1、第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計1 1、樁基設計原則、樁基設計原則2 2、樁及樁基礎的分類、樁及樁基礎的分類3 3、單樁豎向荷載的傳遞、單樁豎向荷載的傳遞4 4、單樁豎向承載力的確定、單樁豎向承載力的確定5 5、單樁抗拔承載力及單樁水平承載力、單樁抗拔承載力及單樁水平承載力6 6、樁基礎設計、樁基礎設計本章內容簡介本章內容簡介第第 8 8 章章 樁基礎設計樁基礎設計1 1、樁基設計原則、樁基設計原則識記：建筑樁基安全等級的概念。識記：建筑樁基安全等級的概念。領會：樁基需進行的計算和驗算。領會：樁基需進行的計算和驗算。2 2、樁的分類、樁的分類2 2、領會領會：端承型樁與摩擦型樁

2、的概念。：端承型樁與摩擦型樁的概念。1 1、識記：樁的各種分類方法。、識記：樁的各種分類方法。3 3、領會：常用的預制樁與灌注樁的類型及特點。、領會：常用的預制樁與灌注樁的類型及特點。2 2、領會：單樁豎向荷載的傳遞規律。、領會：單樁豎向荷載的傳遞規律。3 3、單樁豎向荷載的傳遞、單樁豎向荷載的傳遞1 1、識記：樁側負摩阻力的概念。產生條件、識記：樁側負摩阻力的概念。產生條件、 分布與確定方法分布與確定方法 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計應用：單樁豎向承載力特征值的確定應用：單樁豎向承載力特征值的確定4 4、單樁豎向承載力的確定、單樁豎向承載力的確定識記：按靜載荷試驗確定單樁

3、豎向極限承載力標準值識記：按靜載荷試驗確定單樁豎向極限承載力標準值 的方法。的方法。識記：按土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系識記：按土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系 確定單樁豎向極限承載力標準值的方法。確定單樁豎向極限承載力標準值的方法。識記：按土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系識記：按土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系 確定大直徑樁（確定大直徑樁（d800mmd800mm）單樁豎向極限承載力單樁豎向極限承載力 標準值的方法。標準值的方法。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計5 5、單樁抗拔承載力及單樁水平承載力、單樁抗拔承載力及單樁水平承載力識記：單樁抗拔極限

4、承載力取值及計算方法。識記：單樁抗拔極限承載力取值及計算方法。領會：影響單樁水平承載力的主要因素。領會：影響單樁水平承載力的主要因素。 6 6、樁基礎設計、樁基礎設計 識記：樁基礎的設計步驟。識記：樁基礎的設計步驟。領會：計算樁的數量，樁的最小中心距要求，領會：計算樁的數量，樁的最小中心距要求， 進行樁基礎平面布置。進行樁基礎平面布置。 應用：樁基礎驗算，樁承臺構造要求及設計計算應用：樁基礎驗算，樁承臺構造要求及設計計算 方法，樁身設計。方法，樁身設計。 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計學習目的和要求學習目的和要求 通過本章的學習，了解樁的分類與選型、單樁豎向載荷通過本章的學習

5、，了解樁的分類與選型、單樁豎向載荷傳遞的特點，掌握豎向荷載作用下單樁承載力的確定方法，傳遞的特點，掌握豎向荷載作用下單樁承載力的確定方法，了解樁的負摩阻力概念；熟悉樁基礎設計與計算的各項內容了解樁的負摩阻力概念；熟悉樁基礎設計與計算的各項內容和方法，初步了解樁基礎設計與施工技術。和方法，初步了解樁基礎設計與施工技術。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 概概 述述8.1設置于土中的豎直或傾斜的柱型構件，設置于土中的豎直或傾斜的柱型構件，在豎向荷載作用下，通過樁土之間的在豎向荷載作用下，通過樁土之間的摩擦力（樁側摩阻力）和樁端土的承摩擦力（樁側摩阻力）和樁端土的承載力（樁端阻力）來承

6、受和傳遞上部載力（樁端阻力）來承受和傳遞上部結構的荷載。結構的荷載。樁的定義樁的定義 樁基礎樁基礎由設置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺由設置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺共同組成的基礎或由柱與樁直接連接的單樁共同組成的基礎或由柱與樁直接連接的單樁基礎。基礎。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計軟 土 層第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計8.1.1樁基礎的適用性樁基礎的適用性 1.承載力高承載力高 http:/ 2.沉降量小沉降量小 3.能承受一定的水平荷載和上撥力，穩定性好能承受一定的水平荷載和上撥力，穩定性好 4.可以提高地基基礎的剛度、改變其自振頻率可以提高地基基

7、礎的剛度、改變其自振頻率 5.可提高建筑物的抗震能力可提高建筑物的抗震能力 6.便于實現基礎工程機械化和工業化便于實現基礎工程機械化和工業化 一、樁基礎的優點一、樁基礎的優點 樁基礎的突出優點：樁基礎的突出優點： 承載力高、變形量小、抗液化、抗拉拔能力強。承載力高、變形量小、抗液化、抗拉拔能力強。 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計二、樁基礎的適用范圍二、樁基礎的適用范圍(1)(1)水上建筑物；水上建筑物；(2)(2)深持力層深持力層, ,高地下水位；高地下水位；(3)(3)高層建筑或其它重要的建筑高層建筑或其它重要的建筑物物抗震地基；抗震地基；(4)(4)對沉降非常敏感的建筑對

