《地基基础》课件-桩基础(新)
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土力学与地基基础-10桩基础解答
li — 桩穿过第i层土的厚度；
— 桩端阻力修正系数； psk — 桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值； Ap — 桩端面积。
桩端穿越粉土、粉砂细砂及中砂底面时 qsik 按《建筑桩基技术规范》估算的值，
需乘以 S 进行修正。
（三）静力触探法确定单桩轴向承载力
(二)双桥探头法
双桥探头可同时测出探头侧阻力 fs 和端阻力 qc ，该法较多采用，
(4) 嵌岩桩
嵌岩桩的极限承载力由桩周土总侧阻、嵌岩段总侧阻和总端阻三 部分组成。
（五）动力检测法
动力检测法确定单桩极限承载力，采用重锤冲击桩顶，实测桩顶 部的速度和力实程曲线，通过波动理论分析得到桩土体系力学性状 以判定单桩竖向承载力。
大应变动测法：能使桩土发生相对位移，产生永久贯入度。 小应变动测法：不能使桩土发生相对位移，只产生桩土体系的弹性
10.1 概述
◆不宜采用采用桩基础的情况
(1) 上层土比下层土硬得多； (2) 土层中有障碍物而又无法排除 (如孤石)； (3) 只能采用打入或振入法施工，而附近有重要的或对振动强烈敏感的建筑 物时。 是否采用桩基础需要综合考虑多项因素。
10.2 桩的分类及施工工艺
现行《建筑桩基技术规范》将桩分别按承载性状、使用功能、桩身 材料及桩径大小等进行分类：
10.3 单桩在竖向荷载下的性状与计算
四、负摩阻力
◆ 概念：桩土之间相对位移的方向，对于荷载传递的影响很大。在土层相
3）桩身相对刚度越大，则经桩底传递的荷载越多； 4）扩底直径越大，则桩底传递的荷载越多； 5）桩长对荷载传递有重要影响，当桩长超过L/d>100时，上述各种影响都
将大大减弱，甚至失去意义。
10.3 单桩在竖向荷载下的性状与计算
— 桩端阻力修正系数； psk — 桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值； Ap — 桩端面积。
桩端穿越粉土、粉砂细砂及中砂底面时 qsik 按《建筑桩基技术规范》估算的值，
需乘以 S 进行修正。
（三）静力触探法确定单桩轴向承载力
(二)双桥探头法
双桥探头可同时测出探头侧阻力 fs 和端阻力 qc ，该法较多采用，
(4) 嵌岩桩
嵌岩桩的极限承载力由桩周土总侧阻、嵌岩段总侧阻和总端阻三 部分组成。
（五）动力检测法
动力检测法确定单桩极限承载力，采用重锤冲击桩顶，实测桩顶 部的速度和力实程曲线，通过波动理论分析得到桩土体系力学性状 以判定单桩竖向承载力。
大应变动测法：能使桩土发生相对位移，产生永久贯入度。 小应变动测法：不能使桩土发生相对位移，只产生桩土体系的弹性
10.1 概述
◆不宜采用采用桩基础的情况
(1) 上层土比下层土硬得多； (2) 土层中有障碍物而又无法排除 (如孤石)； (3) 只能采用打入或振入法施工，而附近有重要的或对振动强烈敏感的建筑 物时。 是否采用桩基础需要综合考虑多项因素。
10.2 桩的分类及施工工艺
现行《建筑桩基技术规范》将桩分别按承载性状、使用功能、桩身 材料及桩径大小等进行分类：
10.3 单桩在竖向荷载下的性状与计算
四、负摩阻力
◆ 概念：桩土之间相对位移的方向，对于荷载传递的影响很大。在土层相
3）桩身相对刚度越大，则经桩底传递的荷载越多； 4）扩底直径越大，则桩底传递的荷载越多； 5）桩长对荷载传递有重要影响，当桩长超过L/d>100时，上述各种影响都
将大大减弱，甚至失去意义。
10.3 单桩在竖向荷载下的性状与计算
4桩与地基基础工程
三、止水帷幕
为使地下室（深基坑、深基础）不受地下水的影响， 处于能正常施工的条件。通常采取井点降水或止水 帷幕等多种方法。各种方法各有优、缺点和适用范 围。本定额中收集有深层搅拌法（深层搅拌桩）、 高压喷射注浆法等止水帷幕的常用项目。止水帷幕 的作用是在基坑四周挡土结构外面设置，防止基坑 外地下水向基坑流动并同时起到一定的挡土作用。
