一、樁基礎的優點

樁基礎的適用性1.承載力高

2.沉降量小

3.能承受一定的水平荷載和上拔力，穩定性好

4.可以提高地基基礎的剛度、改變其自振頻率

5.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

一、樁基礎的優點樁基礎的適用性1.承載力高2.沉降量小1二、樁基礎的適用范圍1.建筑物荷載較大，地基上部軟弱而下部不太深處理藏有堅實地層時；2.高層建筑或其它重要的建筑物，不允許地基有過大的沉降或不均勻沉降時；3.高聳建筑物或構筑物對限制傾斜有特殊要求時；4.建筑物為敏感性結構，而地基土極不均勻時；5.大型或精密的機械設備基礎，對沉降或沉降速率有嚴格要求；6.地震區，以樁基作為結構抗震措施時。7.采用其它地基基礎形式會遇到施工困難時(排水不易,流砂,開挖困難)8.采用其它地基基礎形式不經濟時。二、樁基礎的適用范圍1.建筑物荷載較大，地基上部軟弱而下部不2二、樁基礎的適用范圍海洋構筑物二、樁基礎的適用范圍海洋構筑物3基本設計規定

(一）樁基礎應按極限狀態設計承載能力極限狀態-----樁基達到最大承載能力、整體失穩或發生不適于繼續承載的變形。正常使用極限狀態-----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限值。基本設計規定

(一）樁基礎應按極限狀態設計4（二）設計等級

根據建筑規模、功能特征、對差異變形的適應性、場地地基和建筑物體型的復雜性以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度，應將樁基設計分為三個設計等級。甲級

（1）重要的建筑（2）30層以上或高度超過100m的高層建筑（3）體型復雜且層數相差超過10層的高低層（含純地下室）連體建筑（4）20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）場地和地基條件復雜的7層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑（6）對相鄰既有工程影響較大的

乙級除甲級、丙級以外的建筑

丙級

場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的7層及7層以下的一般建筑（二）設計等級根據建筑規模、功能特征、對差異變形的適應5（三）承載能力驗算規定

1應根據樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算；

2應對樁身和承臺結構承載力進行計算；對于樁側土不排水抗剪強度小于10kPa且長徑比大于50的樁應進行樁身壓屈驗算；對于混凝土預制樁應按吊裝、運輸和錘擊作用進行樁身承載力驗算；對于鋼管樁應進行局部壓屈驗算；

3當樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應進行軟弱下臥層承載力驗算；

（三）承載能力驗算規定1應根據樁基的使用功能和受力特征分6（四）穩定性驗算規定1對位于坡地、岸邊的樁基應進行整體穩定性驗算；

2對于抗浮、抗拔樁基，應進行基樁和群樁的抗拔承載力驗算；

3對于抗震設防區的樁基應進行抗震承載力驗算。

（四）穩定性驗算規定1對位于坡地、岸邊的樁基應進行整體穩定7（五）沉降計算規定

1設計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基；2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；3軟土地基多層建筑減沉復合疏樁基礎。對受水平荷載較大，或對水平位移有嚴格限制的建筑樁基，應計算其水平位移。應根據樁基所處的環境類別和相應的裂縫控制等級，驗算樁和承臺正截面的抗裂和裂縫寬度。（五）沉降計算規定8作用效應組合與

相應的抗力規定1確定樁數和布樁時，應采用傳至承臺底面的荷載效應標準組合；相應的抗力應采用基樁或復合基樁承載力特征值。2計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時，應采用荷載效應準永久組合；計算水平地震作用、風載作用下的樁基水平位移時，應采用水平地震作用、風載效應標準組合。3

驗算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩定性時，應采用荷載效應標準組合；抗震設防區，應采用地震作用效應和荷載效應的標準組合。作用效應組合與

相應的抗力規定1確定樁數和布樁時，應采用傳9（6）粘性土的摩阻力有時效性屈曲破壞整體剪切破壞刺入破壞1）單樁的破壞模式影響因素大直徑:d>800mm1）承臺分配給各樁樁頂的豎向荷載，其大部分直接傳遞到樁端。（2）樁端平面以下土壓縮變形；土層所在深度、土類及其性質、成樁方式、樁徑、施工工藝一般常用樁距為：s=3~4d

樁距太大會增加承臺的面積，使其體積和用料加大而不經濟；根據建筑規模、功能特征、對差異變形的適應性、場地地基和建筑物體型的復雜性以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度，應將樁基設計分為三個設計等級。單樁的豎向承載力——在工作狀態下樁所允許承受的最大荷載。當柱邊外有多排樁形成多個剪切斜截面時，尚應對每個斜截面進行驗算。1)Sa6d時按整體基礎2）打到基巖面或堅實土層的端承樁，沉樁深度宜按最后貫入度確定，以樁端設計標高作參考；高層建筑或其它重要的建筑物，不允許地基有過大的沉降或不均勻沉降時；（2）打入或壓入式沉樁存在擠土效應問題；作用效應組合與

相應的抗力規定4在計算樁基結構承載力、確定尺寸和配筋時，應采用傳至承臺頂面的荷載效應基本組合。當進行承臺和樁身裂縫控制驗算時，應分別采用荷載效應標準組合和荷載效應準永久組合。5樁基結構設計安全等級、結構設計使用年限和結構重要性系數應按現行有關建筑結構規范的規定采用，除臨時性建筑外，重要性系數不應小于1.0。6當樁基結構進行抗震驗算時，其承載力調整系數應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》(GB50011)的規定采用。（6）粘性土的摩阻力有時效性作用效應組合與

相應的抗力規定410

按施工方法:預制樁和灌注樁按樁的設置效應:大量擠土樁、小量擠土樁和不擠土樁按樁的材料、形狀、尺寸按樁的受力性能：端承樁與摩擦樁第二節樁的類型及施工工藝一、樁的分類按樁的受力性能：端承樁與摩擦樁第二節樁的類型及施工工藝一、11樁的分類按承載性狀摩擦型樁端承型樁按施工方法預制樁灌注樁按樁成型效應擠土樁部分擠土樁按樁身材料、形狀、尺寸非擠土樁方形、圓形等木材、鋼材、鋼筋混凝土樁的分類按端按擠部非方12根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：

1.低承臺樁基：樁基承臺底面位于土中

……低承臺樁基的承臺底面位于地面以下，其受力性能具有較強的抵抗水平荷載的能力

……多用于工業與民用建筑2.高承臺樁基：承臺底面高出地面以上

……高承臺樁基的承臺底面位于地面以上，且樁常處于水下，水平受力性能差，但可避免水下施工及節省基礎材料斜樁

……多用于橋梁及港口工程樁基礎的類型根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：1.低承臺樁基：樁基13樁基礎示意圖

(a)低承臺樁基（b）高承臺樁基樁基礎示意圖(a)低承臺樁基（b）高承臺樁基141.按樁的受力性能（豎向受力情況）分類1.按樁的受力性能（豎向受力情況）分類15端承樁摩擦樁PsPsP端承樁摩擦樁PsPsP162.按施工方法分類2.按施工方法分類17……多用于橋梁及港口工程3)樁端擴底直徑與樁身直徑之比：影響樁端分擔荷載的大小；預制樁