8、沉降非常敏感的建筑, ,如如精密儀器。精密儀器。（5 5）地震區，以樁基作為結構）地震區，以樁基作為結構 抗震措施時。抗震措施時。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計.2樁基設計原則樁基設計原則1.樁基必須是樁基必須是安全適用安全適用的。的。 2.樁基設計必須是樁基設計必須是合理合理的。的。 3.樁基設計必須是樁基設計必須是經濟經濟的。的。 1.1.承載能力極限狀態承載能力極限狀態 ：對應于樁基達到最大承載力導致整體：對應于樁基達到最大承載力導致整體 失穩或發生不適于繼續承載的變形。失穩或發生不適于繼續承載的變形。2.2.正常使用極限狀態：對應于樁基達到建筑物正常使

9、用所規定正常使用極限狀態：對應于樁基達到建筑物正常使用所規定 的變形限值或達到耐久性要求的某項的變形限值或達到耐久性要求的某項 限值。限值。一、樁基設計的基本要求一、樁基設計的基本要求（一）樁基的極限狀態（一）樁基的極限狀態二、樁基設計原則二、樁基設計原則第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計設計設計等級等級建筑類型建筑類型甲級甲級（1 1）重要建筑物；）重要建筑物；（2 2）3030層以上或高度超過層以上或高度超過100m100m的高層建筑；的高層建筑；（3 3）體型復雜）體型復雜, ,層數相差超過層數相差超過1010層的高低層層的高低層( (含純地下室含純地下室) )連體建筑；連

10、體建筑；（4 4）2020層以上框架核心筒結構及其他對差異沉降有特殊要求的建筑；層以上框架核心筒結構及其他對差異沉降有特殊要求的建筑；（5 5）場地和地基條件復雜的七層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑；）場地和地基條件復雜的七層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑；（6 6）對相鄰既有工程影響較大的建筑）對相鄰既有工程影響較大的建筑乙級乙級甲級、丙級以外的建筑；甲級、丙級以外的建筑；丙級丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以的一般建筑場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以的一般建筑 。（二）建筑樁基設計等級劃分（二）建筑樁基設計等級劃分第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計

11、計（三）樁基計算規定（三）樁基計算規定應根據樁基的使用功能和受理特征分別進行樁基的應根據樁基的使用功能和受理特征分別進行樁基的 豎向承載力豎向承載力和和水平承載力水平承載力計算；計算；3 3、軟弱下臥層軟弱下臥層驗算；驗算；第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計2 2、設計等級為乙級的體型復雜、荷載分布顯著不均勻、設計等級為乙級的體型復雜、荷載分布顯著不均勻 或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基；或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基；第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計對于標準組合，荷載效應組合的設計值對于標準組合，荷載效應組合的設計值 S S 應按下式采用：應按下式采用

12、：第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計對于準永久組合，荷載效應組合的設計值對于準永久組合，荷載效應組合的設計值 S S 應按下式采用：應按下式采用：第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計樁和樁基的分類樁和樁基的分類8.2不同的分類標準不同的分類標準樁樁基基的的分分類類單樁基礎單樁基礎采用一根樁（通常為大直徑樁）采用一根樁（通常為大直徑樁） 以承受和傳遞上部結構荷載的基礎。以承受和傳遞上部結構荷載的基礎。 群樁基礎群樁基礎由兩根及以上的基樁組成的樁基礎由兩根及以上的基樁組成的樁基礎 。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計1、按承臺與地面的相對位置分類、按承臺與地

13、面的相對位置分類高承臺樁高承臺樁承臺在地面以上承臺在地面以上, ,橋樁橋樁, ,碼頭碼頭, ,棧橋。棧橋。低承臺樁：低承臺樁：承臺在地面以下承臺在地面以下, ,承臺本身承擔承臺本身承擔部分荷載部分荷載第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計2 2、按承載性狀分類、按承載性狀分類端承型樁端承型樁摩擦型樁摩擦型樁第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計3 3、按樁的施工方法分類、按樁的施工方法分類（1 1）預制樁）預制樁 在施工前預先制作成型，再用各種機械設備把它沉入地基至設計標在施工前預先制作成型，再用各種機械設備把它沉入地基至設計標高的樁，稱為預制樁。高的樁，稱為預制樁。 預制

14、樁可以是木樁、鋼樁或鋼筋混凝土樁等。預制樁可以是木樁、鋼樁或鋼筋混凝土樁等。（）灌注樁（）灌注樁 灌注樁為在建筑工地現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段灌注樁為在建筑工地現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。 依照成孔方法不同，灌注樁可分為鉆（沖）孔灌注樁、沉管灌注樁和依照成孔方法不同，灌注樁可分為鉆（沖）孔灌注樁、沉管灌注樁和挖孔灌注樁等幾大類。挖孔灌注樁等幾大類。沉樁方法有氣錘打入、振動沉樁、靜壓樁等。沉樁方法有氣錘打入、振動沉樁、靜壓樁等。第第 8 8 章

15、章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計振動沉樁振動沉樁預制樁預制樁1 113m13m第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計優點：施工過程中無擠土、優點：施工過程中無擠土、 無振動、噪音小，無振動、噪音小， 且樁徑不受限制。且樁徑不受限制。缺點：泥漿沉淀不易清除，缺點：泥漿沉淀不易清除， 影響端部承載力的影響端部承載力的 充分發揮，并造成充分發揮，并造成 較大沉降。較大沉降。 鉆（沖）孔灌注樁：鉆（沖）孔灌注樁：第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計優點：優點：在鋼管內無水環境中沉放鋼筋和澆灌混凝土，從而為樁身混凝土的在鋼管內無水環境中沉放鋼筋和澆灌混凝土，從而為樁身混凝土的 質量

