基础工程学-第5章 桩基础设计
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基础工程桩基础课程设计
基础工程桩基础课程设计一、课程背景随着我国经济的快速发展，基础设施建设成为了推动经济增长的重要力量。
桩基础作为工程结构的重要组成部分，其设计质量直接影响到工程的安全性和可靠性。
因此，掌握桩基础的设计原理和方法对于工程技术人员至关重要。
本课程旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生深入了解桩基础的基本概念、设计原理、计算方法以及施工工艺，提高学生解决实际工程问题的能力。
二、课程目标1. 掌握桩基础的基本概念、分类及特点；2. 理解桩基础的设计原理，包括承载能力、沉降控制等；3. 学会运用规范和手册进行桩基础的设计计算；4. 了解桩基础的施工工艺，包括桩基施工、检测及验收等；5. 培养学生解决实际工程问题的能力，提高综合素质。
三、课程内容1. 桩基础的基本概念、分类及特点；2. 桩基础的设计原理，包括承载能力、沉降控制等；3. 桩基础的设计计算方法，包括单桩承载能力、群桩效应等；4. 桩基础的施工工艺，包括桩基施工、检测及验收等；5. 桩基础在实际工程中的应用案例分析。
四、教学方法1. 理论教学：通过课堂讲授、案例分析等方式，系统讲解桩基础的基本概念、设计原理和计算方法；2. 实践操作：组织学生参观桩基础施工现场，了解桩基础施工工艺，并进行桩基础设计实训；3. 讨论交流：组织学生分组讨论，针对实际工程问题进行交流，提高学生解决实际问题的能力；4. 课程考核：结合理论教学和实践操作，对学生的学习成果进行综合评价。
五、课程安排1. 第一周：桩基础的基本概念、分类及特点；2. 第二周：桩基础的设计原理，包括承载能力、沉降控制等；3. 第三周：桩基础的设计计算方法，包括单桩承载能力、群桩效应等；4. 第四周：桩基础的施工工艺，包括桩基施工、检测及验收等；5. 第五周：桩基础在实际工程中的应用案例分析；六、课程评价基础工程桩基础课程设计旨在为学生提供一个全面了解桩基础设计原理、计算方法及施工工艺的平台，培养学生的实际工程问题解决能力，为我国基础设施建设事业输送高素质人才。
《桩基础设计》PPT课件
对于常年有流水、冲刷较深，或水位较高，施工排水困 难，在受力条件允许时应尽可能采用高承台。
承台如在水中、在有流冰的河道，承台底面应位于最 低 冰层底面以下不少于0.25m；
在有其它漂流物或通航的河道，承台也应适当放低，以 保证基桩不会直接受 到撞击，否则应设置防撞装置。
5.1承台的尺寸和结构
(1) 形状：方,矩型,三角形,多边形,圆形 (2) 最小宽度 500mm (3) 最小厚度 300mm (4) 桩外缘距离承台边 150mm (5) 边桩中心距离承台边 1.0d (5) 桩嵌入承台大桩横向荷载 100mm,
3.桩的数量和布置
桩的根数 初步估算桩的根数时，先不考虑群桩效应，确定单桩承 载力设计值 R 后，可估算桩的数目。
桩基为轴心受压时，桩数 n 用在承台上的轴向压力设计值； G——承台及其上方填土的重力； R——单桩署向承载力设计值。
偏心受压时，对于偏心距固定的桩基，如果桩 的布置使得群桩横截面的重心与荷载合力作用点重 合，则仍可按上式估算桩数，否则，桩的根数应按 上式确定的增加10%～20%。
(6) 小桩50mm, 钢筋伸入承台30d
1. ⑹混凝土标号C15, 保护层70mm
15cm
1.0d
10 cm
5. 2承台的内力计算 —取计算截面
柱下多桩矩形承台弯矩的计算截面：柱边和承台高度变化处，
并按下式计算：
Mx Ni yi
M y Ni xi
Mx、My——垂直X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值；
确定预制桩或灌注桩的类别、桩的截面尺寸和长度、桩端 持力层、确定桩的类型。 楼层；荷载： 10层以下建筑物：桩基直径500mm左右的灌注桩和边长为400mm 预制桩； 10～20层：用直径800mm～1000mm灌注桩和边长为450mm～500mm 预制桩； 20～30层：用直径大于1200mm的钻（冲、挖）孔灌注桩和边长 大等于500mm～550mm的预应力混凝土管桩和大直径钢管桩。
