺旋桩1.4 桩在荷载作用下的破坏模式 1 桩在荷载作用下的工作形式 2 桩的破坏模式： 第一种情况-摩擦桩：桩顶荷载由桩侧阻力来承担，而桩端土较软，当桩顶荷载不断增加，桩侧土阻力全部发挥，当桩顶荷载超过桩侧土阻力，桩侧土出现刺入破坏，桩无法承受上部荷载的压力。 第二种情况-端承桩：桩顶的荷载大部分由桩侧摩阻力承受，

4、小部分由桩尖的桩端阻力承受，这种土是抗剪强度均匀，桩出现刺入剪切破坏。 第三种情况-摩擦端承桩：桩穿过抗剪强度较低的地层后，桩顶的荷载不断增加，较小的桩侧摩阻力发挥完后，桩端阻力充分发挥，出现整体剪切破坏。 第四种情况-端承桩：桩周围土较软时，桩尖端承在坚硬的基岩上或高强度的地层中，对桩身没有约束力和侧向抵抗力，桩的破坏是在经受了弹性压缩变形后出现纵向变形，有明显的破坏特征。 第五种情况-上拔桩：由侧摩阻力来抵抗，当上拉荷载抵消桩的侧摩阻力后，桩侧土进入塑性变形。1.5 基桩竖向承载力与沉降变形计算 1 建筑地基基础设计等级 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物

5、破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个等级：甲级 乙级 丙级 所有等级建筑均应满足承载力要求，以下建筑物的桩基础还应进行沉降计算： 设计等级为甲级的建筑物桩基础 体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在较软下卧层，地基基础设计等级为乙级的建筑物桩基础 摩擦型桩基础 2 单桩承载力的计算 承载力设计要求 轴心竖向力作用下：Qk Ra 偏心竖向力作用下：Qikmax 1.2Ra 满足承载力设计时桩身混凝土强度要求 桩轴心受压时：Q ApFcc 4 单桩竖向承载力特征值的确定方法 地基基础设计等级为甲级，乙级的建筑物，单桩承载力特征值应通过单桩竖向静载试验确定。在同一条件下的试桩数量，不宜少于总

6、桩数的1%,且不应少于3根，这就是常说的“设计试桩” 地基基础设计等级为丙级的建筑物，一般采用精力触探及标准贯入试验参数确定 初步设计时单桩竖向承载力特征值用下式估算 Ra=q+Ap+uql 5 影响单桩竖向承载力的因素 桩侧土的性质与土层分布：桩侧土的强度与变形性质影响桩侧阻力的发挥性状和大小 桩端土层的性质：桩端持力层的类别与性质直接影响桩端阻力的大小和沉降量 桩的几何性质：桩的直径、长度及其比值是影响桩总侧摩阻力与总端阻力的比值，桩端阻力的发挥程度和单桩承载力的主要因素之一 成桩效应：挤土桩、部分挤土桩、非挤土桩三大成桩工艺，影响到桩的承载力及其随时间的变化 成桩桩身的质量1.6 桩基础

7、质量检验与验收 1 桩基础施工前质量检验与验收（1）满足下列条件之一时，施工前应采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值的桩基工程：建筑地基基础设计等级为甲级、乙级的地质条件复杂、施工质量可靠性较差的本地区采用新桩型或新工艺的设计要求的（2）打入式预制桩有下列要求之一时，采用高应变法进行试打桩的打桩过程检侧：控制打桩过程中的桩身应力选择沉桩设备和确定工艺参数选择桩端持力层（3）进行桩端持力层的目的（4）设计试桩质量检验与验收的内容及方法 3 施工阶段质量检验与验收 质量验收目的 质量验收内容 方法 4 成桩质量检验与验收 （1）质量验收内容与方法 成桩桩身完整性检测，可采用高低应变动力检测、钻

8、芯取样、埋管超声等方法 成桩单桩承载力检测，可采用高应变动力检测，静载荷试验等方法 桩位偏差验收 （2）质量验收目的1.7 桩基础常见质量事故分析 1 桩基础事故的主要原因：工程勘察质量问题桩基础设计质量问题桩基础施工质量问题基桩检测问题环境条件的影响 2 打入式预制桩主要质量事故分析：桩身本身的问题接桩质量的问题桩身垂直度的问题拒打造成的质量问题上浮吊脚造成的承载力不足问题捶打出现的桩身质量问题 3 钻孔灌注桩的主要质量事故：钻孔倾斜坍孔充盈系数过大桩身缩径、夹泥、断桩、离析 4 沉管灌注桩主要质量事故分析：缩径、夹泥、离析断桩吊脚桩 缩径、夹泥、离析的原因：土的性状原因拔管速度过快管内混凝土量少混凝土质量差，坍落度小桩间距过小，邻近桩施工时挤压也有可能造成缩径采用反插发施工工艺时，反插深度太大，易把孔壁周围的土体挤入桩身，形成夹泥 吊脚桩产生的原因： 预制桩尖质量差 桩身较长时，活瓣桩尖被周围的土体包围而打不开，拔管支一定高度后才打开