16、供了保障。質量供了保障。缺點：缺點：a.a.拔除套管時，如果提管速度過快會造成縮頸、夾泥，甚至斷樁。拔除套管時，如果提管速度過快會造成縮頸、夾泥，甚至斷樁。 b.b.沉管過程的擠土效應除產生與預制樁類似的影響外，還可能使混沉管過程的擠土效應除產生與預制樁類似的影響外，還可能使混 凝土尚未結硬的鄰樁被剪斷。凝土尚未結硬的鄰樁被剪斷。 對策：對策：a.a.控制提管速度；控制提管速度； b.b.采取采取“跳打跳打”順序施工。順序施工。 沉管灌注樁沉管灌注樁 ：第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計挖孔樁主要適用于粘性土和地下水位挖孔樁主要適用于粘性土和地下水位較低的條件，最忌在含水砂層中施

17、較低的條件，最忌在含水砂層中施工，因易引起流砂坍孔，十分危險。工，因易引起流砂坍孔，十分危險。 人工挖孔灌注樁人工挖孔灌注樁第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計4 4、按成樁方法和成樁過程的擠土效應分類、按成樁方法和成樁過程的擠土效應分類（1 1）非擠土樁：）非擠土樁： 成樁過程對樁周圍的土無擠壓作用的樁稱為非擠土樁。成樁過程對樁周圍的土無擠壓作用的樁稱為非擠土樁。 主要有：鉆（沖）孔樁，挖孔樁。主要有：鉆（沖）孔樁，挖孔樁。（2 2）部分擠土樁（少量擠土樁）：）部分擠土樁（少量擠土樁）： 成樁過程對周圍土產生部分擠壓作用的樁稱為部分擠土樁。成樁過程對周圍土產生部分擠壓作用的樁稱為

18、部分擠土樁。 主要有：工型或主要有：工型或 H H 型鋼樁，鋼板樁，開口鋼管樁，開口鋼筋混凝土管樁。型鋼樁，鋼板樁，開口鋼管樁，開口鋼筋混凝土管樁。（3 3）擠土樁：成樁過程中，樁孔中的土未取出，全部擠壓到樁的四周，）擠土樁：成樁過程中，樁孔中的土未取出，全部擠壓到樁的四周， 這類樁稱為擠土樁。這類樁稱為擠土樁。主要有：木樁、鋼筋混凝土樁，閉口的鋼管樁或鋼筋混凝土管樁，主要有：木樁、鋼筋混凝土樁，閉口的鋼管樁或鋼筋混凝土管樁， 沉管灌注樁。沉管灌注樁。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁以及復合受荷樁。豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁以及復合受

19、荷樁。5、按樁的使用功能分類、按樁的使用功能分類 木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁以及組合材料樁。木樁、混凝土樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁以及組合材料樁。6 6、按樁身材料分類、按樁身材料分類7 7、按樁徑大小分類、按樁徑大小分類小直徑樁（小直徑樁（d250mmd250mm）、中等直徑樁（）、中等直徑樁（250d800250d800）和）和大直徑樁（大直徑樁（d800mmd800mm）等。）等。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計豎向荷載下單樁的工作性能豎向荷載下單樁的工作性能 4.3.1 樁的荷載傳遞樁的荷載傳遞 一、

20、單樁承載力的構成一、單樁承載力的構成樁側阻力樁側阻力樁端阻力樁端阻力 但兩者并不是步發揮的但兩者并不是步發揮的第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發生相對于土的向下部首先受到壓縮而發生相對于土的向下位移，于是樁周土在樁側界面上產生向位移，于是樁周土在樁側界面上產生向上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力并通過它向程就是不斷克服這種摩阻力并通過它向土中擴散的過程土中擴散的過程 。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 對對1010根樁長為根樁長

21、為272746m46m的大直徑灌注樁的荷載傳遞性能的的大直徑灌注樁的荷載傳遞性能的足尺試驗結果。試驗表明，樁側發揮極限摩阻力所需要的位足尺試驗結果。試驗表明，樁側發揮極限摩阻力所需要的位移很小，粘性土為移很小，粘性土為1 13mm3mm，無粘性土為，無粘性土為5 57mm7mm；除兩根支承；除兩根支承于巖石的樁外，其余各樁（樁端持力層為卵石、礫石、粗砂于巖石的樁外，其余各樁（樁端持力層為卵石、礫石、粗砂或殘積粉質粘土）在設計工作荷載下，端承力都小于樁頂荷或殘積粉質粘土）在設計工作荷載下，端承力都小于樁頂荷載的載的1010。 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 基礎的功能在于把荷載

22、傳遞給地基土。作為樁基主要傳力基礎的功能在于把荷載傳遞給地基土。作為樁基主要傳力構件的樁是一種細長的桿件，它與土的界面主要為側表面，構件的樁是一種細長的桿件，它與土的界面主要為側表面，底面只占樁與土的接觸總面積的很小部分（底面只占樁與土的接觸總面積的很小部分（ 一般低于一般低于1%1%），），這就意味著樁側界面是樁向土傳遞荷載的重要的，甚至是主要這就意味著樁側界面是樁向土傳遞荷載的重要的，甚至是主要的途徑。的途徑。 豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發生豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發生相對于土的向下位移，于是樁周土在樁側界面上產生向上的相對于土的向下位移，于是樁周

23、土在樁側界面上產生向上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力并通過它向土中擴散的過程并通過它向土中擴散的過程 。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計設樁身軸力為設樁身軸力為Q Q，樁身軸力是樁頂荷載樁身軸力是樁頂荷載N N與深度與深度Z Z的函數的函數(,)Qf N Z樁身軸力沿深度樁身軸力沿深度分布的實測資料分布的實測資料第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計樁身軸力樁身軸力Q Q 沿著深度而逐漸減小；在樁端處沿著深度而逐漸減小；在樁端處Q Q 則與樁底則與樁底土反力土反力Q Qp p相平衡，同時樁