優點：樁身質量易于保證，單樁承載力較高；(1)軸心豎向力作用下:1、樁基礎通過樁身與樁周土層的相互作用，將上部結構荷載傳遞到地基深部土層，與淺基礎相比，具有較高的承載力和較強的穩定性。《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)受沖切和受剪計算→承臺的厚度當有混凝土墊層時，不應小于40mm。②承臺底土不分擔樁基荷載，故承載力=端阻+側阻；并了解當地使用樁的經驗，以供設計參考。樁基承臺的抗剪計算，類似于小剪跨比條件下深梁。1）承臺分配給各樁樁頂的豎向荷載，其大部分直接傳遞到樁端。廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁1)樁端土和樁周土的剛度比：影響樁的承載性狀采用其它地基基礎形式會遇到施工困難時(排水不易,流砂,開挖困難)◆預制樁◆現場灌注樁錘擊沉樁振動沉樁靜壓樁引孔,部分擠土大面積地面隆起不引孔,擠土樁沉樁方式人工挖孔螺旋鉆正反循環—地下水以下泥漿護壁沖擊,夯擴,爆破沉管灌注澆注法水上水下其他……多用于橋梁及港口工程◆預制樁錘擊沉樁引孔,部分擠土沉樁方18振動沉樁預制樁1－13mPilePoint振動沉樁PilePoint19離心預應力預制鋼筋混凝土離心預應力預制鋼筋混凝土20人工挖孔樁人工挖孔樁21廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁22樁基礎教學講解課件23螺旋鉆

螺旋鉆24螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土25

預制樁

優點：樁身質量易于保證，單樁承載力較高；

缺點:（1）樁身規格、長度受限，接樁影響樁質量和承載力發揮；（2）打入或壓入式沉樁存在擠土效應問題；（3）噪音污染、接、截樁麻煩。適用條件：

（1）不需考慮噪音污染和震動影響的環境；

（2）持力層上覆蓋為較松軟地層，無堅硬夾層；

（3）持力層頂起伏變化不大，樁長易于控制；

（4）水下樁基工程

（5）大面積打樁工程；

預制樁

優點：樁身質量易于保證，單樁承載力較高；

缺點:適26灌注樁優點：樁長可隨持力層起伏而變化；無接、截樁麻煩；僅承受軸壓時不用配鋼筋，需配置鋼筋時按工作荷載要求布置；節約用鋼量；直徑大，單樁承載力大，比預制樁經濟；承載力由樁身成型和混凝土質量保證。缺點：施工問題如局部夾土、混凝土離析、縮頸等；泥漿護壁污染環境適用條件：各種地基土灌注樁優點：樁長可隨持力層起伏而變化；無接、截樁麻煩；僅承受27(1)軸心豎向力作用下:13橫墻下“探頭樁”的布置①受水平荷載和彎矩較大的樁，配筋長度應通過計算確定。大型或精密的機械設備基礎，對沉降或沉降速率有嚴格要求；※低承臺樁基，作為軸心受壓構件，取縱向彎曲系數為1，不考慮縱向壓曲影響；單樁的豎向承載力——在工作狀態下樁所允許承受的最大荷載。考慮樁端利用好土夾層的可能性。單樁軸向荷載傳遞的過程分析。樁軸心受壓時Q≤Apfcφc4）群樁承載力等于個單樁承載力之和Qg=∑Qi3Qum，取Qu=Qum；好土層很深時，應設法讓更多土層參與工作。根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：承臺形狀方形、矩形、三角形、多邊形、圓形1)樁端土和樁周土的剛度比：影響樁的承載性狀3.其它不同的分類標準※材料※形狀※尺寸軟土層(1)軸心豎向力作用下:3.其它不同的分類標準※材料軟土層28※按材料：

木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管（型鋼）樁、復合樁鋼筋混凝土：普通混凝土、預應力混凝土（離心預制）、高強混凝土※按材料：29※按形狀按縱斷面：楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節（分叉）樁、擴底樁、支盤樁、微型樁按橫斷面：圓形，八邊形，十字樁、X形樁※按形狀按縱斷面：楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節（分叉）樁、擴30樁身樁身31樁端Dd樁端Dd32橫斷面橫斷面33※按尺寸按斷面(直徑)的大小:

大直徑:d>800mm

小直徑:d<400(250)mm按長度(長徑比)

長樁:L>60m

短樁:L<10m

※按尺寸按斷面(直徑)的大小:34樁的設置效應（成型方式效應）成型方式擠土作用樁周土樁承載力變化天然結構應力狀態性質影響因素：粘性土－－擾動，強度降低1.土的類別無粘性土－擠密，強度提高2.土體性質（靈敏度、密實度、飽和度）樁的設置效應（成型方式效應）成型方式擠土作用樁周土樁承載力變354.樁的成型方式效應（設置效應）4.樁的成型方式效應（設置效應）36二、樁的選型原則將荷載分配給承載力高，模量高的土層。好土層很深時，應設法讓更多土層參與工作。考慮樁端利用好土夾層的可能性。采用絕對沉降和差異沉降較小的樁型。施工的難易程度和周邊環境的限制。造價和工期。二、樁的選型原則將荷載分配給承載力高，模量高的土層。37單樁承載力的構成一、單樁軸向荷載的傳遞機理樁側阻力樁端阻力

第8.3節豎向荷載下單樁的工作性能樁－土相互作用單樁承載力的構成一、單樁軸向荷載的傳遞機理樁側阻力第8.3節38豎向承載力的組成摩阻力所需位移很小端阻力需要較大位移摩阻力先于端阻力發揮上部土層摩阻力先于下部土層發揮不同階段二者分擔比不同Q/kNQsQpQS/mmQs樁側摩阻力Qp樁端阻力1.樁身軸力和截面位移豎向承載力的組成摩阻力所需位移很小Q/kNQsQpQS/mm393）施工對周圍環境的影響（1）軸心豎向力作用下:高層建筑或其它重要的建筑物，不允許地基有過大的沉降或不均勻沉降時；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中性點當進行承臺和樁身裂縫控制驗算時，應分別采用荷載效應標準組合和荷載效應準永久組合。根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：1應根據樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基3)樁端擴底直徑與樁身直徑之比：影響樁端分擔荷載的大小；（2）群樁中基樁的性質明顯不同于單樁，群樁承載力不等于單樁承載力之和，η可能小于1，也可能大于1，群樁沉降量則大于單樁的沉降量，這就是承臺、樁、土相互作用的效應。（1）在豎向荷載作用下，樁頂大部分荷載通過樁側阻力傳到樁周土和樁端土中，其余部分由樁端承受。要求：在同一條件下的試樁數量，不宜少于總數的1％，并不應少于3根。群樁效應的幾種體現：樁基承臺的抗剪計算，類似于小剪跨比條件下深梁。正反循環—地下水以下泥漿護壁Ra=qpaAp＋up∑qsiali1.樁身軸力和截面位移

（1）單樁軸向荷載的傳遞3）施工對周圍環境的影響1.樁身軸力和截面位移

（1）單樁軸40(2)建立單樁軸向荷載基本微分方程微元體材料力學靜力平衡條件(2)建立單樁軸向荷載基本微分方程微元體材料力學靜力平衡條件41(3)方程的運用由試驗獲得樁身軸力分布圖，則可通過方程求出樁側阻和截面位移分布圖，研究側阻與端阻的分布及發展。積分計算沿樁身軸力積分計算沿樁身截面位移量(3)方程的運用由試驗獲得樁身軸力分布圖，則422.影響荷載傳遞的因素4)樁的長徑比：樁徑比過大，影響樁端阻力的發揮，設計時不宜使樁長徑比太大。1)樁端土和樁周土的剛度比：影響樁的承載性狀承載性狀1→100摩擦樁→端承樁2)樁土剛度比：影響樁端阻力分擔荷載的大小。