工程量计算规则
2.0.6泥浆运输工程量：按钻（冲）孔桩或地下连续 墙的工程量以体积计算。 2.0.7人工挖孔桩护壁工程量： 1.按桩长乘以设计截面面积以体积计算。 2.扩大头预算工程量按设计图式尺寸以体积计算， 结算按实际工程量以体积计算。 2.0.8钢桩尖制作按第六章工程量计算规则6.0.1条计 算。 2.0.9压力灌浆微型桩按设计图式尺寸以桩长计算。 2.0.10打灌注砂桩、砂石桩工程量，按桩长（包括 桩尖）乘以设计截面面积以体积计算。
桩基础知识
为了保证深基坑（地下室）施工安全稳定，保证基坑四周相 邻建筑物、构筑物和地下管线在基坑施工期间不受损害，基 础四周经常要设置围护体系，围护体系一般是临时结构，但 也可以与主体永久结构相结合（如钢筋混凝土地下连续墙）， 基坑围护体系要起到挡土和挡水作用，通常它由围护结构及 止水帷幕两部份组成。围护结构主要承受土压力和其它外力 作用，止水帷幕主要是对基坑外地下水起阻挡作用，止水帷 幕通常在基坑、围护结构外四周竖向设置，但有时为了防止 承压水的顶托力至基坑底面土层被冲溃破坏，因此在基坑底 面土层设置水平止水帷幕。
三、止水帷幕
深层搅拌桩，此法包括喷浆与喷粉两种。主要适用于软粘土 和粉粘土淤泥地层。它的施工方法是：利用带叶片搅拌头的 螺旋钻机，向土层下旋转钻进搅拌，达到设计深度后，再将 沿着旋转方向输入土内，如此重 复一次至喷浆量已达设计要求为止。 深层搅拌桩用作止水帷幕可采用一排或多排相互叠合形成， 相邻桩可搭接 100mm ，深层搅拌桩通过桩排列组合，也可 以做成重力或围护墙，起挡土和挡水作用。
土力学与地基基础1 ppt课件
四、地基与基础课程的特点和学习方法
一、特点：（1）本课程涉及水文地质学、工程地质学、土力学等几个 学科领域，内容广泛、综合性强。 （2）课程理论性和实践性均较强。
项目一土的物理性质及工程分类
能力目标
➢ 掌握土的物理性质与土的工程分类 ➢ 了解土的三相组成 ➢ 掌握土的物理性质指标及三相比例指标之间的换算关系 ➢ 熟悉无钻性土、钻性土的物理状态指标 ➢ 掌握相对密度、塑限、液限、塑性指数和液性 指数等基本概念 ➢ 熟悉规范对地基土的工程分类方法 ➢ 掌握砂土、钻性土的分类标准
如前所述，土由固体颗粒(固相)、水(液相)和气体(气相)组 成。为了便于说明和计算，通常用土的三相组成图来表示它们 之间的数量关系，如上图所示。三相图的右侧表示三相组成的 体积关系，左侧表示三相组成的质量关系。
三、地基与基础理论的发展
▪ 1773年 ▪ 1857年 ▪ 1885年
▪ 1925年 ▪ 1936年 ▪ 1949年
• 法国的库仑-砂土抗剪强度理论与土压力理论 英国朗肯—朗肯土压力理论
法国布新奈斯克（Boussinesq）—弹性半空间解 美国太沙基—《土力学》专著与有效应力原理 美国召开第一次国际土力学及基础工程会议 我国土力学研究进入发展阶段
绪论
➢ 一、土力学、地基及基础的概念 ➢ 二、地基与基础研究的内容 ➢ 三、地基与基础理论的发展 ➢ 四、地基与基础课程的特点和学习方法
一、土力学、地基及基础的概念
一、土力学、地基及基础的概念
建筑物
上部结构 基础 地基
建构筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建构筑物影响的那 一部分地层称为地基（指支承基础的土体或岩石）；
任务一土的成因与组成
粒组名称 漂石(块石) 卵石(碎石)
《桩的承载力》PPT课件
Ap—桩身的横截面积(m2)；
u — 桩身周边长度(m)；qpk
li — 按土层划分的各段桩长(m)。
大直径桩： Quk= Qpk + Qsk =φpqpkAp+uφsiqsikli
φp、φsi — 大直径桩端阻、侧阻尺寸效应系数
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整理课件
16
整理课件
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整理课件