24、端持力層土在樁底土反力相平衡，同時樁端持力層土在樁底土反力Q Qp p作用下作用下產生壓縮，使樁身下沉，樁與樁間土的相對位移又使摩阻力產生壓縮，使樁身下沉，樁與樁間土的相對位移又使摩阻力進一步發揮。隨著樁頂荷載進一步發揮。隨著樁頂荷載N N 的逐級增加，對于每級荷載，的逐級增加，對于每級荷載，上述過程周而復始地進行，直至變形穩定為止，于是荷載上述過程周而復始地進行，直至變形穩定為止，于是荷載傳遞過程結束。傳遞過程結束。由于樁身壓縮量的累積，上部樁身的位移總是大于下部，由于樁身壓縮量的累積，上部樁身的位移總是大于下部，因此上部的摩阻力總是先于下部發揮出來；樁側摩阻力達到因此上部的摩阻力總是先于下

25、部發揮出來；樁側摩阻力達到極限之后就保持不變；隨著荷載的增加，下部樁側摩阻力被極限之后就保持不變；隨著荷載的增加，下部樁側摩阻力被逐漸調動出來，直至整個樁身的摩阻力全部達到極限，繼續逐漸調動出來，直至整個樁身的摩阻力全部達到極限，繼續增加的荷載就完全由樁端持力層土承受；當樁底荷載達到樁端增加的荷載就完全由樁端持力層土承受；當樁底荷載達到樁端持力層土的極限承載力時，樁便發生急劇的、不停滯的下沉持力層土的極限承載力時，樁便發生急劇的、不停滯的下沉而破壞。而破壞。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計樁的長徑比樁的長徑比L/dL/d是影響荷載傳遞的主要因素之一，隨著是影響荷載傳遞的主要因素

26、之一，隨著長徑比長徑比L/d L/d 增大，樁端土的性質對承載力的影響減小，增大，樁端土的性質對承載力的影響減小，當長徑比當長徑比L/dL/d接近接近100100時，樁端土性質的影響幾乎等于零。時，樁端土性質的影響幾乎等于零。 發現這一現象的重要意義在于糾正了發現這一現象的重要意義在于糾正了“樁越長，承載力樁越長，承載力越高越高”的片面認識。希望通過加大樁長，將樁端支承在的片面認識。希望通過加大樁長，將樁端支承在很深的硬土層上以獲得高的端阻力的方法是很不經濟的，很深的硬土層上以獲得高的端阻力的方法是很不經濟的，增加了工程造價但并不能提高很多的承載力。增加了工程造價但并不能提高很多的承載力。 第

27、第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計樁側摩阻力和樁端阻力的分布規律及影響因素樁側摩阻力和樁端阻力的分布規律及影響因素1.1.樁的側阻隨深度呈線性增大樁的側阻隨深度呈線性增大。 2.2.樁側極限摩阻力與所在的深度、土的類別和性質、成樁側極限摩阻力與所在的深度、土的類別和性質、成樁方法等多種因素有關樁方法等多種因素有關。 3.3.隨著樁頂荷載的逐級增加，樁截面的軸力、位移和樁隨著樁頂荷載的逐級增加，樁截面的軸力、位移和樁側摩阻力不斷變化。側摩阻力不斷變化。 4.4.樁端阻力樁端阻力的發揮不僅滯后于樁側阻力，而且其的發揮不僅滯后于樁側阻力，而

28、且其充分發充分發揮所需的樁底位移值比樁側摩阻力到達極限所需的樁身揮所需的樁底位移值比樁側摩阻力到達極限所需的樁身截面位移值大得多截面位移值大得多。 5.5.樁長樁長對荷載的傳遞也有著重要的影響。對荷載的傳遞也有著重要的影響。 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計4.3.2單樁的破壞模式單樁的破壞模式 一、單樁的破壞模式影響因素一、單樁的破壞模式影響因素樁周土的抗剪強度樁周土的抗剪強度樁端支承情況樁端支承情況樁的尺寸樁的尺寸樁的類型樁的類型 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計二、常見的單樁破壞模式二、常見的單樁破壞模式 軸向荷載下基樁的破壞模式軸向荷載下基樁的破壞模式屈

29、曲破壞屈曲破壞整體剪切破壞整體剪切破壞刺入破壞刺入破壞第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計（一）屈曲破壞（一）屈曲破壞當樁底支承在堅硬的土層或巖當樁底支承在堅硬的土層或巖層上，樁周土層極為軟弱，樁身層上，樁周土層極為軟弱，樁身無約束或側向抵抗力。樁在軸向無約束或側向抵抗力。樁在軸向荷載作用下，如同一細長壓桿出荷載作用下，如同一細長壓桿出現縱向撓曲破壞，現縱向撓曲破壞，荷載沉降荷載沉降(Q-S)(Q-S)關系曲線為關系曲線為“急劇破壞急劇破壞”的陡降型，其沉降量很小，具有的陡降型，其沉降量很小，具有明確的破壞荷載明確的破壞荷載。樁的承載力取樁的承載力取決于樁身的材料強度決于樁身的材料