Ep／Es愈大，傳遞到樁端的荷載愈大低剛度樁基（砂樁、碎石樁、灰土樁），按復合地基設計3)樁端擴底直徑與樁身直徑之比：影響樁端分擔荷載的大小；2.影響荷載傳遞的因素4)樁的長徑比：樁徑比過431.樁側摩阻力（1）樁側摩阻力產生的原因：樁土相對位移（樁對土的位移、樁身壓縮）；（2）樁側摩阻力的計算二.樁側摩阻力和樁端阻力1.樁側摩阻力二.樁側摩阻力和樁端阻力44（3）摩阻力的分布qs摩阻力u為樁的周長S0Sp各點位移Q軸向力NSpS0SpSp（3）摩阻力的分布qs摩阻力u為樁的周長S0Sp各點位移Q軸45

（4）極限摩阻力影響因素：土層所在深度、土類及其性質、成樁方式、樁徑、施工工藝（5）隨著深度增加，砂土中存在臨界深度

側阻的深度效應——當樁入土深度達某一臨界深度后，側阻就不隨深度增加的現象稱為側阻的深度效應。打入預制樁：擠土作用超靜孔隙水壓力消散，土的觸變性其他施工因素（6）粘性土的摩阻力有時效性（4）極限摩阻力影響因素：打入預制樁462.樁端阻力（1）產生原因：樁端土壓縮（2）端阻深度效應端承力與深度有關，存在臨界深度端阻的臨界深度——當樁端入土深度小于某一臨界值時，極限端阻隨深度增加，而大于該深度后則保持恒值不變，這一深度稱為端阻的臨界深度。端阻的臨界厚度——當樁端持力層下存在軟弱下臥層時、且樁端與軟弱下臥層的距離小于某一厚度時，樁端阻力將受軟弱下臥層影響而降低，這一厚度稱端阻的臨界厚度。(3)土的極限端阻力影響因素土性下臥層持力層密度上覆荷載2.樁端阻力471.引起樁側負摩阻力的條件是：樁側土體下沉必須大于樁的下沉

2.負摩阻力的產生原因(1)樁周附近地面大面積堆載(2)大面積降低地下水位(3)欠固結土,新填土(4)濕陷性黃土遇水濕陷(5)打樁引起的超靜孔隙水壓力消散正摩阻負摩阻三、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側向下位移時，樁側摩阻力方向向下，稱為負摩阻力。1.引起樁側負摩阻力的條件是：正摩阻負摩阻三、樁的負摩阻力48對于下部為巖石的端承樁,可能全樁為負阻力；對于一般樁,因為樁土都有變形,視二者的相對位移量和方向lnNegative土位移Ss樁位移Sp-+摩阻力軸向力N3.樁側負摩阻力的分布規律

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中性點中性點對于下部為巖石的端承樁,可能全樁為負阻力；lnNegati491）在預制樁表面涂一薄層瀝青；2）對鋼樁再加一層厚度為3mm的塑料薄膜(兼作防銹蝕用)；3）對現場灌注樁也可在樁與土之間灌注斑脫土漿等方法，來消除或降低負摩阻力的影響。4.減少樁側負摩阻力影響的措施1）在預制樁表面涂一薄層瀝青；4.減少樁側負摩阻力影響的措施50小結1.單樁軸向荷載傳遞的過程是樁側摩阻力和樁端阻力發揮的過程。2.單樁軸向荷載傳遞的過程分析。3.樁的側阻和端阻都隨深度呈線性增大,但具有深度效應。4.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。5.樁端阻力的發揮不僅滯后于樁側阻力，而且其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截面位移值大得多。6.樁長對荷載的傳遞有重要的影響小結514.單樁的破壞模式1）單樁的破壞模式影響因素樁周土的抗剪強度樁端支承情況樁的尺寸樁的類型

4.單樁的破壞模式1）單樁的破壞模式影響因素樁周土的抗剪強度522）常見的單樁破壞模式

屈曲破壞整體剪切破壞刺入破壞軸向荷載下基樁的破壞模式2）常見的單樁破壞模式屈曲破壞53(1)屈曲破壞※荷載--沉降(Q-S)關系曲線特征：呈“急進破壞”的陡降型※破壞模式特點：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，如同一細長壓桿出現縱向撓曲破壞，其沉降量很小，具有明確的破壞荷載（圖a)※樁的承載力取決于樁身的材料強度。※穿越深厚淤泥質土層中的小直徑端承樁或嵌巖樁，細長的木樁等多屬于此種破壞。(1)屈曲破壞54(2)整體剪切破壞※荷載--沉降(Q-S)關系曲線的特征：呈“急進破壞”的陡降型※破壞模式特點：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，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，呈現明確的破壞荷載(圖b)。※樁的承載力主要取決于樁端土的支承力。※一般打入式短樁、鉆擴短樁等均屬于此種破壞。(2)整體剪切破壞55(3)刺入破壞 ※(Q-S)關系曲線特征：一般當樁周土質較軟弱時,荷載～沉降(Q-S)關系曲線為呈“漸進破壞”的緩變型（圖4-10B曲線）曲線，無明顯拐點，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su確定；當樁周土的抗剪強度較高時，荷載～沉降(Q-S)關系曲線可能為陡降型，有明顯拐點，樁的承載力主要取決于樁周土的強度。※破壞模式特點：當樁的人士深度較大或樁周土層抗剪強度較均勻時，樁在軸向荷載作用下將出現刺入破壞，如圖c所示。此時樁頂荷載主要由樁側摩阻力承受，樁端阻力極微，樁的沉降量較大。※一般情況下的鉆孔灌注樁多屬于此種情況。(3)刺入破壞 56單樁的豎向承載力：是指單樁在豎向荷載作用下，樁土共同工作，地基土和樁身的強度和穩定性得到保證，沉降變形在容許范圍內時所承擔的最大荷載值。單樁的豎向承載力主要取決于兩方面：一是地基土對樁的支承能力二是樁身的材料強度《建筑樁基技術規范》考慮施工工藝承載力標準值、設計值、《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)未考慮施工工藝承載力特征值

第8.4節單樁豎向承載力的確定單樁的豎向承載力：是指單樁在豎向荷載作用下，樁土共同工作，地57單樁的豎向承載力——在工作狀態下樁所允許承受的最大荷載。也稱單樁承載力特征值，用Ra表示。按樁身材料土對樁的支承力混凝土R=cfcAp鋼筋混凝土R=cfcAp+fyAg靜載荷試驗經驗公式注：當按樁身材料確定單樁豎向承載力時※低承臺樁基，作為軸心受壓構件，取縱向彎曲系數為1，不考慮縱向壓曲影響；※高承臺樁基、穿過厚粘土層的端承型樁，承臺底面以下有可液化土層，考慮壓曲影響。確定單樁豎向承載力的方法