18
整理课件
3)、单桩承载力特征值Ra的确定
33
整理课件
6.3.5 群桩承载力计算
群桩概念；群桩~单桩关系如何？
1、群桩的特点
群桩效应
竖向荷载作用下，由于承台、桩、土相互作用 群桩基础中的一根桩单独受荷时承载力和沉降性状， 往往与相同地质条件和设置方法的同样独立单桩有 明显差别，这种现象即为群桩效应。
34
整理课件
端承群桩(桩基)，简单； 摩擦桩基，见图
2)、按土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定Quk
中、小工程常采用
极限端阻力标准值(kPa)
Q
qs1k
l1
第i层土的极限侧阻
力标准qs值2k(kPa) l2
Quk= Qpk + Qsk =qpkAp+uqsikli qs3k
l3
单桩总极限端 阻力标准值 (kN)；
14
整理课件
单桩总极限侧 阻力标准值 (kN)；
6
整理课件
终止加荷条件
1) Q~S曲线有陡降段，且S总＞40mm; 2) S总＝40mm后，续增两级Q；仍无陡降段； 3) Si＝5Si-1； 4) Si>2Si-1，且经24小时尚未达到相对稳定； 5) S很小，且Pmax达到设计荷载的2倍； 6) 已达锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重量。
学习项目8 沉井基础 《土力学与地基基础》教学课件
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
北锚碇要将两根主缆传来的640 MN的拉力传递给沉井和 基础，是一个以承受水平力为主的结构。由于沉井在整个施 工和营运期内的受力不断变化，在这些荷载的作用下，沉井 地基因受到不均匀压力而产生沉降。因此，在主缆架设之前，
5m 待加劲梁架设以后再进行浇筑。设计允许锚块可以向前水平 位移100 mm，但通车至今实际水平位移不到25 mm。
任务8.1 沉井基础概述
3）竹筋混凝土沉井
由于沉井在下沉过程中受力较大因而需 配置钢筋，一旦完工后，它就不需要承受很 大的拉力了。因此，在我国南方产竹地区， 可以采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替部 分钢筋，如南昌赣江大桥等曾用竹筋混凝土 沉井。在竹筋混凝土沉井分节接头处及刃脚 内仍需用钢筋。
任务8.1 沉井基础概述
沉井基础：沉井 经过混凝土封底、填 塞井孔后，便成为桥 梁墩台或其他结构物 的基础。
任务8.1 沉井基础概述
沉井下沉
沉井基础
任务8.1 沉井基础概述
2. 沉井基础的特点
1）沉井基础的优点
（1）埋置深度可 以很大，整体性较 强，稳定性较好， 有较大的承载面积， 能承受较大的垂直 荷载和水平荷载。
（2）在下沉过程 中，沉井作为坑壁 围护结构，起到挡 土、挡水的作用。
江阴大桥主跨为1 385 m，桥塔的高度为190 m，为两根 钢筋混凝土空心塔柱与三道横梁组成的门式框架结构，重力 式锚碇，主梁采用流线型箱梁断面，钢箱梁全宽为36.9 m， 梁高为3 m，桥面宽为29.5 m，双向六车道，两侧各设宽为 1.8 m的风嘴。
学习项目8 沉 井 基 础
案例引入
该桥的北锚碇是大桥的关键部位之一，经浅埋、中埋扩 大基础、群桩基础、地下连续墙多方案比较，最后选用尺寸 为51 m×69 m的沉井基础，沉井内分36个隔仓，沉井高度为
土力学与地基基础课件
土力学与地基基础
主讲: 刘增荣 教授 教材: “地基及基础” 主编: 华南理工大学等院校 出版社:中国建筑工业出版社
绪
言
一、 土力学、地基及基础的有关概念 1 土力学--研究土的应力、变形、强度和稳定 以及土与结构物相互作用等规律的一门力学分支称 为土力学。 2 地基—支撑建筑物荷载、且受建筑物影响的 那一部分地层称为地基。 3 基础--建筑物向地基传递荷载的下部结构就 是基础(参看图o—1)。 4 地基基础设计的先决条件： 在设计建筑物之前，必须进行建筑场地的地基 勘察，充分了解、研究地基土(岩)层的成因及构造、 它的物理力学性质、地下水情况以及是否存在(或可 能发生)影响场地稳定性的不良地质现象(如滑坡、 岩溶、地震等)，从而对场地件作出正确的评价。