30、強度。如。如穿越深穿越深厚淤泥質土層中的小直徑端承樁厚淤泥質土層中的小直徑端承樁或嵌巖樁，細長的木樁或嵌巖樁，細長的木樁等多屬于等多屬于此種破壞。此種破壞。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計當具有足夠強度的樁穿過抗剪強度當具有足夠強度的樁穿過抗剪強度較低的土層，達到強度較高的土層，較低的土層，達到強度較高的土層，且樁的長度不大時，樁在軸向荷載作且樁的長度不大時，樁在軸向荷載作用下，由于樁底上部土層不能阻止滑用下，由于樁底上部土層不能阻止滑動土楔的形成，樁底土體形成滑動面動土楔的形成，樁底土體形成滑動面而出現整體剪切破壞。此時樁的沉降而出現整體剪切破壞。此時樁的沉降量較小，樁側摩阻

31、力難以充分發揮，量較小，樁側摩阻力難以充分發揮，主要荷載由樁端阻力承受，主要荷載由樁端阻力承受，荷載沉荷載沉降降(Q-S)(Q-S)關系曲線也為陡降型關系曲線也為陡降型，呈現，呈現明確的破壞荷載。樁的承載力主要取明確的破壞荷載。樁的承載力主要取決于樁端土的支承力。決于樁端土的支承力。一般打入式短一般打入式短樁、鉆擴短樁樁、鉆擴短樁等均屬于此種破壞。等均屬于此種破壞。（二）整體剪切破壞（二）整體剪切破壞第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計（三）刺入破壞（三）刺入破壞當樁的入土深度較大或樁周土層抗當樁的入土深度較大或樁周土層抗剪強度較均勻時，樁在軸向荷載作用剪強度較均勻時，樁在軸向荷載

32、作用下將出現刺入破壞。此時樁頂荷載主下將出現刺入破壞。此時樁頂荷載主要由樁側摩阻力承受，樁端阻力極微，要由樁側摩阻力承受，樁端阻力極微，樁的沉降量較大。一般當樁周土質較樁的沉降量較大。一般當樁周土質較軟弱時，軟弱時， 荷載沉降荷載沉降(Q-S)(Q-S)關系曲線關系曲線為為“漸進破壞漸進破壞”的緩變型的緩變型，無明顯拐，無明顯拐點，極限荷載難以判斷，樁的承載力點，極限荷載難以判斷，樁的承載力主要由上部結構所能承受的極限沉降主要由上部結構所能承受的極限沉降s su u確定；當樁周土的抗剪強度較高時，確定；當樁周土的抗剪強度較高時，荷載沉降荷載沉降(Q-S)(Q-S)關系曲線可能為陡關系曲線可能為

33、陡降型，有明顯拐點，樁的承載力主要降型，有明顯拐點，樁的承載力主要取決于樁周土的強度。取決于樁周土的強度。一般情況下的一般情況下的鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁多屬于此種情況。多屬于此種情況。 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計4.3.3 樁的負摩阻力樁的負摩阻力樁土之間相對位移的方向決定了樁側摩阻力的方向，當樁周土層相對于樁土之間相對位移的方向決定了樁側摩阻力的方向，當樁周土層相對于樁側向下位移時，樁側摩阻力方向向下，稱為樁側向下位移時，樁側摩阻力方向向下，稱為負摩阻力負摩阻力。正摩阻正摩阻負摩阻負摩阻引起樁側負摩阻力的條引起樁側負摩阻力的條件是：件是：樁側土體下沉必須大于樁側土體下沉必

34、須大于樁的下沉樁的下沉。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計1、負摩阻力發生的條件、負摩阻力發生的條件 樁穿過欠壓密的軟粘土或新填土，而支承于堅硬土樁穿過欠壓密的軟粘土或新填土，而支承于堅硬土 層（硬粘性土、中密以上砂土、層（硬粘性土、中密以上砂土、 卵石層或巖層）時；卵石層或巖層）時；2) 2) 在樁周地面有大面積堆載或超填土時；在樁周地面有大面積堆載或超填土時；3) 3) 由于抽取地下水或樁周地下水位下降，使樁周土下沉時：由于抽取地下水或樁周地下水位下降，使樁周土下沉時：4) 4) 擠土樁群施工結束后，孔隙水消散，隆起的或擾動的土擠土樁群施工結束后，孔隙水消散，隆起的或擾動的土

35、體逐漸固結下沉時；體逐漸固結下沉時；5) 5) 自重濕陷性黃土浸水下沉或凍土融化下沉時。自重濕陷性黃土浸水下沉或凍土融化下沉時。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計2 2、樁側負摩阻力的分布規律、樁側負摩阻力的分布規律對于下部為巖石的端承樁對于下部為巖石的端承樁, ,可能全樁為負阻力；可能全樁為負阻力； 對于一般樁對于一般樁, ,因為樁土都有變形因為樁土都有變形, ,視二者的相對位移量和方向而變。視二者的相對位移量和方向而變。樁周土與樁截面沉降相等，兩者無相對位移發生，其摩阻力為零，樁周土與樁截面沉降相等，兩者無相對位移發生，其摩阻力為零，這種摩阻力為零的點稱為這種摩阻力為零的點稱

36、為中性點中性點lnNegative土位移Ss樁位移Sp-+摩阻力軸向力N0znzntgkq中性點中性點第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計3.3.減少樁側負摩阻力影響的措施減少樁側負摩阻力影響的措施1.1.在樁的中性點以上部分涂以薄層涂料，以降低負摩阻力，在樁的中性點以上部分涂以薄層涂料，以降低負摩阻力， 常用瀝青涂層，價格便宜，效果比較好。常用瀝青涂層，價格便宜，效果比較好。2.2.對鋼樁再對鋼樁再加加一層厚度為一層厚度為3mm3mm的的塑料薄膜塑料薄膜( (兼作防銹蝕用兼作防銹蝕用) )；3.3.對現場灌注樁也可在對現場灌注樁也可在樁與土之間灌注斑脫土漿樁與土之間灌注斑脫土漿等