工作條件系數預制樁：0.75灌注樁：0.6~0.7單樁的豎向承載力——在工作狀態下樁所允許承受的最大荷載。也稱58

單樁豎向極限承載力

單樁豎向承載力特征值樁側總極限摩阻力樁端總極限阻力

單樁豎向極限承載力

單樁豎向承載力特征值樁側總極限摩阻力59基準柱確定的方法1.靜載試驗法—樁基現場測試的傳統方法獲得單樁承載力最可靠要求：在同一條件下的試樁數量，不宜少于總數的1％，并不應少于3根。擠土樁間歇時間：砂土7天粉土和粘性土15天飽和軟粘性土25天次梁錨筋錨樁主梁千斤頂百分表基準柱確定的方法1.靜載試驗法—樁基現場測試的傳統方法次梁錨60樁基礎教學講解課件61樁基礎教學講解課件62樁頂試驗中樁頂試驗中63荷載～沉降（Q~s）曲線（2）取值方法：①Q~s曲線有明顯陡降段時，取相應于陡降段起點的荷載值。②Q~s曲線為緩變型時，取樁頂s=40mm所對應的荷載值。③試樁數n>3，且極差ΔQU≤0.3Qum，取Qu=Qum；試樁數n≤3，Qu=Qumin（3）單樁豎向承載力特征值Ra的確定（1）作荷載～沉降（Q~s）曲線荷載～沉降（Q~s）曲線（2）取值方法：（3）單樁豎向承載力642.確定豎向承載力特征值的規范經驗公式Ra=qpaAp＋up∑qsiali

(樁端阻力＋樁側摩阻力)2.確定豎向承載力特征值的規范經驗公式Ra=qpaAp＋up65嵌巖樁的破壞分為三個階段：⑴彈性受荷階段⑵裂隙開展階段⑶破壞階段3.嵌巖樁

嵌巖樁的破壞分為三個階段：3.嵌巖樁663.嵌巖樁

土層巖層QskQrkQpkRa=qpaAp《建筑樁基技術規范》（JGJ94-94)

《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)3.嵌巖樁土層巖層QskQrkQpkRa=qpaAp《建筑67三、豎向荷載下的群樁效應(一）基本概念1、群樁效應——在豎向荷載作用下，由于承臺、樁、地基土的相互作用情況不同，群樁基礎中一根樁的承載力發揮和沉降性狀往往與相同情況下的獨立單樁有顯著差別，這種現象稱為群樁效應。群樁效應的幾種體現：（1）預制樁（沉樁）

砂土、非飽和土和一般粘性土、填土有擠密作用，使承載力增加飽和粘土：超靜孔壓積累，地面上浮，先入樁上浮，土層擾動，使承載力降低（2）應力疊加樁底應力疊加，使承載力不足，總的沉降增加（3）樁之間互相調節個別樁承載力低總體上可互補，個別樁受荷，其他樁幫助傳遞荷載（4）承臺可部分承受荷載三、豎向荷載下的群樁效應(一）基本概念682、群樁效應系數η—群樁承載力Qg與基樁承載力之和∑Qi的比值。3、基樁—群樁中的一根樁。4、復合基樁—考慮承臺底土阻力時群樁中的一根樁。5、復合樁基—由樁和承臺底地基土共同承擔荷載的樁基。6、非復合樁基—不考慮承臺底土阻力的樁基。軟土層2、群樁效應系數η—群樁承載力Qg與基樁承載力之和∑Qi的比69端承型群樁的樁底持力層剛硬、樁端貫入變形小，由樁身壓縮引起的樁頂沉降不大，承臺底面土反力很小。

樁頂荷載集中通過樁端傳給樁底持力層，樁側阻力忽略不計，即不考慮樁端平面處的應力疊加現象。

巖石土1、端承型群樁（二）群樁特性端承型群樁的樁底持力層剛硬、樁端貫入變形小，由樁身壓縮引起的70端承型群樁受力特點1）承臺分配給各樁樁頂的豎向荷載，其大部分直接傳遞到樁端。2）樁側阻力分擔荷載較小，傳遞到樁端平面應力重疊效應較小。3）樁端持力層較堅硬，承臺底土反力小，故承臺底土分擔荷載的作用可忽略不計。4）群樁承載力等于個單樁承載力之和Qg=∑Qi

群樁沉降等于單樁的沉降sg=si

群樁效應系數η=15）端承型群樁無需計算沉降。6）樁端下存在軟弱下臥層時，應進行相關的驗算。端承型群樁受力特點1）承臺分配給各樁樁頂的豎向荷載，其大部分71壓力擴散深度s>6dS=(3-4)d2、摩擦型群樁應力疊加使樁底應力增加,使承載力不足,總的沉降增加壓力擴散深度s>6dS=(3-4)d2、摩擦型群樁應力疊加721）摩擦型群樁受力特點（1）在豎向荷載作用下，樁頂大部分荷載通過樁側阻力傳到樁周土和樁端土中，其余部分由樁端承受。由于樁端土的貫入變形和樁身彈性壓縮，對低樁承臺群樁，承臺底也產生一定反力，分擔一部分荷載，使承臺底土、樁間土、樁端土都參與工作，形成承臺、樁、土相互作用，使群樁的工作性質復雜。（2）群樁中基樁的性質明顯不同于單樁，群樁承載力不等于單樁承載力之和，η可能小于1，也可能大于1，群樁沉降量則大于單樁的沉降量，這就是承臺、樁、土相互作用的效應。1）摩擦型群樁受力特點732）承臺底面脫地（非復合樁基）（1）特點

:①

假設這種情況下承臺下各基樁受力均勻，側阻在樁端平面處引起應力疊加，則s群>s單;②

承臺底土不分擔樁基荷載，故承載力=端阻+側阻；③摩擦型群樁Q~s曲線屬緩變型，η可能小于1、等于1或大于1。（2）影響η的因素①承臺剛度；剛性承臺下樁頂荷載分配：角樁最大中心樁最小邊樁居中②地基土性質：中間樁最大③樁距s-----主導因素2）承臺底面脫地（非復合樁基）（1）特點:743）承臺底面貼地（復合樁基）（1）特點：①同承臺底面脫地情況①；

s群>s單②承臺底面土分擔樁基荷載，兼有淺基礎作用；③承載力=端阻+側阻+承臺底面土阻力；（2）發揮承臺底土的反力（此問題有待商榷）；（3）承臺底面貼地引起的群樁效應：對樁側阻力的削弱作用對樁端阻力的增強作用對土體側移的阻擋作用3）承臺底面貼地（復合樁基）75

關于承臺承載力問題承臺下土的承載力低于淺基礎承臺內反力小于外圍:雙曲線分布在動力荷載下(鐵路橋梁);負摩擦力(地面下沉);端承樁情況下不考慮承臺承載力關于承臺承載力問題承臺下土的承載力低于淺基礎76單樁沉降計算1、單樁沉降的組成（1）樁身彈性壓縮引起；（2）樁側阻力引起的樁端沉降；（3）樁端荷載引起。2、計算（1）荷載較小時，按彈性理論；（2）荷載較大時，考慮塑性變形和時間效應。3、計算方法(1)荷載傳遞分析法；(2)彈性理論法；(3)剪切變形傳遞法；(4)有限單元分析法；(5)其他簡化方法四、樁基礎沉降的計算單樁沉降計算四、樁基礎沉降的計算77群樁沉降的計算1、群樁沉降組成（1）樁間土壓縮變形；（2）樁端平面以下土壓縮變形；2、影響群樁沉降因素（1）樁幾何尺寸、樁數、樁距、樁長樁基寬度與樁長之比；（2）成樁工藝（3）施工（4）土的性質與類別（5）荷載大小與作用時間（6）承臺設置方式等群樁沉降的計算1、群樁沉降組成2、影響群樁沉降因素783、計算方法規范推薦方法——單向壓縮分層總和法（不考慮樁間土的壓縮變形對沉降的影響）式中各符號含義詳見教材P142一般不計樁身壓縮量及樁與土間的相對位移，以假想基礎為剛性整體，驗算樁端以下土沉降FlG