承台如在水中、在有流冰的河道，承台底面应位于最 低 冰层底面以下不少于0.25m；
在有其它漂流物或通航的河道，承台也应适当放低，以 保证基桩不会直接受 到撞击，否则应设置防撞装置。
5.1承台的尺寸和结构
(1) 形状：方,矩型,三角形,多边形,圆形 (2) 最小宽度 500mm (3) 最小厚度 300mm (4) 桩外缘距离承台边 150mm (5) 边桩中心距离承台边 1.0d (5) 桩嵌入承台大桩横向荷载 100mm,
3.桩的数量和布置
桩的根数 初步估算桩的根数时，先不考虑群桩效应，确定单桩承 载力设计值 R 后，可估算桩的数目。
桩基为轴心受压时，桩数 n 用在承台上的轴向压力设计值； G——承台及其上方填土的重力； R——单桩署向承载力设计值。
偏心受压时，对于偏心距固定的桩基，如果桩 的布置使得群桩横截面的重心与荷载合力作用点重 合，则仍可按上式估算桩数，否则，桩的根数应按 上式确定的增加10%～20%。
(6) 小桩50mm, 钢筋伸入承台30d
1. ⑹混凝土标号C15, 保护层70mm
15cm
1.0d
10 cm
5. 2承台的内力计算 —取计算截面
柱下多桩矩形承台弯矩的计算截面：柱边和承台高度变化处，
并按下式计算：
Mx Ni yi
M y Ni xi
Mx、My——垂直X轴和Y轴方向计算截面处的弯矩设计值；
确定预制桩或灌注桩的类别、桩的截面尺寸和长度、桩端 持力层、确定桩的类型。 楼层；荷载： 10层以下建筑物：桩基直径500mm左右的灌注桩和边长为400mm 预制桩； 10～20层：用直径800mm～1000mm灌注桩和边长为450mm～500mm 预制桩； 20～30层：用直径大于1200mm的钻（冲、挖）孔灌注桩和边长 大等于500mm～550mm的预应力混凝土管桩和大直径钢管桩。
基础工程5章
二)、按土对桩旳支承力 拟定单桩竖向极限承载力
按土对桩旳支承力拟定单桩承载力旳措施主要有：现场旳静 载荷试验法、静力触探法、经验参数法、原位测试成果旳 经验措施及静力分析计算法等。下列主要简介：静载荷试 验措施、静力触探法、经验参数法。
1. 按静载荷试验拟定单桩竖向极限承载力原则值
静载荷试验法是最为直观和可靠旳措施，这种措施不但 考虑了地基土旳支承能力，还考虑了桩身材料强度对单 桩承载力旳影响。
⑴ 一般旳预制桩及中小直径旳灌注桩
Qu k Qs k Q p k μ qs i k li q p k AP
式中
Qu k ── 单桩竖向极限承载力原则值(kN)； Qs k ── 单桩总极限侧阻力原则值(kN)； Qp k ── 单桩总极限端阻力原则值(kN)；
经验参数公式阐明
qs i k
ξ5-2 桩基础和桩旳分类
1桩基础旳分类：桩基础按桩旳数量可分为单桩基础、 群桩基础；按承台位置分：低承台及高承台桩基础
2 桩旳分类
桩
1）端承桩 1.按承载性状可分 2）摩擦桩
2.施工措施可分 3.使用功能可分
1）预制桩
2）灌注桩 1）抗压桩、抗拔桩
2）水平受荷桩、复合受荷桩
4.按成桩措施可分
1）非挤土桩 2）部分挤土桩 3）挤土桩
1.按承载性分 ⑴ 摩擦型桩 指在竖向荷载作用下，桩顶荷 载全部或大部分由桩侧摩阻力承担旳桩。
软弱土层
Q
软弱土层
中等强度土层
Q
摩擦桩
桩端阻力 可忽略不 计
桩侧摩 阻力是 承载力 的主要 部分
a)
软弱土层
桩侧摩阻 力承担大 部分竖向 荷载
桩端摩阻力 承担小部分 荷载 中等强度土层
第五章 桩基设计精品PPT课件
计算方法
➢依据《钢筋混凝土规范》(50010)无腹筋受弯构件的斜截 面受剪承载力进行计算 ➢考虑到承台板较厚 抗剪性能要考虑剪跨比的有利影响
桩基础计算与设计
3.承台计算与设计
a
3.1板式承台计算与设计:抗剪切计算
➢《钢筋混凝土规范》(G50010)
V0.7hftbh0
1
h 800/h04
h0大于2000mm 取2000 h0小于800mm 取800
➢2.冲切锥体的角度45度
➢3.冲切锥体荷载
Fl F Qi
F 设计值 不计承台与土重 Q不计土和承台重 设计值
作用下锥体内桩反力
桩基础计算与设计
3.承台计算与设计
3.1板式承台计算与设计:抗冲切(柱)
