《桩基基础知识培训》课件
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桩基础
主要内容
1.概述桩的功能及类型 2.桩的承载机理 3.单桩承载力 4.桩基础设计
软土 层
第一节
一、桩的应用
概 述
1.历史 十九世纪以前，木桩 7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡 西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔 十九世纪开始，材料和动力进步 铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利， 蒸汽动力 十九世纪末，现场钻孔桩(1897, Raymond)
一、 按承载性状分类
端承型桩
端承桩
摩擦端承桩
（嵌岩桩）
摩擦型桩
摩擦桩 端承摩擦桩
Q = Qp+Qs Tip resistance, Skin friction 端承型桩 主要由桩端承受极限荷载,桩不长,桩端土坚硬
摩擦型桩 主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载,桩长径
比不很大，桩端土为粘土、粉土、砂土等
五、 按施工方法
施工方法也即沉桩方法
1 预制桩 Prefabricated pile
挤土桩，部分挤土桩
2 现场灌注桩 Cast in place
非挤土桩，部分挤土桩
1 预制桩
气锤打Biblioteka Baidu 振动沉桩 静压桩
引孔,部分挤土, 大面积地面隆起 不引孔,挤土桩
成 2 现场灌注桩 孔 方 法
人工挖孔 螺旋钻 正反循环—地下水以下泥浆护壁 冲击,夯扩,爆破 沉管灌注
浇 注 法
水上 水下 其他
振动沉桩 预制桩10~13m
Pile Point
人工挖孔桩
螺旋钻
扩底桩
人工挖孔扩孔桩
挤扩桩（支盘桩）
六、按桩的成桩方式效应
分类：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩
1）挤土桩：实心预制桩、下端封闭的管桩、以及沉管灌注桩
成桩效应：粘土：打桩→抗剪强度降低→停一定时间可恢复。 无粘土：抗剪强度提高。 2）部分挤土桩：H型钢桩、开口的钢管桩、开口预制管桩 成桩效应：影响不大。
要求的范围，此时传递到桩端的荷载极为微小。因此，很 长的桩实际上总是摩擦桩，用扩大桩端直径来提高承载力 是徒劳的。
单桩的破坏形式
屈曲破坏—取决于桩身的材料强度 整体剪切破坏--取决于桩端土的支承力
刺入破坏---取决于桩周土强度
屈曲破坏—取决于桩身的材料强度
Q-S曲线（荷载-沉降）出现急剧 破坏的陡降段，其沉降量很小， 有明确的破坏荷载。 桩的承载力取决于桩身材料强度
4.3.2 单桩竖向承载力的确定
取决于两个方面：
桩身材料强度 地层支承力
高承台桩基
四、
桩 基 础 的 设 计 步 骤
结构与地质资料 桩型、桩长、桩距
确定桩数n=P/R
桩基中基桩承载力验算 实体深基础验算 软弱下卧层验算 沉降计算 承台设计
No
4.2
4.2.1
桩的类型
桩 的 分 类
按不同的分类标准，叫法不同。
承载性状 施工方法 成型方式效应 材料 形状 按尺寸
软土层
二、按材料：
木桩、混凝土、钢筋混 凝土、钢管（型钢）桩、 复合桩 钢筋混凝土：普通混凝 土、预应力混凝土（离 心预制）、高强混凝土
三 、 按形状
按纵断面：楔形桩、树根桩、螺旋 桩、多节（分叉）桩、扩底桩、支 盘桩、微型桩 按横断面：圆形，八边形，十字桩、 X形桩
桩身
横断面
四、按尺寸
按断面(直径）的大小： 大直径桩:d800mm; 小直径桩：d250mm； 中等直径桩： 250<d<800mm 。 按长度（长径比）： 长桩: 40m< L≤80m；短桩：L≤15m； 中长桩：15m< L≤40m；超长桩：L > 80m
(1)水上建筑物 (2)深持力层,高地下水位 (3)抗震地基 (4)对沉降非常敏感的建 筑,如精密仪器
二、桩基础的类型（按承台位置分类）
承台:将几个桩结合 起来传递荷载
1.低承台桩基 承台在地面以下, 承 台本身可承担部分荷 载 2.高承台桩基 承台在地面以上,桥桩, 码头,栈桥
软土层
低承台桩基
桩的直径比较小且穿过桩周土的抗剪强度比较低（如淤泥等软 土），桩端进入比较坚硬的岩石，一般端承桩和嵌岩桩属于屈 曲破
