桩基基本知识

1、桩基基本知识一、术语1桩基由设置于岩土中的桩和与桩顶联结的承台共同组成的基础或由柱与桩直接联结的单桩基础。2复合桩基由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。3基桩桩基础中的单桩。4复合基桩单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载基桩。6单桩竖向极限承载力标准值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变形时所对应的最大荷载，它取决于土对桩的支承阻力和桩身承载力。2.1.7 极限侧阻力标准值相应于桩顶作用极限荷载时，桩身侧表面所发生的岩土阻力。2.1.8 极限端阻力标准值相应于桩顶作用极限荷载时，桩端所发生的岩土阻力。2.1.9 单桩竖向承载力特征值单桩竖向极限承载力标准值除

2、以安全系数后的承载力值。2.1.11 承台效应系数pilecapcoefficient竖向荷载下，承台底地基土承载力的发挥率。2.1.12 负摩阻力negativeskinfriction,negativeshaftresistance桩周土由于自重固结、湿陷、地面荷载作用等原因而产生大于基桩的沉降所引起的对桩表面的向下摩阻力。二、符号qsik单桩第i层土的极限侧阻力标准值；qpk单桩极限端阻力标准值；Qsk、Qpk单桩总极限侧阻力、总极限端阻力标准值；Quk单桩竖向极限承载力标准值；R基桩或复合基桩竖向承载力特征值；Ra单桩竖向承载力特征值；Rha单桩水平承载力特征值；用一一基桩水平承载力特

3、征值；三、几何参数Ap桩端面积；Aps桩身截面面积；A计算基桩所对应的承台底净面积；Bc承台宽度；d桩身设计直径；ds钢管桩外直径；D桩端扩底设计直径；l桩身长度；Lc承台长度；Sa基桩中心距；U桩身周长；Zn桩基沉降计算深度（从桩端平面算起）四、计算系数E钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值；c承台效应系数；f冻胀影响系数；r桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数；5、 p大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数；p桩端土塞效应系数；基桩抗拔系数；桩基沉降计算经验系数；c成桩工艺系数；e二桩基等效沉降系数；、Boussinesq解的附加应力系数、平均附加应力系数。1.1.1 2基本资料1.1.2 桩基设计应具备

4、以下资料：1岩土工程勘察文件：1）桩基按两类极限状态进行设计所需用岩土物理力学参数及原位测试参数；2）对建筑场地的不良地质作用，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、土洞等，有明确判断、结论和防治方案；3）地下水位埋藏情况、类型和水位变化幅度及抗浮设计水位，土、水的腐蚀性评价，地下水浮力计算的设计水位；4）抗震设防区按设防烈度提供的液化土层资料；5）有关地基土冻胀性、湿陷性、膨胀性评价。2建筑场地与环境条件的有关资料：1）建筑场地现状，包括交通设施、高压架空线、地下管线和地下构筑物的分布；2）相邻建筑物安全等级、基础形式及埋置深度；3）附近类似工程地质条件场地的桩基工程试桩资料和单桩承载力设计参数；4）

5、周围建筑物的防振、防噪声的要求；5）泥浆排放、弃土条件；6）建筑物所在地区的抗震设防烈度和建筑场地类别。3建筑物的有关资料：1）建筑物的总平面布置图；2）建筑物的结构类型、荷载，建筑物的使用条件和设备对基础竖向及水平位移的要求；3）建筑结构的安全等级。4施工条件的有关资料：1）施工机械设备条件，制桩条件，动力条件，施工工艺对地质条件的适应性；2）水、电及有关建筑材料的供应条件；3）施工机械的进出场及现场运行条件。5供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料。1.1.3 桩基的详细勘察除应满足现行国家标准岩土工程勘察规范GB50021有关要求外，尚应满足下列要求：1勘探点间距：1）对于端承型桩（