➢4. 0 确定
Fl 0hpftumh0
冲跨比： a 0 h0
当0.25 取0.25
a0 桩柱很近 有利抗冲切
Vhsftb0h0
剪力V：
V Vi
Vi不计土和承台重 桩反力设计值
Vi
F n
桩基础计算与设计
3.承台计算与设计
3.1板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算
Vhsftb0h0
桩基础计算与设计
3.承台计算与设计
3.1板式承台计算与设计:阶梯型承台抗剪切计算
Vhsftb0h0
A1－A2
by0
by1h01by2h02 h01h02
➢2.配筋率大于0.15％
➢3.承台边桩起算锚固长度大于35d
➢4.留足保护层的厚度
xi
xi 每根桩与柱的距离
三桩承台计算与设计
桩基础计算与设计
1.桩顶作用效应计算
Nik
FkGk n
基础工程-桩基础设计
s i, p 大 直 径 桩 尺 寸 效 应 系 数 ( p 2 0 0 ）
嵌岩桩
Quk Qsk Qrk Qpk up siqsikli upr frchr p frcAp
si－－覆盖层第i层土的侧阻力发挥系数；
frc－－岩石饱和单轴抗压强度标准值； hr－－桩身嵌岩深度；
r，p 嵌岩段侧阻力和端 精品阻课力 件 修正系数。
30～40mm－终止加载
精品课件
结果分析
灌注桩（配筋 率<0.65%） 承载力设计值
混凝土预制桩、钢 桩、灌注桩（配筋 率>0.65%）承载力 设计值
精品课件
临界荷载 Hcr
极限荷载 Hu
Bx
转角
z
H0 2EI
A
M0 EI
B
弯矩
Mz
H0
AM
M 0BM
剪力
Vz H 0 AQ M 0 BQ
A，B系数查表4.9，注此表结果接近于柔性桩的结果
精品课件
精品课件
桩顶水平位移
受桩的刚性(ah)和桩端约束影响 表8.14
桩身最大弯矩及其位置
弯矩最大面剪力为零；
M0
H0
CD
精品课件
按标准贯入法确定
标准贯入试验 SPT-Standard penetration test
现场用63.5kg的穿心锤，以76cm的 落距自由落下，将标准贯入器先打入 土中15cm，再打入30cm，后30cm 的锤击数为试验结果 N。（原位试验）
1——穿心锤：2——锤垫；3——触探杆；4——贯入器； 5——出水孔精；品6课—件—取土器；7——贯入器靴
特征值： R a u pq s i a l i q p a A p u p q s i k / 2 l i q p a / 2 A p
嵌岩桩
Quk Qsk Qrk Qpk up siqsikli upr frchr p frcAp
si－－覆盖层第i层土的侧阻力发挥系数；
frc－－岩石饱和单轴抗压强度标准值； hr－－桩身嵌岩深度；
r，p 嵌岩段侧阻力和端 精品阻课力 件 修正系数。
30～40mm－终止加载
精品课件
结果分析
灌注桩（配筋 率<0.65%） 承载力设计值
混凝土预制桩、钢 桩、灌注桩（配筋 率>0.65%）承载力 设计值
精品课件
临界荷载 Hcr
极限荷载 Hu
Bx
转角
z
H0 2EI
A
M0 EI
B
弯矩
Mz
H0
AM
M 0BM
剪力
Vz H 0 AQ M 0 BQ
A，B系数查表4.9，注此表结果接近于柔性桩的结果
精品课件
精品课件
桩顶水平位移
受桩的刚性(ah)和桩端约束影响 表8.14
桩身最大弯矩及其位置
弯矩最大面剪力为零；
M0
H0
CD
精品课件
按标准贯入法确定
标准贯入试验 SPT-Standard penetration test
现场用63.5kg的穿心锤，以76cm的 落距自由落下，将标准贯入器先打入 土中15cm，再打入30cm，后30cm 的锤击数为试验结果 N。（原位试验）
1——穿心锤：2——锤垫；3——触探杆；4——贯入器； 5——出水孔精；品6课—件—取土器；7——贯入器靴
特征值： R a u pq s i a l i q p a A p u p q s i k / 2 l i q p a / 2 A p
桩基础设计
2按浅基础沉降计算方法计算沉降s=ys’ 3引入桩基等效沉降系数ye
沉降计算公式
s y y e s ' y y
e
m
j 1
p0 j
nj
