常见桩基础的分类与选用.docx
常见睢础的分类与选用桩基础是最常用的一种深基础,当地基浅层土质不良，采用浅基础无法满足结 构物地基强度、变形及稳定性方面的要求，且又不适宜采取地基处理措施时彳主往 需要考虑桩基础。本文介绍了目前常见的桩基础分类，并对各类桩基础的适用范 围进行了介绍。桩基础 桩的分类 桩的适应范围桩基础在工程中有多方面的应用，就房屋建筑工程而言,桩基础适用于上部土 层软弱而下部土层坚实的场地。具体地说，下列情况往往适宜采用桩基础：(1)高重建筑物下，天然地基承载力与变形不能满足要求时；(2)地基软弱,且采用地基加固措施技术上不可行或经济上不合理时；(3)地基软硬不均或荷载分布不均,天然地基不能满足结构物对差异沉降限制 的要求时；(4)地基土性不稳定，如液化土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等,要求采 用桩基将荷载传至深部土性稳定的土层时；(5)建筑物受到相邻建筑物或地面堆载影响，采用浅基础将会产生过量沉降或 倾斜时。桩基已成为软弱地基上高、重建筑物、桥梁、码头、海洋平台等结构的最常 用的基础形式。1桩基础的分类桩可按承载性状、使用功能、桩身材料、成桩方法和工艺、桩径大小等进行 分类。1.1 按承载性状分类1.1.1 摩擦型桩(1)摩擦桩:竖向荷载下，基桩的承载力以桩侧摩阻力为主，外部荷载主要通过 桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层,桩尖部分承受的荷载很小。 主要用于岩层埋置很深的地基。这类桩基的沉降较大，稳定时间也较长。(2)端承摩擦桩:在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩侧摩擦阻力承受。即 在外荷载作用下，桩的端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥作用,但桩侧摩擦阻力大于 桩尖阻力。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬粘土的桩。1.1.2 端承型桩(1)端承桩:在极限荷载作用状态下，桩顶荷载由桩端阻力承受的桩。如通过软 弱土层桩尖嵌入基岩的桩，外部荷载通过桩身直接传给基岩，桩的承载力由桩的端 部提供，不考虑桩侧摩擦阻力的作用。(2)摩擦端承桩:在极限承载力状态下，桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。如 通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩,由于桩的细长比很大，在外部荷载作用下，桩身 被压缩，使桩侧摩擦阻力得到部分地发挥。1.2 按桩的使用功能分类(1)竖向抗压桩:竖向抗压桩主要承受竖向荷载,是主要的受荷形式。根据荷载 传递特征，可分为摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩及端承桩四类。(2)竖向抗拔桩:主要承受竖向抗拔荷载的桩，应进行桩身强度和抗裂性能以及 抗拔承载力验算。(3)水平受荷桩:港口工程的板桩、基坑的支护桩等，都是主要承受水平荷载的 桩。桩身的稳定依靠桩侧土的抗力，往往还设置水平支撑或拉锚以承受部分水平 力。(4)复合受荷桩:承受竖向、水平荷载均较大的桩，应按竖向抗压桩及水平受荷 桩的要求进行验算。1.3 按桩身材料分类根据桩身材料可分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩等。1.3.1 混凝土桩混凝土桩是目前应用最广泛的桩,具有制作方便，桩身强度高，耐腐蚀性能好， 价格较低等优点。它可分为预制混凝土方桩、预应力混凝土空心管桩和灌注混凝 土桩等。(1)预制混凝土方桩多为钢筋混凝土桩，断面尺寸一般为200mmx200mm 500mmx500mm，单节长十余米，可根据需要将单节桩连接成所需桩长。(2)预应力混凝土空心管桩为工厂化预制生产，高压蒸汽养护，断面外径尺寸一 般为350600mm，壁厚80100mm,单节长十余米，可根据需要将单节桩连接成 所需桩长。(3)灌注混凝土桩是用桩机设备(泥浆护壁钻进、冲孔、旋挖)在施工现场就地 成孔，在孔内放置钢筋笼，浇筑混凝土，桩深度和直径可根据受力的需要，由设计确 定。1.3.2 钢桩由钢管桩和型钢桩组成。钢桩桩身材料强度高，桩身表面积大而截面积小，在 沉桩时贯透能力强而挤土影响小,在饱和软粘土地区可减少对邻近建筑物的影响。 型钢桩常见有工字形钢桩和H形钢桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制 成。由于钢桩价格昂贵,耐腐蚀性能差，应用受到一定的限制。1.3.3 组合材料桩组合材料桩是指一根桩由两种以上材料组成的桩。