称为界限粒径。 表l-8提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。 表中根据界限粒径200、20、2、0．05和0．005mm把土 粒分为六大粒组：漂石<块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、 圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。 土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组 的相对含量(各粒组占土粒总量的百 分数)来表示， 称为土的颗粒级配。 颗粒分析试验：筛分法；比重计法 根据颗粒大小分析试验成果，可以绘制如图1—10 所示的颗粒级配累积曲线 由曲线的坡度可判断土的均匀程度 有效粒径；限定粒径。
(二)土粒的矿物成分 土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的 风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响， 其中以细粒组的矿物成分尤为重要 。 1、六大粒组的矿物成分 漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。 2、粘土矿物的比表面 由于粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很 强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就愈强。 粘土矿物表面积的相对大小可以用单位体积(或质量)的颗 粒总表面积(称为比表面)来表示。 由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化， 必然导致土的性质的突变，所以，土粒大小对土的性质起 着重要的作用。
主讲: 刘增荣 教授 教材: “地基及基础” 主编: 华南理工大学等院校 出版社:中国建筑工业出版社
绪
言
一、 土力学、地基及基础的有关概念 1 土力学--研究土的应力、变形、强度和稳定 以及土与结构物相互作用等规律的一门力学分支称 为土力学。 2 地基—支撑建筑物荷载、且受建筑物影响的 那一部分地层称为地基。 3 基础--建筑物向地基传递荷载的下部结构就 是基础(参看图o—1)。 4 地基基础设计的先决条件： 在设计建筑物之前，必须进行建筑场地的地基 勘察，充分了解、研究地基土(岩)层的成因及构造、 它的物理力学性质、地下水情况以及是否存在(或可 能发生)影响场地稳定性的不良地质现象(如滑坡、 岩溶、地震等)，从而对场地件作出正确的评价。
称为界限粒径。 表l-8提供的是一种常用的土粒粒组的划分方法。 表中根据界限粒径200、20、2、0．05和0．005mm把土 粒分为六大粒组：漂石<块石)颗粒、卵石(碎石)颗粒、 圆砾(角砾)颗粒、砂粒、粉粒及粘粒。 土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组 的相对含量(各粒组占土粒总量的百 分数)来表示， 称为土的颗粒级配。 颗粒分析试验：筛分法；比重计法 根据颗粒大小分析试验成果，可以绘制如图1—10 所示的颗粒级配累积曲线 由曲线的坡度可判断土的均匀程度 有效粒径；限定粒径。
(二)土粒的矿物成分 土粒的矿物成分主要决定于母岩的成分及其所经受的 风化作用。不同的矿物成分对土的性质有着不同的影响， 其中以细粒组的矿物成分尤为重要 。 1、六大粒组的矿物成分 漂石、卵石、圆砾等粗大颗粒；砂粒；粉粒；粘粒。 2、粘土矿物的比表面 由于粘土矿物是很细小的扁平颗粒，颗粒表面具有很 强的与水相互作用的能力，表面积愈大，这种能力就愈强。 粘土矿物表面积的相对大小可以用单位体积(或质量)的颗 粒总表面积(称为比表面)来表示。 由于土粒大小不同而造成比表面数值上的巨大变化， 必然导致土的性质的突变，所以，土粒大小对土的性质起 着重要的作用。