B0A’3、計算方法規范推薦方法——單向壓縮分層總和法式中各符號含義79當S6d，按假想實體深基礎計算基底平面處的基底附加應力FlG

b0A（1）考慮擴散作用——將應力擴散范圍以內的樁、土以及承臺作為實體深基礎。當S6d，按假想實體深基礎計算基底平面處的基底附加應力F80Fb0G

b0a0（2）不考慮擴散作用

—扣除最外一圈樁的側面積上作用的側阻力，即扣除

lFb0Gb0a0（2）不考慮擴散作用

—扣除最外一圈樁的81第五節樁基礎設計設計原則以概率理論為基礎的極限狀態設計法，以變形控制進行基礎設計設計要求——安全、合理、經濟對樁和承臺：足夠的強度、剛度和耐久性對地基：足夠的承載力和不產生過量變形計算樁數：按正常使用極限狀態，荷載效應的標準組合計算變形：按正常使用狀態，荷載效應的準永久組合，不計入風荷載和地震作用確定承臺高度、計算基礎內力及配筋：按承載力極限狀態，荷載效應基本組合設計荷載取值單樁承載力樁基沉降第五節樁基礎設計設計原則以概率理論為基礎的極限狀態設計法，82No結構與地質資料樁型、樁長、樁距確定樁數n樁基中單樁承載力驗算軟弱下臥層驗算實體深基礎驗算承臺設計沉降計算樁基礎的設計步驟No結構與地質資料樁型、樁長、樁距確定樁數n樁基中單樁承載力83樁基礎設計步驟一、必要的資料準備

在設計之前，首先應通過調查研究，充分掌握一些基本的設計資料，其中包括上部結構的情況(如平面布置、結構型式、荷較大小以及構造和使用上的要求)、工程地質與水文地質勘察資料、基礎材料的來源及施工條件(如樁的制作、運輸、沉樁設備)等。并了解當地使用樁的經驗，以供設計參考。樁基礎設計步驟一、必要的資料準備在設計之前，首先應84二、初步選擇樁的類型、樁長及樁的截面尺寸等

1.樁的類型2.樁的截面尺寸3.樁長4.樁端進入持力層的深度二、初步選擇樁的類型、樁長及樁的截面尺寸等1.樁的類型85粘土2d砂土1.5d碎石1.0d

4d持力層軟弱下臥層1、樁型選擇的原則1）地質條件——選擇樁型首要因素2）建筑條件——決定樁型的重要因素3）施工對周圍環境的影響4）施工的可行性——選擇樁型的前提條件5）經濟分析2、樁長的確定

（1）設計樁長的確定——關鍵是樁端持力層的選擇

樁端全斷面進入持力層深度，依據各類持力層中成樁的可能性和盡可能提高樁端阻力的要求決定，一般為1~3倍樁徑；

堅硬持力層較厚且施工條件允許，宜達樁端阻力的臨界深度；

持力層較薄且有軟弱下臥層，樁端下堅實土層厚度不宜小于4倍樁徑。粘土2d4d持軟弱下臥層1、樁型選擇的原則2、樁861）打入可塑或硬塑粘性土的摩擦型樁，沉樁深度宜按樁端設計標高確定，以最后貫入度作參考；2）打到基巖面或堅實土層的端承樁，沉樁深度宜按最后貫入度確定，以樁端設計標高作參考；3）大直徑樁以取出巖碎屑為主，結合鉆進速度等確定。(2)施工樁長的確定——考慮樁端設計標高和最后貫入度最后貫入度是指打樁結束以前每次錘擊的沉入量，通常以最后每陣（10擊）的平均貫入量表示。1）打入可塑或硬塑粘性土的摩擦型樁，沉樁深度宜按樁端設計標高87三、確定單樁承載力

四、確定樁的數量及其平面布置三、確定單樁承載力四、確定樁的數量及其平面布置88

選擇最優的樁距就是合理布樁，這是使樁基設計做到經濟和有效的重要一環。

一般常用樁距為：s=3~4d

樁距太大會增加承臺的面積，使其體積和用料加大而不經濟；

樁距太小則會使摩擦樁基承載力降低，沉降加大，且給施工造成困難。

樁的邊距s1（樁的中心至承臺邊的距離）一般不小于樁的直徑，亦不得小于300mm。2.確定樁距s

選擇最優的樁距就是合理布樁，這是使樁基設計做893.樁的平面布置－－確定承臺尺寸在確定樁數、樁距和邊距后，根據布樁的原則，選用合理的排列方式，尺寸。

（1）布置原則:

①力求使樁基中各樁受力比較均勻: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；②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。3.樁的平面布置－－確定承臺尺寸90圖8.13橫墻下“探頭樁”的布置外密內疏（樁承臺外圍布樁間距較小、而內部布樁間距較大）布置探頭樁

圖8.13橫墻下“探頭樁”的布置外密內疏91（2）排列方式行列式梅花式樁的平面布置示例（a）柱下樁基；（b）墻下樁基（2）排列方式樁的平面布置示例92五、樁基承載力驗算

樁頂荷載簡圖五、樁基承載力驗算樁頂荷載簡圖93

1.樁頂荷載計算

（1）軸心豎向力作用下:

（2)偏心豎向力作用下:（3)水平力作用下:（2)偏心豎向力作用下:（3)水平力作用下:942.單樁承載力驗算

（1）軸心豎向力作用下:

（2）偏心豎向力作用下:

（3）水平力作用下:2.單樁承載力驗算（2）偏心豎向力作用下:（3）水平力95

對于抗震設防區，地震作用效應組合：（單樁豎向受震承載力提高25%）

(1)軸心豎向力作用下:

(2)偏心豎向力作用下:

對于抗震設防區，地震作用效應組合：（單樁豎向受震963.群樁驗算

對于樁數較多，樁距較小的摩擦群樁，樁端處地基中各樁傳來的壓力將互相重合，樁端處壓力比單樁時大得多，樁端以下壓縮土層的影響深度也比單樁大。此時群樁中各樁的工作狀態與單樁時迥然不同，其承載力不等于各單樁承載力之和，沉降量則大于單樁的沉降量。這就是所謂的群樁效應。由于具有群樁效應，除驗算單樁承載力外還應進行樁端地基的強度和變形驗算。3.群樁驗算974.軟弱下臥層的驗算1)Sa6d時按整體基礎Flb0tzG

4.軟弱下臥層的驗算1)Sa6d時按整體基礎Flb098六、樁基承臺設計樁基承臺的設計包括確定承臺的材料、底面標高、平面形狀及尺寸、剖面形狀及尺寸以及進行受彎、受剪、受沖切和局部受壓承載力計算，并應符合構造要求。六、樁基承臺設計991.構造要求

承臺形狀方形、矩形、三角形、多邊形、圓形最小寬度500mm最小厚度300mm樁外緣距離承臺邊150mcm

邊樁中心距離承臺邊1.0d且不得小于300mm樁嵌入承臺大樁橫向荷載100mm,

小樁50mm,鋼筋伸入承臺30d

混凝土標號C20,保護層70mm,當有混凝土墊層時，不應小于40mm。1.0d150mm100mm1.構造要求

承臺形狀方形、矩形、三角形、多邊形、圓形1002.承臺的計算

承臺計算包括受彎、受剪、受沖切及局部受壓承載力計算。受彎計算的結果→承臺的鋼筋配置受沖切和受剪計算→承臺的厚度2.承臺的計算101(1)受彎計算

①柱下獨立樁基承臺(板式承臺)的彎矩計算

板式承臺的彎矩計算模式取決于承臺的受彎破壞模式。根據模型試驗得到板式承臺的彎矩破壞模式。最大彎矩產生于平行柱邊兩個方向的屈服線處。利用極限平衡原理即可導出兩個方向的承臺正截面彎矩計算公式。