37、方法，來等方法，來消除或降低負摩阻力的影響。消除或降低負摩阻力的影響。單樁豎向承載力的確定單樁豎向承載力的確定8.4單樁的豎向極限承載力：單樁的豎向極限承載力： 是指單樁在豎向荷載作用下，到達破壞狀態前或出現是指單樁在豎向荷載作用下，到達破壞狀態前或出現不適于繼續承載的變形時所對應的最大荷載。不適于繼續承載的變形時所對應的最大荷載。單樁的豎向極限承載力主要取決于兩方面單樁的豎向極限承載力主要取決于兩方面：一是地基土對樁的支承能力；一是地基土對樁的支承能力；二是樁身的材料強度二是樁身的材料強度。 國家建設部于國家建設部于20082008年年4 4月批準月批準建筑樁基技術規范建筑樁基技術規范為行業

38、標準，為行業標準，編號為編號為JGJ94JGJ9420082008，自，自20082008年年1010月月1 1日起實施。目前教材中所用舊的日起實施。目前教材中所用舊的樁基規范樁基規范 JGJ94已經廢止，因此現在教學中有關內容均按新規范已經廢止，因此現在教學中有關內容均按新規范講解，請同學們學習時注意。講解，請同學們學習時注意。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計1 1、按材料強度確定、按材料強度確定工作條件系數，預制樁：工作條件系數，預制樁：0.75 灌注樁：灌注樁：0.60.7樁身混凝土強度應符合下式：樁身混凝土強度應符合下式：建筑地基基礎設計規范建筑地基基礎設計規范(GB5

39、0007-2002)(GB50007-2002)pccQA f二、按地基土對樁的支承能力確定二、按地基土對樁的支承能力確定kuaQKR1第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 復合樁基中基樁的承載力復合樁基中基樁的承載力含有承臺底的土阻力，含有承臺底的土阻力，故稱為復合基樁。故稱為復合基樁。軟土層第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計aRR cakcaAfRR對符合下列條件的摩檫性樁基，宜考慮承臺效應：對符合下列條件的摩檫性樁基，宜考慮承臺效應：1 1、上部結構整體剛度較好、體型簡單的建（夠）筑物；、上部結構整體剛度較好、體型簡單的建（夠）筑物；2 2、對差異沉降適應性較強

40、的排架結構和柔性構筑物；、對差異沉降適應性較強的排架結構和柔性構筑物；3 3、軟土地基的減沉復合疏樁基礎。、軟土地基的減沉復合疏樁基礎。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計cakcaAfRR計算基樁所對應的承臺底凈面積計算基樁所對應的承臺底凈面積()/cpsAAnAn承臺平面承臺平面承臺平面承臺平面第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計根據根據建筑樁基技術規范建筑樁基技術規范JGJ94JGJ9420082008第第.1條規定：條規定：1 1、設計等級為甲級的建筑樁基，應通過單樁靜載試驗確定；、設計等級為甲級的

41、建筑樁基，應通過單樁靜載試驗確定； 2 2、設計等級為乙級的建筑樁基，當地質條件簡單時，可參照地質條件、設計等級為乙級的建筑樁基，當地質條件簡單時，可參照地質條件 相同的試樁資料，結合靜力觸探等原位測試和經驗參數綜合確定；相同的試樁資料，結合靜力觸探等原位測試和經驗參數綜合確定； 其余均應通過單樁靜載試驗確定；其余均應通過單樁靜載試驗確定； 3 3、設計等級為丙級的建筑樁基，可根據原位測試和經驗參數確定。、設計等級為丙級的建筑樁基，可根據原位測試和經驗參數確定。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計（一）按靜載荷試驗確定（一）按靜載荷試驗確定獲得單樁承載力最可靠的方法獲得單樁承載力最

42、可靠的方法次梁次梁錨筋錨筋錨樁錨樁主梁主梁千斤頂千斤頂百分表百分表基準柱基準柱（1 1）靜載荷試驗裝置及其方法：）靜載荷試驗裝置及其方法：第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計錨樁桁架法錨樁桁架法,2400,2400噸噸第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計當出現下列情況之一時即可終止加載：當出現下列情況之一時即可終止加載： 某級荷載下，樁頂沉降量為前一級荷載下沉降量的某級荷載下，樁頂沉降量為前一級荷載下沉降量的5 5倍；倍； 某級荷載下，樁頂沉降量大于前一級荷載下沉降量的某級荷載下，樁頂沉降量大于前一級荷載下沉降量的2 2倍，倍，且經過且經過2424小時尚未達到相對穩定；

43、小時尚未達到相對穩定； 已達到錨樁最大抗拔力或壓重平臺的最大質量時。已達到錨樁最大抗拔力或壓重平臺的最大質量時。 （2 2）終止加載條件：）終止加載條件：第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 根據沉降隨荷載的變化特征確定：根據沉降隨荷載的變化特征確定：此外，也可根據終止加載條件中的此外，也可根據終止加載條件中的前一級荷載值作為前一級荷載值作為 根據沉降量確定根據沉降量確定 ：對于陡降型對于陡降型 Q Qs s 曲線，可取曲線曲線，可取曲線發生明顯陡降的起始點所對應的荷發生明顯陡降的起始點所對應的荷載為載為 ；（3 3）按試驗結果按試驗結果確定單樁豎向極限承載力確定單樁豎向極限承載力

