论桩基础在施工中的应用

按桩身材料分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩。

1. 混凝土材料桩

混凝土材料桩分为现场灌注混凝土桩和预制混凝土桩，是目前应用最广泛的桩。预制提凝土桩桩身材料强度高，其中预应力管桩桩身材料强度可达到C80 。预制混凝土桩可在现场制作，或在工厂直接生产。

灌注桩适用于任何地层，可灵活调整桩长、桩径.是目前主要使用的桩型。 2. 钢桩

钢桩可根据承载力要求.减小挤土效应而灵活调整截面。它具有抗冲击性能强、接桩方便、施工质量稳定等特点。但由于造价高，使用量很中，目前常用的有开口或敞口管桩、H 型钢桩或其他异型钢桩。 3. 组合桩

桩身是由两种或两种以上材料组成的桩，一般结合材料强度和地质条件，是为降低造价、发挥材料特性而组合成的桩。近年在天津、上海等地研发的搅拌劲芯(性)桩为典型的组合桩.即在水泥土搅拌桩中插入钢筋混凝土预制桩，应用在一些多层建筑物中取得很好的效果。

六、接成桩方法划分

根据成桩方法可分为打人桩、灌注桩和静压桩.

1 打人桩:通过锤击、振动等方式将预制桩沉入地层至设计要求标高形成的桩。 2.灌注桩:通过钻、冲、技或沉人套管至设计标高后，灌垃混凝土形成的桩。 3.静压桩:将预制桩采用元噪声的机械压人至设计标高形成的桩。 七、按成桩工艺对地基土的影晌划分

不同成桩方法对周围土层的扰动和排挤程度，将直接影响桩的承载力、成桩质量及周围环境。根据成桩对土层的影响可分为挤土桩、部分挤士桩和非挤土桩兰类。 1.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，士的工程性质有很大改变的桩.主要有沉管灌注桩、沉管穷(挤)扩灌注桩、打人(静压)预制桩、闭口顶应力混凝土管桩和闭口钢管桩。挤土成桩过程引起的挤土效应主要是地面隆起和士体侧移，导致对周围环境有较大影响:对灌注桩还可能造成断桩、缩径等质量事故对预制桩可能会造成桩'的侧移、倾斜、上抬、甚至断桩等质量事故.但在松散土和非饱和填土中则会起到加密、提高承载力的作用。

2.部分挤土桩:在成桩过程中.引起部分挤土效应，桩周围土体受到一定程度的扰动。这类桩主要有长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌甜芯(性)桩、预钻孔打人(静压)顶制桩、打人(静压)式敞口钢管、敞口预应力混凝土管桩和H 型钢桩。

3. 非挤士桩:采用钻孔、挖孔将与桩体积相同的士体排出，对周围土体基本没有扰动而形成的桩。包括干作业法钻(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。

此划分的目的是根据成桩工艺对地基土的影响，确定合理的布桩中心距及成桩顺序。

一般说，挤士桩的中心距应大于非挤土桩。另外，对于桩基础耐久性和工程通用软件有以下：

桩基础是结构工程的重要组成部分，和地上混凝土结构相比，混凝土桩所处的环境条件差，施工时?昆凝土质量不易保证，因此更容易出现耐久性问题。同时.混凝土桩出现耐久性问题一般不会被发现，只有当工程出现由于桩基耐久性引起的质量问题时，才会被发现。而桩基混凝土出现耐久性质量问题很难修复，其耐久性决定了整个建筑物的耐久性。因此，混凝土桩的耐久性对建筑物的安全具有决定性的作用。《建筑桩基技术规范)) UGJ 94-2008)首次将混凝土桩耐久性的相关研究成果纳入规范并作出了具体规定。由于桩基础工程的大量用、结构形式的日趋复杂、桩基分析方法的发展，使得桩基设计任务和工作量大大增加，采用传统的于工计算来进行设计已难以适应大量桩基设计任务的要求，因而在桩基设计工作中迫切需要桩基础设叶软件来帮助设汁人员尽快确定合理的桩基方案o 为了缩短桩基设计周期，方便设计人员对不同方案进行对比分析以优化设计，有效减少设计人员的工作量，更好的满足桩基设计的需要，相继出现了一些桩基础设汁通用软件。全国泡围内比较有代表性和应用较多的是依靠同济大学作技术支持的同济启明星PILE 系列软件和依靠中国建筑科学研究院作依托的JCCAD 软件(PKPM 系列软件的基础分析部分)。这些软件基本能满足当前各类规范与设计要求。