6、含嵌岩桩）：主要根据桩端持力层顶面坡度决定，宜为1224nl当相邻两个勘察点揭露出的桩端持力层层面坡度大于10灿持力层起伏较大、地层分布复杂时，应根据具体工程条件适当加密勘探点。2）对于摩擦型桩：宜按2035m布置勘探孔，但遇到土层的性质或状态在水平方向分布变化较大，或存在可能影响成桩的土层时，应适当加密勘探点。3）复杂地质条件下的柱下单桩基础应按柱列线布置勘探点，并宜每桩设一勘探点。2勘探深度：1）宜布置1/31/2的勘探孔为控制性孔。对于设计等级为甲级的建筑桩基，至少应布置3个控制性孔，设计等级为乙级的建筑桩基至少应布置2个控制性孔。控制性孔应穿透桩端平面以下压缩层厚度；一般性勘探孔应深入

7、预计桩端平面以下35倍桩身设计直径，且不得小于3m对于大直径桩，不得小于5m2）嵌岩桩的控制性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于3-5倍桩身设计直径，一般性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于1-3倍桩身设计直径。当持力层较薄时，应有部分钻孔钻穿持力岩层。在岩溶、断层破碎带地区，应查明溶洞、溶沟、溶槽、石笋等的分布情况，钻孔应钻穿溶洞或断层破碎带进入稳定土层，进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求。3在勘探深度范围内的每一地层，均应采取不扰动试样进行室内试验或根据土质情况选用有效的原位测试方法进行原位测试，提供设计所需参数。3.3桩的选型与布置3.3.1 基桩可按下列规定分类：1 按承载性状

8、分类：1）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。2）端承型桩：端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，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，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。2 按成桩方法分类：1）非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩；2）部分挤土桩：长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H型

9、钢桩；3）挤土桩：沉管灌注桩、沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。3 按桩径（设计直径d）大小分类：1）小直径桩：dw250mm2）中等直径桩：250mm<d<800mm；3）大直径桩：d>800mm3.3.2 桩型与成桩工艺应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，按安全适用、经济合理的原则选择。选择时可按本规范附录A进行。1 对于框架-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。2 挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥

10、质土层时，应局限于多层住宅桩基。3.3.3 基桩的布置宜符合下列条件：1基桩的最小中心距应符合表3.3.3-1的规定；当施工中采取减小挤土效应的可靠措施时，可根据当地经验适当减小。表3.3.3-1桩的最小中心距土类与成桩工艺排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩桩基其他情况非挤土灌注桩3.0d3.0d部分挤土桩3.5d3.0d挤土桩非饱和土4.0d3.5d饱和黏性土4.5d4.0d钻、挖孔扩底桩2D或D+2.0m（当D>2m）1.5D或D+1.5m（当D>2m）沉管夯扩、钻孔挤扩桩非饱和土2.2D且4.0d2.0D且3.5d饱和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d注：Od一

11、圆桩直径或方桩边长，DL扩大端设计直径。当纵横向桩距不相等时，其最小中心距应满足“其他情况”一栏的规定。当为端承型桩时，非挤土灌注桩的“其他情况”一栏可减小至2.5d2排列基桩时，宜使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合，并使基桩受水平力和力矩较大方向有较大抗弯截面模量。3对于桩箱基础、剪力墙结构桩筏（含平板和梁板式承台）基础，宜将桩布置于墙下。4对于框架-核心筒结构桩筏基础应按荷载分布考虑相互影响，将桩相对集中布置于核心筒和柱下，外围框架柱宜采用复合桩基，桩长宜小于核心筒下基桩（有合适桩端持力层时）。5应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土不宜小于

12、2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土，不宜小于1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d。6对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d,且不应小于0.2m。5桩基计算5.3单桩竖向极限承载力I一般规定5.3.1 设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定：1 设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；2 设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件

13、简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定；3 设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。m经验参数法5.3.5当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算：QukQskQpkuqsiJqpkAp(5.3.5)式中Quk单桩竖向极限承载力标准值；qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-1取值;qpk极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-2取值。u桩身周长；li桩周第i层土的厚度Ap桩端面积；5.2.2单桩竖向承载力特征值Ra

14、应按下式确定：1RaQuk(5.2.2)K式中Quk单桩竖向极限承载力标准值;K安全系数，取K=2。表5.3.5-1桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)士的名称土的状态混凝土预制桩泥浆护壁钻(冲)孔桩干作业钻孔桩填土223020282028淤泥142012181218淤泥质土223020282028黏性土流塑软塑可塑硬可塑硬塑坚硬IL>10.75<Il<10.50<Il<0.750.25<Il<0.500VIl<0.25244040555570708686989810521383853536868848496961022138385353666