44、 ：對于緩變型對于緩變型 Q Qs s 曲線，一般可取曲線，一般可取 s=40s=4060mm60mm對應的荷載值為對應的荷載值為對于大直徑樁可取對于大直徑樁可取所對應的荷載值。所對應的荷載值。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 試樁數試樁數n3n3，且極差，且極差QuQu 0.3Q0.3Qumum，取，取Q Qu u= Q= Qumum； 在同一條件下的試樁數量，不宜少于總數的在同一條件下的試樁數量，不宜少于總數的1 1 ，并不應，并不應少于少于3 3 根。根。 工程總樁數在工程總樁數在 50 50 根以內時不應少于根以內時不應少于 2 2 根。根。試樁數試樁數n3n3，Qu=

45、 QuminQu= Qumin單樁豎向承載力特征值單樁豎向承載力特征值RaRa的確定：的確定：第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計（二）按經驗公式法確定（二）按經驗公式法確定（1 1）對直徑）對直徑 d 800mm d 2m2m）1.5D或或D1.5m（當（當D2m2m）沉管夯擴、鉆沉管夯擴、鉆孔擠擴樁孔擠擴樁非飽和土非飽和土2.2D且且4.0d2.0D且且3.5d飽和黏性土飽和黏性土2.5D且且4.5D2.2D且且4.0D表表3.3.3d：圓樁設計直徑或方樁涉及邊長；：圓樁設計直徑或方樁涉及邊長；D：擴大端設計直徑：擴大端設計直徑第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計3

46、.3.樁的平面布置樁的平面布置 在確定樁數、樁距和邊距后，根據布樁的原則，選用在確定樁數、樁距和邊距后，根據布樁的原則，選用合理的排列方式，尺寸。合理的排列方式，尺寸。 （1 1）布置原則）布置原則: : 力求使樁基中各樁受力比較均勻力求使樁基中各樁受力比較均勻: : 作用在板式承臺上荷作用在板式承臺上荷載的合力作用點，應與群樁橫截面的重心相重合或接近；載的合力作用點，應與群樁橫截面的重心相重合或接近； 樁基在承受水平和彎矩較大方向有較大的抵抗矩，以增樁基在承受水平和彎矩較大方向有較大的抵抗矩，以增強樁基的抗彎能力。強樁基的抗彎能力。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 在框架結構

47、的柱下在框架結構的柱下, ,通常在承臺下設置若干根樁，構成通常在承臺下設置若干根樁，構成獨立承臺的樁基礎或一柱一樁基礎；獨立承臺的樁基礎或一柱一樁基礎； 當荷載較大時，在框架柱列之間常聯以基礎梁，沿梁的當荷載較大時，在框架柱列之間常聯以基礎梁，沿梁的軸線方向布置排樁，構成梁式的承臺樁基礎；軸線方向布置排樁，構成梁式的承臺樁基礎； 樁在平面內可布置成方形、矩形、三角形和梅花形等。樁在平面內可布置成方形、矩形、三角形和梅花形等。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計橫墻下橫墻下“探頭樁探頭樁”的布置的布置 外密內疏外密內疏（樁承臺外圍布樁間距較小、而內部布樁間距較大）（樁承臺外圍布樁間距

48、較小、而內部布樁間距較大）布置探頭樁布置探頭樁 第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計五、樁基承載力驗算五、樁基承載力驗算 樁頂荷載簡圖樁頂荷載簡圖1.1.樁頂荷載樁頂荷載計算計算 （1 1）軸心豎向力作用下）軸心豎向力作用下: : nGFNkkk（2)2)偏心豎向力作用下偏心豎向力作用下: : 22jiykjixkkkikxxMyyMnGFN（3)3)水平力作用下水平力作用下: : nHHkik第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計2.2.樁基豎向承載力計算樁基豎向承載力計算 （1 1）軸心豎向力作用下）軸心豎向力作用下: : RNk（2 2）偏心豎向力作用下）偏心豎向力

49、作用下: : RNk2 . 1max（3 3）水平力作用下）水平力作用下: : ikhaHRRNk第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計六、樁身截面強度計算及構造六、樁身截面強度計算及構造 樁身結構強度驗算需考慮整個施工階段和使用階段期間樁身結構強度驗算需考慮整個施工階段和使用階段期間的各種最不利受力狀態。在許多場合下，對于預制混凝土樁，的各種最不利受力狀態。在許多場合下，對于預制混凝土樁，在吊運和沉樁過程中所產生的內力往往在樁身結構計算中在吊運和沉樁過程中所產生的內力往往在樁身結構計算中起到控制作用；而灌注樁在施工結束后才成樁，樁身結構起到控制作用；而灌注樁在施工結束后才成樁，樁身

50、結構設計由使用荷載確定。設計由使用荷載確定。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 2 2 、預制樁施工過程樁身結構計算、預制樁施工過程樁身結構計算 預制樁在施工過程中的最不利受力狀況，主要出現在吊運和錘擊沉樁時。預制樁在施工過程中的最不利受力狀況，主要出現在吊運和錘擊沉樁時。 樁在吊運過程中的受力狀態與梁相同。一般按兩支點（樁長樁在吊運過程中的受力狀態與梁相同。一般按兩支點（樁長 L 18m L 18m L 18m 時）起吊和運輸。時）起吊和運輸。吊點的設置應使樁身在自重下產生的正負彎矩相等，如下圖吊點的設置應使樁身在自重下產生的正負