整体剪切破坏--取决于桩端土的支承力
Q-S曲线有明显的拐点，有陡降 段，有明显的破坏荷载。 桩的承载力主要取决于桩端土的 支承力。 一般桩基属于本情况。
刺入破坏---取决于桩周土强度 当桩周土和桩尖土的抗剪强度比 较均匀时，桩在轴向荷载作用下 将出现刺入破坏。桩顶荷载主要 由桩侧阻力来承担，桩端阻力极 微，桩的沉降量较大。 Q-S曲线为“渐进破坏”的缓变 型，无明显拐点。 桩的承载力主要取决于桩周土的 抗剪强度
3）非挤土桩：钻孔灌注桩、先钻孔再打入的预制桩
成桩效应：侧阻力有所降低。
4.3 单桩承载力
Bearing capacity of a single pile
4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理（单桩的工作性能）
桩顶荷载一般为：轴向力、水平力、弯矩
1. 桩身轴力和截面位移（桩的荷载传递） 在外载作用下，土对桩的支承力由桩侧阻力和桩端阻力两部 分组成。 在外力作用下，桩侧摩阻力开始抵抗打桩时的荷载，桩工作 状态时随着外载的作用，开始摩阻力发挥作用，只有当桩端 产生位移，端阻力才逐渐开始作用。
2.影响荷载传递的因素
主要影响荷载传递的因素：长径比 l/d 根据长径比 l/d 桩的分类： 短桩：l/d＜10 中长桩：l/d=10~40 长桩：l/d=40~100 超长桩：l/d＞100
2.影响荷载传递的因素
（1）桩端土与桩周土的刚度比Eb/Es
对于中长桩： Eb/Es增大，桩端分担荷载的比例增加。
（2）桩土刚度比Ep/Es
对于中长桩： Ep/Es增大，桩端分担荷载的比例增加。 Ep/Es超过1000后，影响不大。当Ep/Es＜10端阻接近零， 因此：对于砂桩、碎石桩、灰土桩等，应按复合地基设计。
(4)长径比 l/d
当桩长增大(例如l／d＞25)时，桩端分担荷载减少。因桩身
压缩变形大，桩端反力尚未发挥，桩顶位移已超过实用所
2.特点
优点 1. 将荷载传递到下部好 土层,承载力高 2. 沉降量小 3. 抗震性能好,穿过液 化层 4. 承受抗拔(抗滑桩)及 横向力(如风载荷) 5. 与其他深基础比较, 施工造价低 缺点 施工环境影响,
预制桩施工噪音, 钻孔灌注桩的泥浆
有地下室时,有一 定干扰,深基坑中 做桩
3. 适用条件
主要内容
1.概述桩的功能及类型 2.桩的承载机理 3.单桩承载力 4.桩基础设计
软土 层
第一节
一、桩的应用
概 述
1.历史 十九世纪以前，木桩 7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡 西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔 十九世纪开始，材料和动力进步 铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利， 蒸汽动力 十九世纪末，现场钻孔桩(1897, Raymond)
一、 按承载性状分类
端承型桩
端承桩
摩擦端承桩
（嵌岩桩）
摩擦型桩
摩擦桩 端承摩擦桩
Q = Qp+Qs Tip resistance, Skin friction 端承型桩 主要由桩端承受极限荷载,桩不长,桩端土坚硬
摩擦型桩 主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载,桩长径
比不很大，桩端土为粘土、粉土、砂土等
五、 按施工方法
施工方法也即沉桩方法
1 预制桩 Prefabricated pile
挤土桩，部分挤土桩
2 现场灌注桩 Cast in place
非挤土桩，部分挤土桩
1 预制桩
气锤打Biblioteka Baidu 振动沉桩 静压桩
引孔,部分挤土, 大面积地面隆起 不引孔,挤土桩
成 2 现场灌注桩 孔 方 法
人工挖孔 螺旋钻 正反循环—地下水以下泥浆护壁 冲击,夯扩,爆破 沉管灌注
浇 注 法
水上 水下 其他
振动沉桩 预制桩10~13m
Pile Point
人工挖孔桩
螺旋钻
扩底桩
人工挖孔扩孔桩
挤扩桩（支盘桩）
六、按桩的成桩方式效应
分类：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩
1）挤土桩：实心预制桩、下端封闭的管桩、以及沉管灌注桩
成桩效应：粘土：打桩→抗剪强度降低→停一定时间可恢复。 无粘土：抗剪强度提高。 2）部分挤土桩：H型钢桩、开口的钢管桩、开口预制管桩 成桩效应：影响不大。