《土力学与地基基础》课件
地基承载力计算方法：极限 平衡法、弹性半空间法等
地基承载力定义：地基所能 承受的最大压力
地基承载力验算：根据设计要 求，计算地基承载力是否满足
要求
地基承载力影响因素：土质、 地下水位、地基深度等
地基变形类型： 沉降、侧向位移、 倾斜等
地基变形计算方 法：弹性半空间 法、有限元法等
地基变形控制措施： 加强地基处理、采 用桩基础等
添加标题
破坏阶段：土在外力 作用下产生的应力和 应变达到极限，土体 破坏
抗剪强度：土抵抗剪切破坏的能力 摩擦角：土颗粒之间的摩擦力 影响因素：土的颗粒大小、形状、排列方式等 应用：地基承载力计算、边坡稳定分析等
土的压缩性：土在压力作用下体积减小 的性质
固结过程：包括初始固结、次固结、超 固结等阶段
膨胀土地基的特点： 吸水膨胀、失水收 缩
膨胀土地基的危害： 地基不均匀沉降、 开裂、变形
膨胀土地基的处理 方法：换填、强夯、 注浆、化学加固等
工程实例：某高速公路 膨胀土地基处理工程， 采用换填法进行地基处 理，取得了良好的效果。
汇报人：
保证建筑物安全
地基处理方法：包括换填法、强夯法、挤密法、注浆法等 方案选择依据：根据场地条件、工程要求、经济性等因素综合考虑 优化方法：采用数值模拟、试验研究等手段进行优化 案例分析：结合实际工程案例，分析地基处理方案的选择与优化过程
监测内容：沉 降、位移、应
力、应变等
监测方法：仪 器监测、现场 观测、试验检
测等
质量评价标准： 地基承载力、 变形控制、稳
定性等
案例分析：某 工程地基处理 工程监测与质
量评价实例
PART EIGHT
软土地基的特点：含水量高、压缩性高、抗剪强度低
土力学课件(清华大学)-第七章__天然地基上浅基础的设计
3、对材料的要求
基础用材料必须有足够的强度和耐久性。
(1)砖：必须用黏土砖或蒸压灰砖.砖的强度等级不 低于MU10；严寒地区饱和地基砖的强度等级不 低于MU20。
(2) 石料：包括毛石、块石和经加工平整的料石， 应选用不易风化的硬岩石。石料厚度不宜小于15 ㎝，石料强度等级不小于MU25。
1、浅基础设计所需资料： （1）建筑场地的地形图； （2）岩土工程勘察报告； （3）建筑物平面图、立面图，荷载，特殊结构物
布置与标高；
（4）建筑场地环境，邻近建筑物基础类型与埋深， 地下管线分布；
（5）工程总投资与当地建筑材料供应情况； （6）施工队伍技术力量与工期要求。
2、浅基础的设计内容与类型
四、建筑场地的环境条件
1、邻近存在建筑物
建筑场地邻近已存在建筑物时，新建工程的基础 埋深不宜大于原有建筑物。当埋深大于原有的建 筑物时，两基础间应保持一定净距，其数值应根 据原有的建筑荷载大小、基础形式和土质情况确 定。当上述要求不能满足时，应采取分段施工， 设临时加固支撑，打板桩，地下连续墙等施工措 施，或加固原有的建筑物基础，
2、靠近土坡
建筑物靠近各种土坡，基础埋深应考虑邻近土坡 临空面的稳定性。
7.4 地基计算
一、基本规定
1.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破坏或影响正常使用 的程度，将地基基础设计分为甲级、乙级和丙级三 个设计等级（见下表）。
地基基础设计等级
3、当地经验参数法
4、地基承载力特征值的深宽修正
当基础宽度大于3米或埋深大于0.5米时，应对地基 承载力特征值加以修正：
f a f a kb( b 3 ) dm ( d 0 .5 )
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管理学院工程管理专业本科教学
地基基础
主讲教师：唐 亮 哈尔滨工业大学土木工程学院
第六章 桩基础
基础工程的内容
本章内容
6.1 概述 6.2 桩基类型 6.3 单桩竖向承载力 6.4 桩基设计