51、彎矩相等，如下圖 所示。所示。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計預制樁構造：預制樁構造：（1 1）最小截面尺寸：）最小截面尺寸：非預應力樁不小于非預應力樁不小于200mm200mm預應力樁不小于預應力樁不小于350mm350mm（2 2）混凝土強度等級與保護層厚度）混凝土強度等級與保護層厚度 非預應力樁不小于非預應力樁不小于C30C30，預應力樁不小于，預應力樁不小于C40C40，保護層不小，保護層不小于于30mm30mm（3 3）打入、靜壓的最小配筋率、箍筋與網片設置：）打入、靜壓的最小配筋率、箍筋與網片設置： 錘擊沉樁不小于錘擊沉樁不小于0.80.8，靜壓沉樁不小于，靜壓沉樁

52、不小于0.60.6； 樁頂樁頂4 45d5d箍筋加密，并設網片。箍筋加密，并設網片。（4 4）分節長度根據施工、運輸條件確定：接頭不多于）分節長度根據施工、運輸條件確定：接頭不多于3 3個。個。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計下圖為方形截面的混凝土預制樁的構造示意圖。下圖為方形截面的混凝土預制樁的構造示意圖。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計灌注樁構造灌注樁構造 配筋率：配筋率：0.650.650.200.20，受水平荷載樁，不小于，受水平荷載樁，不小于8 8 1212， 抗壓樁和抗拔樁，不小于抗壓樁和抗拔樁，不小于6 6 1010 配筋長度配筋長度1 1）端承型

53、樁和位于坡地岸邊的基樁應沿樁身等截面或）端承型樁和位于坡地岸邊的基樁應沿樁身等截面或 變截面通長配筋；變截面通長配筋；2 2）樁徑大于）樁徑大于600mm600mm的摩擦型樁配筋長度不應小于的摩擦型樁配筋長度不應小于2/32/3樁樁 長；受水平荷載時，配筋長度尚不宜小于長；受水平荷載時，配筋長度尚不宜小于4.0/4.0/ ；3 3）抗震樁基：主筋應穿過液化土層和軟弱土層進入穩）抗震樁基：主筋應穿過液化土層和軟弱土層進入穩 定土層；定土層；4 4）抗拔基樁：等截面或變截面通長配筋。）抗拔基樁：等截面或變截面通長配筋。 箍筋：箍筋： 6 6 8 8200200300300，樁頂，樁頂5d5d應加密

54、至應加密至100mm100mm 混凝土及保護層：混凝土及保護層： 強度等級不小于強度等級不小于C25C25 保護層不小于保護層不小于35mm35mm第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計七、樁基承臺設計七、樁基承臺設計 樁基承臺的設計包括樁基承臺的設計包括確定承臺的材料、底面標確定承臺的材料、底面標高、平面形狀及尺寸、剖面形狀及尺寸高、平面形狀及尺寸、剖面形狀及尺寸, ,以及進行受以及進行受彎、受剪、受沖切和局部受壓承載力計算，并應符彎、受剪、受沖切和局部受壓承載力計算，并應符合構造要求合構造要求 。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎

55、 設設 計計1.1.承臺的計算承臺的計算 樁基承臺的受力十分復雜，作為上部結構墻、柱和下部樁基承臺的受力十分復雜，作為上部結構墻、柱和下部樁群之間的力的轉換結構，承臺可能因承受彎矩作用而破壞，樁群之間的力的轉換結構，承臺可能因承受彎矩作用而破壞，亦可能因承受沖切或剪切作用而破壞。因此，承臺計算包括亦可能因承受沖切或剪切作用而破壞。因此，承臺計算包括受彎計算、受沖剪計算和受剪計算三種驗算。當承臺的混凝土受彎計算、受沖剪計算和受剪計算三種驗算。當承臺的混凝土強度等級低于柱子的強度等級時，還要驗算承臺的局部受壓強度等級低于柱子的強度等級時，還要驗算承臺的局部受壓承載力。承載力。 根據根據受彎計算的結

56、果受彎計算的結果進行進行承臺的鋼筋配置承臺的鋼筋配置；根據；根據受沖切和受沖切和受剪計算受剪計算確定確定承臺的厚度承臺的厚度。計算方法詳見計算方法詳見建筑樁基技術規范建筑樁基技術規范JGJ94-2008JGJ94-2008第第5.95.9節節第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 模型試驗研究表明，柱下獨立樁基承臺（四樁及三樁承臺）模型試驗研究表明，柱下獨立樁基承臺（四樁及三樁承臺）在配筋不足的情況下將產生彎曲破壞，其破壞特征呈梁式破壞。在配筋不足的情況下將產生彎曲破壞，其破壞特征呈梁式破壞。破壞時屈服線如圖破壞時屈服線如圖 所示，最大彎矩產生于屈服線處。所示，最大彎矩產生于屈服線處

57、。2 2 、承臺的內力計算、承臺的內力計算第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計柱下多樁矩形承臺：柱下多樁矩形承臺： 彎矩的計算截面應取在柱邊和承臺高度變化處（杯口外側彎矩的計算截面應取在柱邊和承臺高度變化處（杯口外側或臺階邊緣），并按下式計算：或臺階邊緣），并按下式計算：扣除承臺和承臺上土自重設計值后扣除承臺和承臺上土自重設計值后 i i 樁豎向凈反力設計值；樁豎向凈反力設計值；當不考慮承臺效應時，則為當不考慮承臺效應時，則為 i i 樁豎向總反力設計值。樁豎向總反力設計值。第第 8 8 章章 樁樁 基基 礎礎 設設 計計 柱下三樁三角形承臺：柱下三樁三角形承臺： 計算截面應取在柱邊，并按下式計算：計算截面應取在柱邊，并按下式計算： 當計算彎矩截面不與主筋方向正交時，須對主筋方向角進行當計算彎矩截面不與主筋方向正交時，須對主筋方向角進行換