z ij ij z ( i 1 ) j ( i 1 ) j E si
i 1
y
e
C0
nb 1 C 1 ( n b 1) C 2
验算原则：
扩散到软卧层顶面的附加应力与软卧层顶面土自重应力之和应小 于软卧层的承载力特征值（深度修正）
当s≤6d时:
z m z f az
( F k G k ) 3 / 2 ( A 0 B 0 ) q sik l i ( A 0 2 t ta n )( B 0 2 t ta n )
角桩对承台的冲切
角桩冲切计算公式
N l [ b 1 x ( c 2 a 1 y / 2 ) b 1 y ( c 2 a 1 x / 2 )] b hp f t h o
b1x
0 . 56
l1 x 0 .2
b1y
0 . 56
l1 y 0 .2
剪切计算
计算截面：
桩顶荷载大，桩端持力层可压缩，承台底面下土质好，桩身细而 短，布桩少而疏。
不考虑承台的荷载分担效应：
承台经常性出现动力作用 承台下存在可能产生负摩擦力的土层
在饱和软土中打入密集桩群，引起超孔隙水压力和土体隆起，随 着时间推移，桩间土逐渐固结下沉而与承台脱开
群桩效应的影响因素
桩距、桩数及桩的排列
建筑课件：桩基础设计
较坚硬 土层
(a)摩擦桩
(b)端承摩擦桩
较坚硬 土层
坚硬 土层
(c)摩擦端承桩
(d)端承桩
(二)按桩基础使用功能分类
1.竖向抗压桩：主要承受竖向荷载； 2.竖向抗拔桩：主要承受上拔荷载； 3.水平受荷桩：主要承受水平荷载； 4.复合受荷桩：承受竖向、水平荷载均较大。
(三)按桩径大小分类
1.小桩径：d≤250mm，基础加固，复合基础；
活瓣圆台 形模板
四、桩及桩基础的构造要求
•优点：
减少施工工序，桩不用承受弯折与锤击应力，节省钢 材和造价，对基岩起伏变化大的地质条件适应性强。
•缺点：
地下“隐蔽”施工质量不易保证。
1.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
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。
过预应力减小桩身砼的拉应力和弯拉
应力，提高抗冲击力、抗弯能力。 钢桩 特点：强度高，抗冲击疲劳，贯入能力强， 便于加工运输，挤土效应小，但， 造价高宜腐蚀，慎重选用。
圆形管桩 H形桩
2.沉桩施工工艺
锤击式 •蒸汽锤 •液压锤 •产生振动、挤土、噪音； •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.中等桩径：250mm＜d＜800mm， 工业与民用建筑工程中应用较多； 3.大桩径：d≥800mm，用于单独基础。
(四)按桩基础成桩方法分类
成桩过程中对地基土结构有扰动，并产生挤土效 应，引发施工环境问题。 1.非 挤 土 桩：取土成孔，干作业法、泥浆护壁法、 套管护壁法施工； 2.挤 土 桩：未取土成孔，沉管灌注桩、锤击等法施工
桩基础xin基础工程PPT课件
第五章 桩基础
第38页/共195页
5.2 桩的类型及施工工艺
第五章 桩基础
爆破扩底桩
第39页/共195页
桩的分类总结
• 挤土桩 （打入预制桩）
挤土桩：在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周围土体受到严 重扰动，土的工程性质发生较大改变。主要有打入或静压成桩的 实心桩和闭口预制混凝土桩、闭口钢管桩及沉管灌注桩等。
第23页/共195页
5.2 桩的类型及施工工艺
P
第五章 桩基础 P
s
端承桩
s
P
摩擦桩
第24页/共195页
5.2 桩的类型及施工工艺
（六） 按施工方法
第五章 桩基础
施工方法—沉桩方法
1 预制桩 Prefabricated pile 挤土桩
2 现场灌注桩 Cast in place 非挤土桩 直接在所设计的桩位成孔，然后放下钢筋
(3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔等都是桩 基础的典范
2 十九世纪开始，材料和动力进步
动力
铸铁管桩，1824年波特兰水泥注册专利蒸汽
3 十九世纪末，现场钻孔桩
(1897, Raymond)
目前，我国桩基最大入土深度已达107m，桩径已超
过5m.