桩基设计原则

一、桩基设计总则

桩基设计的根本目的就是在上部建(构)筑物使用年限内满足其对承载力、变形相耐久性的要求。桩基设计原则是为达到上述目的所作的一些具体规定和设计指导思想，分为总则和细则。桩基设计总则包括以下几点: (])所有桩基础必须进行承载力计算.并满足承载力要求;

(2) 桩基础按变形控制原则进行设计.应考虑桩基变形对结构安全和建筑正常使用的影响，满足相应的要求:

(3) 桩基设计应综合考虑工程地质与水文条件、建筑物规模、体型与功能特征、上部结构形式、荷载特点及分布、桩基变形对结构的影响、周边环境条件、当地经验、经济、环保等因素进行设计。

桩基设计细则主要包括以下几点:

(1)桩基设计等级的划分; (2) 承载能力极限状态设计; (3) 正常使用极限状态设计; (4 )桩的选型原则; (5) 布桩原则:

(6) 特殊条件下桩基设计原则等。

二、桩基设计等级的划分

1.桩基设计等级划分目的

桩基设计前应先进行等级划分.目的是界定桩基设计的复杂程度、计算内容和应采取的相应技术措施。桩基设计等级是考虑建筑物规模、体型与功能特征、场地地质与环境的复杂程度.以及由于桩基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度进行划分的。

2. 桩基设计等级的划分及设汁控制要点

建筑桩基设计等级划分为甲、乙、丙三级，见表 甲级建筑桩基可分为主类:

第一类考虑建筑物的重要性、高度、层数、荷载大小，包括表中设计等级甲级 的(1) 、(2) 条。其中重要的工业与民用建筑指对国民经济和人民生命财产有重大影响的工程。将30 层以上或高度超过100m 的高层建筑和构筑物列为甲级.是考虑这类建筑物荷载大、重，心高、风载租地震作用水平剪力大等特点。设计时应考虑基桩承载变幅大、布桩具有较大灵活性的桩型，基础埋置深度足够大.严格控制桩基的变形和稳定。

建筑桩基设计等级 设计等级 建筑类型 甲级 （1）重要的建筑 （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 （4）20层以上框架－核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑 （5）场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑 （6）对相邻既有工程影响较大的建筑 除甲级、丙级以外的建筑 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的一般建筑 乙级 丙级

第二类是考虑体型复杂对桩基础变形有特殊要求的建筑物，包括表中设计等级甲

级的(3) 、(4) 条。这类建筑物由于荷载与刚度分布极为不均.抵抗和适应差异变形的性能较差.或使用功能上对变形有特殊要求(如冷藏库、精密生产工艺的多层厂房、液面控制严格的贮液罐体、精密机床和透平设备基础等)的建(构)筑物桩基.须严格控制差异变形乃至沉降量。桩基设计中，首先句概念设计要遵循变刚度调平设汁原则:其二.在概念设计的基础上要进行上部结-承台一桩土的共同作用分析，叶算沉降等值线、承台内力和配筋。

第三类是考虑场地地质情况和对相邻建筑影响，包括表中设计等级甲级的(5 ）（6) 条。场地和地基条件复杂的一般建筑物，指场地处于岸边高坡、地基为半填半挖、基底置于岩石租土质地层、岩熔极为发育且岩面起伏很大、桩身起围有厚层自重温陷性黄土或可液化土等情况。这种情况下首先应把握好桩基的概念设汁，控制差异变形和整体稳定、考虑负摩阻力等至关重要。对相邻既有工程影响较大的建筑物，指在相邻既有工程的场地上建造新建筑物，包括基础跨越地铁、基础埋深大于紧邻的重要或高层建筑物等，此时如何确定桩基传递荷载和施工不致影响既有建筑物的安全成为设计施工应考虑的关键因素。

丙级建筑桩基的要素同时包含两方面，一是场地和地基条件简单，二是荷载分布较均匀、体型简单的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑。丙级桩基设计较简单‘计算内容可视具体情况简略。

乙级建筑桩基，为甲级、内级以外的建筑桩基，设计较甲级简单，计算内睿应根据场地与地基条件、建筑物类型酌定。

桩基础应按下列两类极限状态设计：

1 承载能力极限状态：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；

2 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达到耐久性要求的某项限值。

桩基设计应具备以下资料：

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。