要求的范围，此时传递到桩端的荷载极为微小。因此，很 长的桩实际上总是摩擦桩，用扩大桩端直径来提高承载力 是徒劳的。
单桩的破坏形式
屈曲破坏—取决于桩身的材料强度 整体剪切破坏--取决于桩端土的支承力
刺入破坏---取决于桩周土强度
屈曲破坏—取决于桩身的材料强度
Q-S曲线（荷载-沉降）出现急剧 破坏的陡降段，其沉降量很小， 有明确的破坏荷载。 桩的承载力取决于桩身材料强度
4.3.2 单桩竖向承载力的确定
取决于两个方面：
桩身材料强度 地层支承力
高承台桩基
四、
桩 基 础 的 设 计 步 骤
结构与地质资料 桩型、桩长、桩距
确定桩数n=P/R
桩基中基桩承载力验算 实体深基础验算 软弱下卧层验算 沉降计算 承台设计
No
4.2
4.2.1
桩的类型
桩 的 分 类
按不同的分类标准，叫法不同。
承载性状 施工方法 成型方式效应 材料 形状 按尺寸
软土层
二、按材料：
木桩、混凝土、钢筋混 凝土、钢管（型钢）桩、 复合桩 钢筋混凝土：普通混凝 土、预应力混凝土（离 心预制）、高强混凝土
三 、 按形状
按纵断面：楔形桩、树根桩、螺旋 桩、多节（分叉）桩、扩底桩、支 盘桩、微型桩 按横断面：圆形，八边形，十字桩、 X形桩
桩身
横断面
四、按尺寸
按断面(直径）的大小： 大直径桩:d800mm; 小直径桩：d250mm； 中等直径桩： 250<d<800mm 。 按长度（长径比）： 长桩: 40m< L≤80m；短桩：L≤15m； 中长桩：15m< L≤40m；超长桩：L > 80m
(1)水上建筑物 (2)深持力层,高地下水位 (3)抗震地基 (4)对沉降非常敏感的建 筑,如精密仪器
二、桩基础的类型（按承台位置分类）
承台:将几个桩结合 起来传递荷载
1.低承台桩基 承台在地面以下, 承 台本身可承担部分荷 载 2.高承台桩基 承台在地面以上,桥桩, 码头,栈桥
软土层
低承台桩基
桩的直径比较小且穿过桩周土的抗剪强度比较低（如淤泥等软 土），桩端进入比较坚硬的岩石，一般端承桩和嵌岩桩属于屈 曲破
整体剪切破坏--取决于桩端土的支承力
Q-S曲线有明显的拐点，有陡降 段，有明显的破坏荷载。 桩的承载力主要取决于桩端土的 支承力。 一般桩基属于本情况。
刺入破坏---取决于桩周土强度 当桩周土和桩尖土的抗剪强度比 较均匀时，桩在轴向荷载作用下 将出现刺入破坏。桩顶荷载主要 由桩侧阻力来承担，桩端阻力极 微，桩的沉降量较大。 Q-S曲线为“渐进破坏”的缓变 型，无明显拐点。 桩的承载力主要取决于桩周土的 抗剪强度
3）非挤土桩：钻孔灌注桩、先钻孔再打入的预制桩
成桩效应：侧阻力有所降低。
4.3 单桩承载力
Bearing capacity of a single pile
4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理（单桩的工作性能）
桩顶荷载一般为：轴向力、水平力、弯矩
1. 桩身轴力和截面位移（桩的荷载传递） 在外载作用下，土对桩的支承力由桩侧阻力和桩端阻力两部 分组成。 在外力作用下，桩侧摩阻力开始抵抗打桩时的荷载，桩工作 状态时随着外载的作用，开始摩阻力发挥作用，只有当桩端 产生位移，端阻力才逐渐开始作用。
2.影响荷载传递的因素
主要影响荷载传递的因素：长径比 l/d 根据长径比 l/d 桩的分类： 短桩：l/d＜10 中长桩：l/d=10~40 长桩：l/d=40~100 超长桩：l/d＞100
2.影响荷载传递的因素
（1）桩端土与桩周土的刚度比Eb/Es
对于中长桩： Eb/Es增大，桩端分担荷载的比例增加。
（2）桩土刚度比Ep/Es
对于中长桩： Ep/Es增大，桩端分担荷载的比例增加。 Ep/Es超过1000后，影响不大。当Ep/Es＜10端阻接近零， 因此：对于砂桩、碎石桩、灰土桩等，应按复合地基设计。
(4)长径比 l/d
当桩长增大(例如l／d＞25)时，桩端分担荷载减少。因桩身
压缩变形大，桩端反力尚未发挥，桩顶位移已超过实用所
2.特点
优点 1. 将荷载传递到下部好 土层,承载力高 2. 沉降量小 3. 抗震性能好,穿过液 化层 4. 承受抗拔(抗滑桩)及 横向力(如风载荷) 5. 与其他深基础比较, 施工造价低 缺点 施工环境影响,
预制桩施工噪音, 钻孔灌注桩的泥浆
有地下室时,有一 定干扰,深基坑中 做桩
3. 适用条件