第4页/共195页
5.1 概述
第五章 桩基础
第5页/共195页
第五章 桩基础
• 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
第18页/共195页
5.2 桩的类型及施工工艺
第五章 桩基础
桩身
第19页/共195页
5.2 桩的类型及施工工艺
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建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)中关于桩型和成桩工艺选 择的若干规定
对框架－核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础，宜选择基桩尺寸和 承载力可调性较大的桩型和工艺； 挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时，应局限于多层住宅桩基； 抗震设防烈度为8度及以上地区，不宜采用预应力混凝土管桩和预应力 混凝土空心方桩
高层建筑桩基础基本型式－桩基与其它基础型式结合
桩柱基础：柱下独立桩基础； 桩梁基础：基础梁（或承台梁）下桩基础； 桩墙基础：剪力墙（或实腹筒壁）下桩基础； 桩筏基础：筏板下桩基础； 桩箱基础：箱基下桩基础。
7
建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计基本要求
桩基形式的合理选择：考虑地基条件和结构特点； 持力层和桩长的合理选择：从承载力、变形、经济和施工角度考虑； 合理布置桩基：最大程度发挥桩的承载性能； 桩基水平承载力的合理确定：能有效抵御倾覆或外荷载致水平力； 合理控制桩基施工引发的环境问题：噪音干扰、周边设施的保护。
桩基础设计方法-极限状态设计
承载力极限状态：桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继 续承载的变形； 正常使用极限状态：桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或耐 久性要求的某项限值。
8
建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计等级（JGJ94-2008)
原建筑桩基技术规范（JGJ94-94)以建筑桩基安全等级和重要性系数 规定设计原则，现规范以建筑桩基设计等级规定。
11
桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩
非挤土桩
各类钻（挖）孔桩：干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法等
部分挤土桩
冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、打入（静压）式敞口钢管桩、H型钢 桩、预应力混凝土空心桩等。
挤土桩
沉管灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力空心桩和钢管桩等
桩基础设计
概述 建筑桩基设计的基本规定 桩的分类 竖向荷载作用下的单桩工作性状 竖向荷载作用下单桩承载力的确定方法 竖向荷载作用下的单桩沉降计算 竖向荷载作用下群桩工作性状 群桩的竖向承载力计算 群桩的沉降计算 水平荷载作用下桩基的承载力和变位 桩基础设计
1
概述
桩基础的发展历史
桩基技术发展特点
桩基技术的发展受工业化的影响巨大； 桩型及施工工艺推陈出新，桩基理论和概念以及桩基效用实质性变化； 桩基与其它基础形式或工艺联合应用，高强、大直径、超长为发展趋势； 桩基施工检测与监测形成相当丰富有效的技术。
2
3
鸟巢基础桩举例
国家体育场全景
4
概述
新加坡发展银行,四墩, 每墩直径7.3m。 将荷载传递到下部好土层,承载力高。
荷载继续增加，桩身向
下位移加大，带动下部土层 摩阻力发挥，直到荷载增加 到一定程度，桩侧摩阻力不 能支持桩身荷载，此时，桩 端阻力发挥作用。
18
竖向荷载作用下的单桩工作性状
竖向荷载下单桩的工作性状包括两个重要的问题： (1) 单桩的荷载传递机制; (2) 桩侧负摩阻力问题。
竖向荷载下单桩的荷载传递机制
竖向荷载作用下，单桩的荷载而向下位移。由此， 桩身与土间的摩阻力出现， 并使桩身轴力和位移随深度 递减。在桩土相对位移为零 处，摩阻力为零。
5
概述
6
概述
桩基础的适用条件
土质条件太差不宜用浅基础时选用桩基； 地基土特殊不宜采用地基改良方法和加固措施时选用桩基； 上部结构荷载较大，或需要较大的抵御水平荷载刚度选用桩基； 结构对不均匀沉降相当敏感，或建筑物受到大面积堆载时选用桩基； 地下水位很高，或水下基础施工困难时选用桩基； 具有重要历史意义或需长期保存之建筑物基础选用桩基。
12
桩的分类
13
桩的分类
干法施工
14
桩的分类
预制桩 15
桩的分类
钢桩 16
桩的分类
预应力桩 17
桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按桩径（设计直径）大小分类：小直径桩、中等直径桩、大直径桩
小直径桩：d不超过250mm
中等直径桩：250 mm < d < 800 mm
大直径桩：d不小于 800 mm
10
桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按承载性状分类：摩擦型桩和端承型桩
摩擦型桩
摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受， 桩端阻力小到可忽略不计 端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力 承受