6.1 概述
掌握桩的类型，桩的施工工艺；桩基承载力确定方法；了解 桩基础的设计和计算方法。
人类建筑的里程 碑—迪拜大厦 828m
载力高 承载力大，沉降量小 抗震性能好，穿过液化层 承受抗拔(抗滑桩)及横向力
(如风载荷) 便于机械化施工 与其它深基础比较，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 造价高、技术复杂、工 期长
桩基的发展
1. 历史－十九世纪以前，木桩 (1) 7000-8000年前湖上居民，浙江河姆渡 (2) 3000-4000年前在罗马 (3) 西安灞桥，北京御河桥，隋唐建塔 2. 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 3. 十九世纪末，现场钻孔桩 (1897， Raymond)
4EI λ4
Bk n
按长度或相对刚度系数：长桩、短桩……
(五) 按竖直荷载传递方式 摩擦型桩
摩擦桩 端承摩擦桩
端承型桩
端承桩 摩擦端承桩
Q = Qp+Qs 端承桩:主要由桩端承受极限荷载，桩不长，桩端土坚硬 摩擦桩:主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载，桩长，深
(六) 按施工方法
施工方法—沉桩方法 1. 预制桩 Prefabricated pile
(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
桩端 d
D
横断面
(四) 按尺寸
按 断 面 (直径)大小 ： 大直径 :d>80cm;中等直径桩 (25-80cm)；小直径d<40(25)cm
按长度(长径比)：L>60m(>3):长桩；L<10m短桩 L/ (：桩的特征长度)
混凝土(钢筋混凝土)预制桩-方桩
现场灌注桩
成孔方法
•人工挖孔桩 •钻孔灌注桩 •沉管灌注桩
•螺旋钻孔灌注桩
粘性土 砂性土
螺旋钻
就位 沉入
浇筑 边拔边浇 放入钢筋笼 成型 继续浇筑
扩底桩
内夯式扩底桩200kN钢锤
碎石
混凝土
钢筋笼
•钻扩桩
(七) 按设置效应(挤土效应)
桩的设置方法不同，挤土作用强弱不一样，由此引起的桩周 土体天然结构、应力状态和性质变化不一样，桩的承载力和 变形性质也不相同，统称为设置效应。按设置效应不同分为：
断面形状； 矩形
普通钢筋混凝土预制桩 预应力钢筋混凝土预制桩
圆形
多边形
2. 钢桩 常用的有开口或闭口钢管桩以及H型桩，钢管桩的直 径一般为250mm-1200之间，长度从十几米到几十米。 3. 木桩 桩长常为4-6m，尾径一般，为防止腐烂，桩顶应打 入水下至少0.5m。
灌注桩 钻孔
在设计位置上用机械直接开孔、放 钢筋笼、浇混凝土而成。
承台本身承担部分荷载。
建筑工程中遇到的多是低承台下 的竖直桩。 道路、桥梁多采用高承台桩，水 平荷载过大、仅靠竖直桩承受有 困难时，将部分桩斜向设置，形 成抗侧向力的桩。
软土层
低承台桩
高承台桩
(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、高强混凝土
灞河上建桥始于春 秋时期，秦穆公称 霸西戎，滋水改为 灞水，于河上建桥， 称“灞桥”，是我 国最古老石柱墩桥。
1400年前隋代灞桥遗址
桩基设计内容 桩基设计包括以下内容： 1. 选择桩的类型和几何尺寸 2. 确定单桩竖向(水平)承载力设计值 3. 确定桩的数量、间距和布桩方式 4. 验算桩基的承载力和沉降 5. 桩身结构设计 6. 承台设计 7. 绘制桩基施工图
3.7米厚的三角形结构基座上，基座由 192根直径1.5米的钢管桩支撑，深入 地下50米的基岩中。
桩基础适用性
水上建筑物 深持力层，高地下水位 软弱地基或特殊性场地 抗震地基或振动机器地基 沉降敏感的建筑 作用较大水平力和力矩的高耸结
构物，或需桩承水平力或上拔力
特点
优点 将荷载传到下部好土层，承
设计方法 《桩基础》规定，建筑桩基采用极限状态设计方法。
桩的分类