②墻下條形樁基承臺(梁式承臺)的彎矩計算

梁式承臺的內力，考慮承臺梁與上部墻體的協同作用，按倒置的彈性地基梁計算彎矩和剪力。計算時先求得作用于梁上的荷載，然后按普通連續梁計算其彎矩和剪力。(1)受彎計算102(2)受沖切計算aixaiyc1c2F45oh0柱對承臺的沖切角樁對承臺的沖切Fh045o(2)受沖切計算aixaiyc1c2F45oh0柱對承臺的103(3)受剪切計算柱下樁基獨立承臺應分別對柱邊、變階處和樁邊連線形成的斜截面進行受剪計算。當柱邊外有多排樁形成多個剪切斜截面時，尚應對每個斜截面進行驗算。樁基承臺的抗剪計算，類似于小剪跨比條件下深梁。

axh0bx(3)受剪切計算axh0bx104(4)局部受壓計算

對于柱下樁基承臺，當混凝土強度等級低于柱的強度等級時，應按現行結構設計規范要求驗算承臺的局部受壓承載力。

(4)局部受壓計算105七、單樁設計1.單樁計算樁身混凝土強度應滿足樁的承載力設計要求。計算中應按樁的類型和成樁工藝的不同將混凝土的軸心抗壓強度設計值乘以工作條件系數φc，樁身強度應符合下式要求：

樁軸心受壓時Q≤Apfcφc

七、單樁設計1062.單樁構造

(1)最小配筋率:0.8％(打人式預制樁)；0.6％(靜壓預制樁)；0.2％~0.65%(灌注樁,小直徑樁取大值)(2)配筋長度：①受水平荷載和彎矩較大的樁，配筋長度應通過計算確定。②樁基承臺下存在淤泥、淤泥質土或液化土層時，配筋長度應穿過淤泥、淤泥質土層或液化土層。③坡地岸邊的樁、8度及8度以上地震區的樁、抗拔樁、嵌巖端承樁應通長配筋。④柱徑大于600mm的鉆孔灌注樁，構造鋼筋的長度不宜小于樁長的2／3。

2.單樁構造107九、樁的質量檢驗

1)開挖檢查2)抽芯法3)聲波檢測法4)動測法八、繪制施工圖，編寫必要的設計說明

九、樁的質量檢驗1)開挖檢查2)抽芯法3)聲波檢測法4)動測108本章小結1、樁基礎通過樁身與樁周土層的相互作用，將上部結構荷載傳遞到地基深部土層，與淺基礎相比，具有較高的承載力和較強的穩定性。2、樁按其承載性狀、施工方法和成樁方法的效應分類。3、單樁豎向承載力的確定取決于樁身材料強度和土對樁的支承力，設計時兩者應同時兼顧。4、負摩阻力將使樁身軸力增大、樁的承載力減小、樁的沉降增大，在設計時應充分重視。5、群樁由于樁-土-承臺的共同作用而較單樁的工作特點更為復雜。摩擦型群樁在設計時應考慮群樁效應的影響。6、樁基礎設計時根據承載力極限狀態和正常使用極限狀態的要求，進行荷載取值及必要的計算和驗算。本章小結1、樁基礎通過樁身與樁周土層的相互作用，將上部結構荷1091.按樁的受力性能（豎向受力情況）分類1.按樁的受力性能（豎向受力情況）分類110◆預制樁◆現場灌注樁錘擊沉樁振動沉樁靜壓樁引孔,部分擠土大面積地面隆起不引孔,擠土樁沉樁方式人工挖孔螺旋鉆正反循環—地下水以下泥漿護壁沖擊,夯擴,爆破沉管灌注澆注法水上水下其他◆預制樁錘擊沉樁引孔,部分擠土沉樁方式人工挖孔澆注法水上111振動沉樁預制樁1－13mPilePoint振動沉樁PilePoint112由于樁端土的貫入變形和樁身彈性壓縮，對低樁承臺群樁，承臺底也產生一定反力，分擔一部分荷載，使承臺底土、樁間土、樁端土都參與工作，形成承臺、樁、土相互作用，使群樁的工作性質復雜。受彎計算的結果→承臺的鋼筋配置引起樁側負摩阻力的條件是：※(Q-S)關系曲線特征：缺點：施工問題如局部夾土、混凝土離析、縮頸等；樁基承臺的設計包括確定承臺的材料、底面標高、平面形狀及尺寸、剖面形狀及尺寸以及進行受彎、受剪、受沖切和局部受壓承載力計算，并應符合構造要求。3）施工對周圍環境的影響8％(打人式預制樁)；預制樁

優點：樁身質量易于保證，單樁承載力較高；②地基土性質：中間樁最大（1）布置原則:《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)土體性質（靈敏度、密實度、飽和度）和錘擊作用進行樁身承載力驗算；3Qum，取Qu=Qum；廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁由于樁端土的貫入變形和樁身彈性壓縮，對低樁承臺群樁，承臺底也1131.樁身軸力和截面位移

（1）單樁軸向荷載的傳遞1.樁身軸力和截面位移

（1）單樁軸向荷載的傳遞1142）常見的單樁破壞模式

屈曲破壞整體剪切破壞刺入破壞軸向荷載下基樁的破壞模式2）常見的單樁破壞模式屈曲破壞115(2)整體剪切破壞※荷載--沉降(Q-S)關系曲線的特征：呈“急進破壞”的陡降型※破壞模式特點：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，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，呈現明確的破壞荷載(圖b)。※樁的承載力主要取決于樁端土的支承力。※一般打入式短樁、鉆擴短樁等均屬于此種破壞。(2)整體剪切破壞116三、確定單樁承載力

四、確定樁的數量及其平面布置三、確定單樁承載力四、確定樁的數量及其平面布置117一、樁基礎的優點

樁基礎的適用性1.承載力高

2.沉降量小

3.能承受一定的水平荷載和上拔力，穩定性好

4.可以提高地基基礎的剛度、改變其自振頻率

5.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

一、樁基礎的優點樁基礎的適用性1.承載力高2.沉降量小118二、樁基礎的適用范圍1.建筑物荷載較大，地基上部軟弱而下部不太深處理藏有堅實地層時；2.高層建筑或其它重要的建筑物，不允許地基有過大的沉降或不均勻沉降時；3.高聳建筑物或構筑物對限制傾斜有特殊要求時；4.建筑物為敏感性結構，而地基土極不均勻時；5.大型或精密的機械設備基礎，對沉降或沉降速率有嚴格要求；6.地震區，以樁基作為結構抗震措施時。7.采用其它地基基礎形式會遇到施工困難時(排水不易,流砂,開挖困難)8.采用其它地基基礎形式不經濟時。二、樁基礎的適用范圍1.建筑物荷載較大，地基上部軟弱而下部不119二、樁基礎的適用范圍海洋構筑物二、樁基礎的適用范圍海洋構筑物120基本設計規定

(一）樁基礎應按極限狀態設計承載能力極限狀態-----樁基達到最大承載能力、整體失穩或發生不適于繼續承載的變形。正常使用極限狀態-----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限值。基本設計規定

(一）樁基礎應按極限狀態設計121（二）設計等級

根據建筑規模、功能特征、對差異變形的適應性、場地地基和建筑物體型的復雜性以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度，應將樁基設計分為三個設計等級。甲級

（1）重要的建筑（2）30層以上或高度超過100m的高層建筑（3）體型復雜且層數相差超過10層的高低層（含純地下室）連體建筑（4）20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）場地和地基條件復雜的7層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑（6）對相鄰既有工程影響較大的