端承型桩
端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受， 桩侧阻力小到可忽略不计 摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受
十九世纪以前：7000-8000年前，浙江宁波附近的河姆渡遗址；30004000年前的古罗马；西安灞桥、隋唐建塔等等。 十九世纪以后：材料和动力进步促进桩基发展和应用；水泥工业、蒸 汽动力出现，铸铁管桩得以应用；十九世纪末，现场钻孔桩应用； 近、现代时期：桩基应用已得到很大发展，桩基材料、桩型、工艺和 施工技术等多样化。
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层及以下一般建筑
9
建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计荷载取值规定（JGJ94-2008)
桩基设计时，所采用的荷载作用效应组合与相应的抗力应符合以下规定： 确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应 的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值； 计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组 合；计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地 震作用、风载效应标准组合； 计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷 载效应基本组合。进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效 应标准组合和准永久组合。
设计等级
建筑类型
(1)重要的建筑
甲 (2)30层以上或高度超过100m的高层建筑 (3)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
级 (4)20层以上框架－核心筒结构及其它对差异沉降有特殊要求之建筑
(5)场地和地基条件复杂的7层以上一般建筑及坡地、岸边建筑物
(6)对相邻既有工程影响较大的建筑
对框架－核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础，宜选择基桩尺寸和 承载力可调性较大的桩型和工艺； 挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时，应局限于多层住宅桩基； 抗震设防烈度为8度及以上地区，不宜采用预应力混凝土管桩和预应力 混凝土空心方桩
高层建筑桩基础基本型式－桩基与其它基础型式结合
桩柱基础：柱下独立桩基础； 桩梁基础：基础梁（或承台梁）下桩基础； 桩墙基础：剪力墙（或实腹筒壁）下桩基础； 桩筏基础：筏板下桩基础； 桩箱基础：箱基下桩基础。
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建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计基本要求
桩基形式的合理选择：考虑地基条件和结构特点； 持力层和桩长的合理选择：从承载力、变形、经济和施工角度考虑； 合理布置桩基：最大程度发挥桩的承载性能； 桩基水平承载力的合理确定：能有效抵御倾覆或外荷载致水平力； 合理控制桩基施工引发的环境问题：噪音干扰、周边设施的保护。
桩基础设计方法-极限状态设计
承载力极限状态：桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继 续承载的变形； 正常使用极限状态：桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或耐 久性要求的某项限值。
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建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计等级（JGJ94-2008)
原建筑桩基技术规范（JGJ94-94)以建筑桩基安全等级和重要性系数 规定设计原则，现规范以建筑桩基设计等级规定。
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桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按成桩方法分类：非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩
非挤土桩
各类钻（挖）孔桩：干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法等
部分挤土桩
冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、打入（静压）式敞口钢管桩、H型钢 桩、预应力混凝土空心桩等。
挤土桩
沉管灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力空心桩和钢管桩等
桩基础设计
概述 建筑桩基设计的基本规定 桩的分类 竖向荷载作用下的单桩工作性状 竖向荷载作用下单桩承载力的确定方法 竖向荷载作用下的单桩沉降计算 竖向荷载作用下群桩工作性状 群桩的竖向承载力计算 群桩的沉降计算 水平荷载作用下桩基的承载力和变位 桩基础设计
