桩基础的分类和构造

桩基础学习重点：桩基础分类、组成及构造。学习要求：掌握桩基础分类、组成及构造了解各类桩基础的特点及适用条件。桩基础所谓桩基础，就是由各种材料(木、钢筋混凝土、钢等)做成的细长柱体，打入或用其他方法沉入土中，然后在桩顶修建承台，再于其上接筑墩台身。简言之桩基础：由桩（群）和承台构成的基础。3.墩(台)身2.承台1.基桩2.承台1.基桩桩基础按承台位置按传力方式按施工方法高桩承台桩基低桩承台桩基竖直力水平力摩擦桩柱桩竖直桩斜桩预制桩就地灌注桩打入桩振动下沉钻孔桩挖孔桩桩基础的分类构造•低承台：承台底面位于地面（或冲刷线）以下。高承台：承台底面位于地面（或冲刷线）以上，高桩承台的结构特点是基桩部分桩身沉入土中，部分桩身外露在地面以上（称为桩的自由长度），而低桩承台则基桩全部沉入土中（桩的自由长度为零）。高桩承台由于承台位置较高或设在施工水位以上，可减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业，施工较为方便。然而，在水平力的作用，由于承台及基桩露出地面的一段自由长度周围无土来共同承受水平外力，基桩的受力情况较为不利，桩身内力和位移都比同样水平外力作用下的低桩承台要大，其稳定性也比低桩承台差a低桩承台b高桩承台•摩擦桩：桩端置于较软的土层中，主要靠桩侧摩阻力使桩承载；（若摩擦力不够，桩就会在土中不断下沉，从而使桩丧失承载力而破坏）•柱桩：桩底支承在坚硬土层或岩层上，主要靠桩底土的支反力承载。–通常摩擦桩的沉降总是大于柱桩，在同一个桩基础中，不应同时出现柱桩和摩擦桩，否则会导致桩基不均匀下沉，引起建筑物倾斜。软土层硬土层摩擦桩端承桩竖直桩：钻（挖）孔灌注桩斜桩：单向、多向水平外力较大时采用。预制桩斜度不宜过大•钻孔桩基础•a.概念：用钻(冲)孔机具造孔后，在孔内放入钢筋骨架，灌注桩身混凝土而成钻孔桩，最后在桩顶灌筑承台(或盖梁)，称钻孔灌注桩基础。•b.特点及适用条件:是施工设备简单、操作方便、适于各种砂类土、粘性土，也适于碎、卵石层和岩层。人土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身变形小，并可方便地进行水下施工。我国已建成的钻孔灌注桩基础已深达百米。挖孔桩基础a.概念：用机具或人工在地基中挖出桩孔，然后在孔内设钢筋骨架、灌注混凝土成桩，称挖孔桩基础。b.特点挖孔桩可直接观察地层情况，孔底易清除干净，设备简单，噪音小，且桩径大、适应性强，比较经济。但由于挖孔时可能存在塌方、缺氧、有害气体、触电等危险，易造成安全事故，因此应严格执行有关安全操作的规定c适用条件:一般适于无水或渗水量小的地层，挖孔桩入土深度常受到限制，一般采用几米至十多米深，很少采用20米以上的深度。打入桩：a概念：将预制桩用锤击或其他方法沉入土中，待全部桩沉入地下之后，在桩顶修筑承台•b特点及适用:这种桩适于桩径较小(0.6m)，地基土为中密或稍松的砂类土、可塑的粘性土的情况。振动沉桩基础•a.概念：振动沉桩是将大功率的振动打桩机安装在桩顶(预制钢筋混凝土管桩或钢管桩)，利用振动力减少土对桩的阻力使桩沉入土中。•b.特点及适用:它适于较大桩径，地基土为砂类土、粘性土和碎石土的地层，尤其在受振动时抗剪强度有较大降低的土层中，其效果更为明显。二、桩基构造•（一）承台座板：•作用：承台座板系用以连接桩顶，以支承墩台，并将墩台身的外荷载传给桩群。1、承台座板底面标高：–应考虑桩基受力大小：当作用于桩基的水平力和弯矩较大或桩侧土较差时,标高降低；当作用于桩基的水平力和弯矩较小或桩侧土较好时,标高抬高；–在通航河流中：承台底面适当降低，避免船只排筏直接冲撞基桩使桩断裂；–承台底面在水中时，底面应位于最低冰层底面以下不小0.25m；–承台底面在土中时，底面应位于冻结线以下不小于0.25m（避免承台底面受到向上的冻胀力使基桩拉裂或拉断）。2、承台的形式、尺寸•a座板的平面形式和尺寸应根据墩台身的平面形式和尺寸以及桩的平面布置来确定。•承台的最小平面尺寸等于墩台身底截面尺寸加襟边宽度。•其最大平面尺寸，如为混凝土承台，则不得超出混凝土基础刚性角(45°)的要求，而当为钢筋混凝土承台时，则不受刚性角的制约，由力学检算确定。•承台的厚度一般约为1.5—3.0m，混凝土等级可采用C15-C25。•b.承台配筋：混凝土承台，应设置构造钢筋，即承台底部应布置一层钢筋网，当桩顶主筋伸入座板内时，此钢筋网在穿越桩顶处不得截断（图）。2、桩与承台的链接方式桩顶主筋伸入承台桩顶直接伸入承台竖直式：施工方便喇叭式：受力较好桩身伸入承台内l0-20cmH=45d(光面）或35d（螺纹）①桩径0.6m时，L≮2D桩②桩径0.6-1.2m时，L=1.2m③桩径1.2m时，L≮D桩•3、桩的布置方式•布置方式:行列式、梅花式。行列式，便于施工放线，如果由于承台面积不够，可以采用梅花式桩间最小间距:•1.打入或震动下沉的摩擦桩和柱桩–①承台板底面处桩的中心距≮1.5倍桩径–②打入桩桩尖中心距≮3倍桩径。–③震动沉桩桩尖中心距≮4倍桩径•2.钻(挖)孔灌注桩•摩擦桩中心距≮2.5倍成孔桩径(桩在成孔后的平均直径)•柱桩≮2倍成孔桩径•4.承台边缘至最外一排桩的净距:•a.当桩径d≤1m时，L≮0.5d，L≮25cm；•b.当桩径d＞1m时,L≮0.3d，且L≮50cm；•d为设计桩径或短边宽；