乙級除甲級、丙級以外的建筑

丙級

場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的7層及7層以下的一般建筑（二）設計等級根據建筑規模、功能特征、對差異變形的適應122（三）承載能力驗算規定

1應根據樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算；

2應對樁身和承臺結構承載力進行計算；對于樁側土不排水抗剪強度小于10kPa且長徑比大于50的樁應進行樁身壓屈驗算；對于混凝土預制樁應按吊裝、運輸和錘擊作用進行樁身承載力驗算；對于鋼管樁應進行局部壓屈驗算；

3當樁端平面以下存在軟弱下臥層時，應進行軟弱下臥層承載力驗算；

（三）承載能力驗算規定1應根據樁基的使用功能和受力特征分123（四）穩定性驗算規定1對位于坡地、岸邊的樁基應進行整體穩定性驗算；

2對于抗浮、抗拔樁基，應進行基樁和群樁的抗拔承載力驗算；

3對于抗震設防區的樁基應進行抗震承載力驗算。

（四）穩定性驗算規定1對位于坡地、岸邊的樁基應進行整體穩定124（五）沉降計算規定

1設計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基；2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；3軟土地基多層建筑減沉復合疏樁基礎。對受水平荷載較大，或對水平位移有嚴格限制的建筑樁基，應計算其水平位移。應根據樁基所處的環境類別和相應的裂縫控制等級，驗算樁和承臺正截面的抗裂和裂縫寬度。（五）沉降計算規定125作用效應組合與

相應的抗力規定1確定樁數和布樁時，應采用傳至承臺底面的荷載效應標準組合；相應的抗力應采用基樁或復合基樁承載力特征值。2計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時，應采用荷載效應準永久組合；計算水平地震作用、風載作用下的樁基水平位移時，應采用水平地震作用、風載效應標準組合。3

驗算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩定性時，應采用荷載效應標準組合；抗震設防區，應采用地震作用效應和荷載效應的標準組合。作用效應組合與

相應的抗力規定1確定樁數和布樁時，應采用傳126（6）粘性土的摩阻力有時效性屈曲破壞整體剪切破壞刺入破壞1）單樁的破壞模式影響因素大直徑:d>800mm1）承臺分配給各樁樁頂的豎向荷載，其大部分直接傳遞到樁端。（2）樁端平面以下土壓縮變形；土層所在深度、土類及其性質、成樁方式、樁徑、施工工藝一般常用樁距為：s=3~4d

樁距太大會增加承臺的面積，使其體積和用料加大而不經濟；根據建筑規模、功能特征、對差異變形的適應性、場地地基和建筑物體型的復雜性以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度，應將樁基設計分為三個設計等級。單樁的豎向承載力——在工作狀態下樁所允許承受的最大荷載。當柱邊外有多排樁形成多個剪切斜截面時，尚應對每個斜截面進行驗算。1)Sa6d時按整體基礎2）打到基巖面或堅實土層的端承樁，沉樁深度宜按最后貫入度確定，以樁端設計標高作參考；高層建筑或其它重要的建筑物，不允許地基有過大的沉降或不均勻沉降時；（2）打入或壓入式沉樁存在擠土效應問題；作用效應組合與

相應的抗力規定4在計算樁基結構承載力、確定尺寸和配筋時，應采用傳至承臺頂面的荷載效應基本組合。當進行承臺和樁身裂縫控制驗算時，應分別采用荷載效應標準組合和荷載效應準永久組合。5樁基結構設計安全等級、結構設計使用年限和結構重要性系數應按現行有關建筑結構規范的規定采用，除臨時性建筑外，重要性系數不應小于1.0。6當樁基結構進行抗震驗算時，其承載力調整系數應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》(GB50011)的規定采用。（6）粘性土的摩阻力有時效性作用效應組合與

相應的抗力規定4127

按施工方法:預制樁和灌注樁按樁的設置效應:大量擠土樁、小量擠土樁和不擠土樁按樁的材料、形狀、尺寸按樁的受力性能：端承樁與摩擦樁第二節樁的類型及施工工藝一、樁的分類按樁的受力性能：端承樁與摩擦樁第二節樁的類型及施工工藝一、128樁的分類按承載性狀摩擦型樁端承型樁按施工方法預制樁灌注樁按樁成型效應擠土樁部分擠土樁按樁身材料、形狀、尺寸非擠土樁方形、圓形等木材、鋼材、鋼筋混凝土樁的分類按端按擠部非方129根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：

1.低承臺樁基：樁基承臺底面位于土中

……低承臺樁基的承臺底面位于地面以下，其受力性能具有較強的抵抗水平荷載的能力

……多用于工業與民用建筑2.高承臺樁基：承臺底面高出地面以上

……高承臺樁基的承臺底面位于地面以上，且樁常處于水下，水平受力性能差，但可避免水下施工及節省基礎材料斜樁

……多用于橋梁及港口工程樁基礎的類型根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：1.低承臺樁基：樁基130樁基礎示意圖

(a)低承臺樁基（b）高承臺樁基樁基礎示意圖(a)低承臺樁基（b）高承臺樁基1311.按樁的受力性能（豎向受力情況）分類1.按樁的受力性能（豎向受力情況）分類132端承樁摩擦樁PsPsP端承樁摩擦樁PsPsP1332.按施工方法分類2.按施工方法分類134……多用于橋梁及港口工程3)樁端擴底直徑與樁身直徑之比：影響樁端分擔荷載的大小；預制樁

優點：樁身質量易于保證，單樁承載力較高；(1)軸心豎向力作用下:1、樁基礎通過樁身與樁周土層的相互作用，將上部結構荷載傳遞到地基深部土層，與淺基礎相比，具有較高的承載力和較強的穩定性。《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)受沖切和受剪計算→承臺的厚度當有混凝土墊層時，不應小于40mm。②承臺底土不分擔樁基荷載，故承載力=端阻+側阻；并了解當地使用樁的經驗，以供設計參考。樁基承臺的抗剪計算，類似于小剪跨比條件下深梁。1）承臺分配給各樁樁頂的豎向荷載，其大部分直接傳遞到樁端。廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁1)樁端土和樁周土的剛度比：影響樁的承載性狀采用其它地基基礎形式會遇到施工困難時(排水不易,流砂,開挖困難)◆預制樁◆現場灌注樁錘擊沉樁振動沉樁靜壓樁引孔,部分擠土大面積地面隆起不引孔,擠土樁沉樁方式人工挖孔螺旋鉆正反循環—地下水以下泥漿護壁沖擊,夯擴,爆破沉管灌注澆注法水上水下其他……多用于橋梁及港口工程◆預制樁錘擊沉樁引孔,部分擠土沉樁方135振動沉樁預制樁1－13mPilePoint振動沉樁PilePoint136離心預應力預制鋼筋混凝土離心預應力預制鋼筋混凝土137人工挖孔樁人工挖孔樁138廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁廣州市亞洲大酒店人工挖孔樁139樁基礎教學講解課件140螺旋鉆