如钢管混凝土桩或上部为 钢管下部为混凝土的桩。1.4 按成桩方法分类一般分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩3类。(1)非挤土桩(也称非排土桩)。是指成桩过程中桩周土体基本不受挤压的桩。 在成桩过程中，将与桩体积相同的土挖出，因而桩周围的士很少受到扰动。这类桩 主要有干作业法、泥浆护壁法和套管护壁法钻挖孔灌注桩，或钻孔桩、井筒管桩 和预钻孔埋桩等。部分挤土桩(也称少量排土桩)。这类桩在设置过程中，由于挤土作用轻微， 故桩周土的工程性质变化不大。这类桩主要有打入的截面厚度不大的工字型和 H型钢桩、开口钢管桩和螺旋钻成孔桩等。(3)挤土桩(也称排土桩)o在成桩过程中，桩周围的土被挤密或挤开，使桩周围 的士受到严重扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质发生很大变化。挤土桩 主要有打入或压入的混凝土方桩、预应力管桩、钢管桩和木桩，另外沉管式灌注 桩也属于挤土桩等。1.5 按桩径大小分类(1)小桩:d4250mm;(2)中等直径桩:250mm<d<800mm;< p="">大直径桩:dN800mm。1.6 按承台底面的相对位置分类(1)高承台桩基油于结构设计上的需要，群桩承台底面有时设在地面或局部冲 刷线之上,这种桩基称为高承台桩基。这种桩基在桥梁、港口等工程中常用；(2)低承台桩基:凡是承台底面埋置于地面或局部冲刷线以下的桩基称为低承 台桩基。房屋建筑工程的桩基多属于这一类。此外,工程桩的类型还有夯扩桩、碎石桩、CFG桩、沉管灌注桩等。2桩基础类型的选择基础桩具承载力高，沉降量小且均匀沉降速率缓慢等特点。桩基础由桩及承台组成，且承台均为钢筋混凝土低桩成台，桩分为混凝土现场 灌注桩和混凝土预制桩。灌注桩包括沉管桩、钻(冲)孔桩、人工挖孔桩、钢管护 壁机械成孔桩，内击式沉管灌注桩;预制桩包括方桩、预应力方桩及预应力管桩等。桩分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩指桩顶竖向荷载由桩侧摩阻力，或由桩 侧摩阻力与桩端阻力共同承担;端承桩指桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承担。桩 型选择应根据工程地质情况、结构类型及荷载大小、施工环境及施工机械等综合 确定。桩基础类型的选择应根据工程性质、地质情况、施工条件、施工对环境的影 响以及综合经济效益诸因素进行比较择优采用。(1)当浅部地层较软弱时，地基承载力或变形不能满足承载力设计要求时，虽可 采用浅基础，但不经济时可采用桩基础。(2)应选择较硬土层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性 土、粉土、砂土、全风化、强风化软质岩等，不宜小于2d,对于卵石、碎石土、强 风化硬质岩等，不宜小于1d。桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面嵌入岩层 的深度不宜小于0.5m。嵌入灰岩或其他微风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少， 但不宜少于0.2m。(3)桩周围存在可液化土层时,基桩应予穿过，进入稳定土层的深度应由计算确(4)岩溶地区的桩基不宜采用直接支承于基岩面上的预制桩。岩溶地区目前采 用CM桩三维高强复合地基处理岩溶地基基础。C桩可采用钻孔灌注桩、沉管桩、 长螺旋压灌桩、预应力管桩;M桩可采用深层搅拌桩(干法和湿法)、高压旋喷、低 标号现浇桩。(5)当地层不存在淤泥、砂层,地下水贫乏、补给源不丰富时，也可采用人工挖 孔桩和扩大头人工挖孔桩,但孔深不超过25 mo(6)当地层存在淤泥、砂层时，可采用深层搅拌桩、预应力管桩。预应力管桩 可承受垂直荷载、水平荷载、抗拔力以及机器震动动力作用，由单根、双根或多 根桩组成，桩顶设承台，把各桩连成整体，将上部结构的荷载传递给桩。(7)管桩适用于非抗震和抗震防烈度68度的地区。管桩基础宜选择强风化 岩或全风化岩、坚硬黏性土、密实砂土等岩土层作为桩端持力层。综上，目前高层建筑桩基础进入稳定中、微风化岩的嵌岩桩包含:钢筋混凝土 桩、钢管;作为摩擦桩或软土复合地基加固的桩包含:预应力管桩、砂(碎)石桩、 木桩、灰土桩等。典型桩基础类型及应用条件见表1O表1桩基础类型及应用条件3结语桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀等优点，能以不同的桩型和 施工方法适应不同的地质条件和上部结构特征。随着科学技术的发展，桩的种类 和型式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法都会有很大的改进。本文所做 的分类包含了目前常用的桩基结构及选择要点，以期能为桩基础施工提供借鉴。