(一) 按承台 (二) 材料 (三) 形状 (四) 承载机理 (五) 按尺寸 (六) 施工方法 (七) 挤土效应 (八) 使用功能
不同分 类标准
软土层
(一) 按承台 承台:将几个桩结合起来传递荷载 高承台桩：承台在地面以上，桥
桩，码头，栈桥 低承台桩：承台在地面以下，
冲孔 沉管 夯扩
现场成孔
浇注混凝土 成桩
挖孔
特点
节省钢筋，不需要考虑吊装、吊立、沉桩等要求
只需根据使用期间的内力配筋即可
施工方便，受季节性干扰小，冬季、雨季均可施工。
无噪音，桩径、桩长不受限
泥浆护壁 泥皮，桩端虚土
后压浆
缩颈、断桩
动测法检测
现场灌注 护坡桩 造价低
现场灌注 护坡桩 造价低
Байду номын сангаас
浇
•泥皮，虚土，断桩 注
水上 水下
法
其它
关于预制桩和灌注桩的施工 预制桩
混凝土(钢筋混凝 土)预制桩
钢桩 木桩
工厂或现 场预制
锤击 振动 静压
成桩
特点
强度高，抗裂性好，施工方便且好
地面隆起，桩的上浮、侧移、断裂
浪费钢材和混凝土
锤击法施工，噪声大，影响周围环境
桩径受限
预制桩 1.钢筋混凝土预制桩
振动沉桩 预制桩1－13m
Pile Point
离心预应力预制钢筋混凝土
人工挖孔桩
广州市亚洲大酒店人工挖孔桩
螺旋钻
沉管螺旋钻孔灌注桩
粘性土 •砂性 土
扩底桩
人工挖孔扩孔桩 (芝加哥法)
爆破扩底桩
钢筋笼
碎石
混凝土
内夯式扩底桩200kN钢锤
钻扩桩
挤扩桩(支盘桩)
预制钢筋混凝土
混凝土(钢筋混凝土)预制桩
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 预应力
锤击打入 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
工厂，现场 2. 现场灌注桩
成 人工挖孔
孔 螺旋钻
方 正反循环—地下水以下泥浆护壁 法 冲击，夯扩，爆破
沉管灌注
•省，易
地基基础
主讲教师：唐 亮 哈尔滨工业大学土木工程学院
第六章 桩基础
基础工程的内容
本章内容
6.1 概述 6.2 桩基类型 6.3 单桩竖向承载力 6.4 桩基设计
6.1 概述
掌握桩的类型，桩的施工工艺；桩基承载力确定方法；了解 桩基础的设计和计算方法。
人类建筑的里程 碑—迪拜大厦 828m
载力高 承载力大，沉降量小 抗震性能好，穿过液化层 承受抗拔(抗滑桩)及横向力
(如风载荷) 便于机械化施工 与其它深基础比较，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 造价高、技术复杂、工 期长
桩基的发展
1. 历史－十九世纪以前，木桩 (1) 7000-8000年前湖上居民，浙江河姆渡 (2) 3000-4000年前在罗马 (3) 西安灞桥，北京御河桥，隋唐建塔 2. 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 3. 十九世纪末，现场钻孔桩 (1897， Raymond)
4EI λ4
Bk n
按长度或相对刚度系数：长桩、短桩……
(五) 按竖直荷载传递方式 摩擦型桩
摩擦桩 端承摩擦桩
端承型桩
端承桩 摩擦端承桩
Q = Qp+Qs 端承桩:主要由桩端承受极限荷载，桩不长，桩端土坚硬 摩擦桩:主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载，桩长，深
(六) 按施工方法
施工方法—沉桩方法 1. 预制桩 Prefabricated pile
(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
桩端 d
D
横断面
(四) 按尺寸
按 断 面 (直径)大小 ： 大直径 :d>80cm;中等直径桩 (25-80cm)；小直径d<40(25)cm
按长度(长径比)：L>60m(>3):长桩；L<10m短桩 L/ (：桩的特征长度)
混凝土(钢筋混凝土)预制桩-方桩
现场灌注桩
成孔方法
•人工挖孔桩 •钻孔灌注桩 •沉管灌注桩