15、682829494104红黏土0.7<aw<1I<00.5<aw<0.7133232741230307012303070粉土稍密中密密实e>0.90.75<e<0.9e<0.75264646666688244242626282244242626282粉细砂稍密中密密实10<N<1515<N<30N>30244848666688224646646486224646646486中砂中密密实15<NK30N>30547474955372729453727294粗砂中密密实15<NK30N>30

16、749595116749595116769898120砾砂稍密中密(密实)5<N63.5<15N3.5>1570110116138509011613060100112130圆砾、角砾中密、密实N3.5>10160200135150135150碎石、卵石中密、密实N3.5>10200300140170150170全风化软质岩30<N<风化硬质岩30<N<50140160120140120150强风化软质岩N3.5>10160240140200140220强风化硬质岩N3.5>102203001

17、60240160260注：1对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计算其侧阻力；2 aw为含水比，aww/w,w为土的天然含水量，w为土的液限；3 N为标准贯入击数；N63.5为重型圆锥动力触探击数；4 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为fk015MPa、fk>30MPa的岩石5.3.6根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，确定大直径桩单桩极限承载力标准值时，可按下式计算：QukQskQpku血油pqpkAp(536)式中qsik桩侧第i层土极限侧阻力标准值，如无当地经验值时，可按本规范表5.3.5-1取值，对于扩底桩变截面以上2d长度范围不

18、计侧阻力；qpk桩径为800mm勺极限端阻力标准值，对于干作业挖孔(清底干净)可采用深层载荷板试验确定；当不能进行深层载荷板试验时，可按表5.3.6-1取值；si、p大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按表5.3.6-2取值。u桩身周长，当人工挖孔桩桩周护壁为振捣密实的混凝土时，桩身周长可按护壁外直径计算。表5.3.61干作业挖孔桩(清底干净，D=800mm极限端阻力标准值qpk(kPa)土名称状态黏性土0.25<Il<0.750<Il<0.25Il<080018001800240024003000粉土0.75<e<0.9e<0.7510001500

19、15002000砂土碎石类土稍密中密密实粉砂500700800110012002000细砂70011001200180020002500中砂100020002200320035005000粗砂120022002500350040005500砾砂140024002600400050007000圆砾、角砾160030003200500060009000卵石、碎石2000300033005000700011000注：1当桩进入持力层的深度hb分别为：hb<D,D<hb<4D,hb>4D时，qpk可相应取低、中、高值2砂土密实度可根据标贯击数判定，N<10为松散，10&l

20、t;NK15为稍密，15<N030为中密，N>30为密实。3当桩的长径比l/d8时，qpk宜取较低值。4当对沉降要求不严时，qpk可取高值。表5.3.6-2大直径灌注桩侧阻尺寸效应系数si、端阻尺寸效应系数p土类型黏性土、粉土砂土、碎石类土si_1/5(0.8/d)(0.8/d)1/3p_1/4(0.8/D)(0.8/D)1/3表5.3.5-2土名称桩型土的状态混凝土预制桩桩长l(m)泥浆护壁钻(冲)孔桩桩长l(m)干作业钻孔桩桩长l(m)l<99<l<1616<l<30l>305<l<1010cl<1515cl<3030

21、cl5<l<1010<l<1515cl黏性土软塑0.75<Il<121085065014001200180013001900150250250300300450300450200400400700700950可塑0.50<Il<8501700140022001900280023003600350450450600600750750800500700800110010001600硬可塑0.25<Il<150023002300330027003600360044008009009001000100012001200140085011001

22、500170017001900硬塑0<Il<0.2525003800380055005500600060006800110012001200140014001600160018001600180c2200240026002800粉土中密0.75<e<0.9950170014002100190027002500340030050050065065075075085080012001200140014001600密实e<0.7515002600210030002700360036004400650900750950900110011001200120017001400190016002100粉砂稍密10<NK15100016001500230019002700210030003505004506006007006507505009501300160015001700中密、密实N>151400220021003000300045003800550060075075090090011001100120090010001700190017001900细砂中密、密实N>15250040003600500044006000530070006508509001