螺旋鉆141螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土螺旋鉆孔灌注樁粘性土砂性土142

預制樁

優點：樁身質量易于保證，單樁承載力較高；

缺點:（1）樁身規格、長度受限，接樁影響樁質量和承載力發揮；（2）打入或壓入式沉樁存在擠土效應問題；（3）噪音污染、接、截樁麻煩。適用條件：

（1）不需考慮噪音污染和震動影響的環境；

（2）持力層上覆蓋為較松軟地層，無堅硬夾層；

（3）持力層頂起伏變化不大，樁長易于控制；

（4）水下樁基工程

（5）大面積打樁工程；

預制樁

優點：樁身質量易于保證，單樁承載力較高；

缺點:適143灌注樁優點：樁長可隨持力層起伏而變化；無接、截樁麻煩；僅承受軸壓時不用配鋼筋，需配置鋼筋時按工作荷載要求布置；節約用鋼量；直徑大，單樁承載力大，比預制樁經濟；承載力由樁身成型和混凝土質量保證。缺點：施工問題如局部夾土、混凝土離析、縮頸等；泥漿護壁污染環境適用條件：各種地基土灌注樁優點：樁長可隨持力層起伏而變化；無接、截樁麻煩；僅承受144(1)軸心豎向力作用下:13橫墻下“探頭樁”的布置①受水平荷載和彎矩較大的樁，配筋長度應通過計算確定。大型或精密的機械設備基礎，對沉降或沉降速率有嚴格要求；※低承臺樁基，作為軸心受壓構件，取縱向彎曲系數為1，不考慮縱向壓曲影響；單樁的豎向承載力——在工作狀態下樁所允許承受的最大荷載。考慮樁端利用好土夾層的可能性。單樁軸向荷載傳遞的過程分析。樁軸心受壓時Q≤Apfcφc4）群樁承載力等于個單樁承載力之和Qg=∑Qi3Qum，取Qu=Qum；好土層很深時，應設法讓更多土層參與工作。根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：承臺形狀方形、矩形、三角形、多邊形、圓形1)樁端土和樁周土的剛度比：影響樁的承載性狀3.其它不同的分類標準※材料※形狀※尺寸軟土層(1)軸心豎向力作用下:3.其它不同的分類標準※材料軟土層145※按材料：

木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管（型鋼）樁、復合樁鋼筋混凝土：普通混凝土、預應力混凝土（離心預制）、高強混凝土※按材料：146※按形狀按縱斷面：楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節（分叉）樁、擴底樁、支盤樁、微型樁按橫斷面：圓形，八邊形，十字樁、X形樁※按形狀按縱斷面：楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節（分叉）樁、擴147樁身樁身148樁端Dd樁端Dd149橫斷面橫斷面150※按尺寸按斷面(直徑)的大小:

大直徑:d>800mm

小直徑:d<400(250)mm按長度(長徑比)

長樁:L>60m

短樁:L<10m

※按尺寸按斷面(直徑)的大小:151樁的設置效應（成型方式效應）成型方式擠土作用樁周土樁承載力變化天然結構應力狀態性質影響因素：粘性土－－擾動，強度降低1.土的類別無粘性土－擠密，強度提高2.土體性質（靈敏度、密實度、飽和度）樁的設置效應（成型方式效應）成型方式擠土作用樁周土樁承載力變1524.樁的成型方式效應（設置效應）4.樁的成型方式效應（設置效應）153二、樁的選型原則將荷載分配給承載力高，模量高的土層。好土層很深時，應設法讓更多土層參與工作。考慮樁端利用好土夾層的可能性。采用絕對沉降和差異沉降較小的樁型。施工的難易程度和周邊環境的限制。造價和工期。二、樁的選型原則將荷載分配給承載力高，模量高的土層。154單樁承載力的構成一、單樁軸向荷載的傳遞機理樁側阻力樁端阻力

第8.3節豎向荷載下單樁的工作性能樁－土相互作用單樁承載力的構成一、單樁軸向荷載的傳遞機理樁側阻力第8.3節155豎向承載力的組成摩阻力所需位移很小端阻力需要較大位移摩阻力先于端阻力發揮上部土層摩阻力先于下部土層發揮不同階段二者分擔比不同Q/kNQsQpQS/mmQs樁側摩阻力Qp樁端阻力1.樁身軸力和截面位移豎向承載力的組成摩阻力所需位移很小Q/kNQsQpQS/mm1563）施工對周圍環境的影響（1）軸心豎向力作用下:高層建筑或其它重要的建筑物，不允許地基有過大的沉降或不均勻沉降時；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中性點當進行承臺和樁身裂縫控制驗算時，應分別采用荷載效應標準組合和荷載效應準永久組合。根據承臺與地面的相對位置，一般可分為：1應根據樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基3)樁端擴底直徑與樁身直徑之比：影響樁端分擔荷載的大小；（2）群樁中基樁的性質明顯不同于單樁，群樁承載力不等于單樁承載力之和，η可能小于1，也可能大于1，群樁沉降量則大于單樁的沉降量，這就是承臺、樁、土相互作用的效應。（1）在豎向荷載作用下，樁頂大部分荷載通過樁側阻力傳到樁周土和樁端土中，其余部分由樁端承受。要求：在同一條件下的試樁數量，不宜少于總數的1％，并不應少于3根。群樁效應的幾種體現：樁基承臺的抗剪計算，類似于小剪跨比條件下深梁。正反循環—地下水以下泥漿護壁Ra=qpaAp＋up∑qsiali1.樁身軸力和截面位移

（1）單樁軸向荷載的傳遞3）施工對周圍環境的影響1.樁身軸力和截面位移

（1）單樁軸157(2)建立單樁軸向荷載基本微分方程微元體材料力學靜力平衡條件(2)建立單樁軸向荷載基本微分方程微元體材料力學靜力平衡條件158(3)方程的運用由試驗獲得樁身軸力分布圖，則可通過方程求出樁側阻和截面位移分布圖，研究側阻與端阻的分布及發展。積分計算沿樁身軸力積分計算沿樁身截面位移量(3)方程的運用由試驗獲得樁身軸力分布圖，則1592.影響荷載傳遞的因素4)樁的長徑比：樁徑比過大，影響樁端阻力的發揮，設計時不宜使樁長徑比太大。1)樁端土和樁周土的剛度比：影響樁的承載性狀承載性狀1→100摩擦樁→端承樁2)樁土剛度比：影響樁端阻力分擔荷載的大小。

Ep／Es愈大，傳遞到樁端的荷載愈大低剛度樁基（砂樁、碎石樁、灰土樁），按復合地基設計3)樁端擴底直徑與樁身直徑之比：影響樁端分擔荷載的大小；2.影響荷載傳遞的因素4)樁的長徑比：樁徑比過1601.樁側摩阻力（1）樁側摩阻力產生的原因：樁土相對位移（樁對土的位移、樁身壓縮）；（2）樁側摩阻力的計算二.樁側摩阻力和樁端阻力1.樁側摩阻力二.樁側摩阻力和樁端阻力161（3）摩阻力的分布qs摩阻力u為樁的周長S0Sp各點位移Q軸向力NSpS0SpSp（3）摩阻力的分布qs摩阻力u為樁的周長S0Sp各點位移Q軸162

（4）極限摩阻力影響因素：土層所在深度、土類及其性質、成樁方式、樁徑、施工工藝（5）隨著深度增加，砂土中存在臨界深度

側阻的深度效應——當樁入土深度達某一臨界深度后，側阻就不隨深度增加的現象稱為側阻的深度效應。打入預制樁：擠土作用超靜孔隙水壓力消散，土的觸變性其他施工因素（6）粘性土的摩阻力有時效性（4）極限摩阻力影響因素：打入預制樁1632.樁端阻力（1）產生原因：樁端土壓縮（2）端阻深度效應端承力與深度有關，存在臨界深度端阻的臨界深度——當樁端入土深度小于某一臨界值時，極限端阻隨深度增加，而大于該深度后