•螺旋钻孔灌注桩
粘性土 砂性土
螺旋钻
就位 沉入
浇筑 边拔边浇 放入钢筋笼 成型 继续浇筑
扩底桩
内夯式扩底桩200kN钢锤
碎石
混凝土
钢筋笼
•钻扩桩
(七) 按设置效应(挤土效应)
桩的设置方法不同，挤土作用强弱不一样，由此引起的桩周 土体天然结构、应力状态和性质变化不一样，桩的承载力和 变形性质也不相同，统称为设置效应。按设置效应不同分为：
断面形状； 矩形
普通钢筋混凝土预制桩 预应力钢筋混凝土预制桩
圆形
多边形
2. 钢桩 常用的有开口或闭口钢管桩以及H型桩，钢管桩的直 径一般为250mm-1200之间，长度从十几米到几十米。 3. 木桩 桩长常为4-6m，尾径一般，为防止腐烂，桩顶应打 入水下至少0.5m。
灌注桩 钻孔
在设计位置上用机械直接开孔、放 钢筋笼、浇混凝土而成。
承台本身承担部分荷载。
建筑工程中遇到的多是低承台下 的竖直桩。 道路、桥梁多采用高承台桩，水 平荷载过大、仅靠竖直桩承受有 困难时，将部分桩斜向设置，形 成抗侧向力的桩。
软土层
低承台桩
高承台桩
(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、高强混凝土
灞河上建桥始于春 秋时期，秦穆公称 霸西戎，滋水改为 灞水，于河上建桥， 称“灞桥”，是我 国最古老石柱墩桥。
1400年前隋代灞桥遗址
桩基设计内容 桩基设计包括以下内容： 1. 选择桩的类型和几何尺寸 2. 确定单桩竖向(水平)承载力设计值 3. 确定桩的数量、间距和布桩方式 4. 验算桩基的承载力和沉降 5. 桩身结构设计 6. 承台设计 7. 绘制桩基施工图
3.7米厚的三角形结构基座上，基座由 192根直径1.5米的钢管桩支撑，深入 地下50米的基岩中。
桩基础适用性
水上建筑物 深持力层，高地下水位 软弱地基或特殊性场地 抗震地基或振动机器地基 沉降敏感的建筑 作用较大水平力和力矩的高耸结
构物，或需桩承水平力或上拔力
特点
优点 将荷载传到下部好土层，承
设计方法 《桩基础》规定，建筑桩基采用极限状态设计方法。
桩的分类
(一) 按承台 (二) 材料 (三) 形状 (四) 承载机理 (五) 按尺寸 (六) 施工方法 (七) 挤土效应 (八) 使用功能
不同分 类标准
软土层
(一) 按承台 承台:将几个桩结合起来传递荷载 高承台桩：承台在地面以上，桥
桩，码头，栈桥 低承台桩：承台在地面以下，
冲孔 沉管 夯扩
现场成孔
浇注混凝土 成桩
挖孔
特点
节省钢筋，不需要考虑吊装、吊立、沉桩等要求
只需根据使用期间的内力配筋即可
施工方便，受季节性干扰小，冬季、雨季均可施工。
无噪音，桩径、桩长不受限
泥浆护壁 泥皮，桩端虚土
后压浆
缩颈、断桩
动测法检测
现场灌注 护坡桩 造价低
现场灌注 护坡桩 造价低
Байду номын сангаас
浇
•泥皮，虚土，断桩 注
水上 水下
法
其它
关于预制桩和灌注桩的施工 预制桩
混凝土(钢筋混凝 土)预制桩
钢桩 木桩
工厂或现 场预制
锤击 振动 静压
成桩
特点
强度高，抗裂性好，施工方便且好
地面隆起，桩的上浮、侧移、断裂
浪费钢材和混凝土
锤击法施工，噪声大，影响周围环境
桩径受限
预制桩 1.钢筋混凝土预制桩
振动沉桩 预制桩1－13m
Pile Point
离心预应力预制钢筋混凝土
人工挖孔桩
广州市亚洲大酒店人工挖孔桩
螺旋钻
沉管螺旋钻孔灌注桩
粘性土 •砂性 土
扩底桩
人工挖孔扩孔桩 (芝加哥法)
爆破扩底桩
钢筋笼
碎石
混凝土
内夯式扩底桩200kN钢锤
钻扩桩
挤扩桩(支盘桩)
预制钢筋混凝土
混凝土(钢筋混凝土)预制桩
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 预应力
锤击打入 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
工厂，现场 2. 现场灌注桩
成 人工挖孔
孔 螺旋钻
方 正反循环—地下水以下泥浆护壁 法 冲击，夯扩，爆破
沉管灌注
•省，易