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概述
桩基础的发展历史
桩基技术发展特点
桩基技术的发展受工业化的影响巨大； 桩型及施工工艺推陈出新，桩基理论和概念以及桩基效用实质性变化； 桩基与其它基础形式或工艺联合应用，高强、大直径、超长为发展趋势； 桩基施工检测与监测形成相当丰富有效的技术。
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3
鸟巢基础桩举例
国家体育场全景
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概述
新加坡发展银行,四墩, 每墩直径7.3m。 将荷载传递到下部好土层,承载力高。
荷载继续增加，桩身向
下位移加大，带动下部土层 摩阻力发挥，直到荷载增加 到一定程度，桩侧摩阻力不 能支持桩身荷载，此时，桩 端阻力发挥作用。
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竖向荷载作用下的单桩工作性状
竖向荷载下单桩的工作性状包括两个重要的问题： (1) 单桩的荷载传递机制; (2) 桩侧负摩阻力问题。
竖向荷载下单桩的荷载传递机制
竖向荷载作用下，单桩的荷载而向下位移。由此， 桩身与土间的摩阻力出现， 并使桩身轴力和位移随深度 递减。在桩土相对位移为零 处，摩阻力为零。
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概述
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概述
桩基础的适用条件
土质条件太差不宜用浅基础时选用桩基； 地基土特殊不宜采用地基改良方法和加固措施时选用桩基； 上部结构荷载较大，或需要较大的抵御水平荷载刚度选用桩基； 结构对不均匀沉降相当敏感，或建筑物受到大面积堆载时选用桩基； 地下水位很高，或水下基础施工困难时选用桩基； 具有重要历史意义或需长期保存之建筑物基础选用桩基。
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桩的分类
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桩的分类
干法施工
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桩的分类
预制桩 15
桩的分类
钢桩 16
桩的分类
预应力桩 17
桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按桩径（设计直径）大小分类：小直径桩、中等直径桩、大直径桩
小直径桩：d不超过250mm
中等直径桩：250 mm < d < 800 mm
大直径桩：d不小于 800 mm
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桩的分类
建筑桩基技术规范（JGJ94-2008)
按承载性状分类：摩擦型桩和端承型桩
摩擦型桩
摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受， 桩端阻力小到可忽略不计 端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力 承受
端承型桩
端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受， 桩侧阻力小到可忽略不计 摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受
十九世纪以前：7000-8000年前，浙江宁波附近的河姆渡遗址；30004000年前的古罗马；西安灞桥、隋唐建塔等等。 十九世纪以后：材料和动力进步促进桩基发展和应用；水泥工业、蒸 汽动力出现，铸铁管桩得以应用；十九世纪末，现场钻孔桩应用； 近、现代时期：桩基应用已得到很大发展，桩基材料、桩型、工艺和 施工技术等多样化。
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层及以下一般建筑
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建筑桩基设计的基本规定
建筑桩基设计荷载取值规定（JGJ94-2008)
桩基设计时，所采用的荷载作用效应组合与相应的抗力应符合以下规定： 确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应 的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值； 计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组 合；计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地 震作用、风载效应标准组合； 计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷 载效应基本组合。进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效 应标准组合和准永久组合。
设计等级
建筑类型
(1)重要的建筑
甲 (2)30层以上或高度超过100m的高层建筑 (3)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
级 (4)20层以上框架－核心筒结构及其它对差异沉降有特殊要求之建筑
(5)场地和地基条件复杂的7层以上一般建筑及坡地、岸边建筑物
(6)对相邻既有工程影响较大的建筑