第十二章樁基礎(chǔ)1第一節(jié)概述主要內(nèi)容第二節(jié)樁的類型第三節(jié)樁的豎向承載力第四節(jié)樁基礎(chǔ)沉降計(jì)算第五節(jié)樁的負(fù)摩阻力第六節(jié)樁的水平承載力第七節(jié)樁的平面布置原則第八節(jié)樁承臺(tái)設(shè)計(jì)第九節(jié)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟第十節(jié)樁的質(zhì)量檢測(cè)2

12.1概述一、樁基礎(chǔ)及其應(yīng)用樁基礎(chǔ)（簡(jiǎn)稱樁基）：樁基礎(chǔ)由樁和承臺(tái)兩部分組成，共同承受靜動(dòng)荷載的一種深基礎(chǔ)。樁：是設(shè)置于土中的具有一定剛度和抗彎能力的豎直或傾斜的柱型基礎(chǔ)構(gòu)件，其橫截面尺寸比長(zhǎng)度小得多，它與連接樁頂和承接上部結(jié)構(gòu)的承臺(tái)組成深基礎(chǔ)。承臺(tái)：把若干根樁的頂部聯(lián)結(jié)成整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分配于各樁，由穿過軟弱土層或水的樁傳遞到深部較堅(jiān)硬的、壓縮性小的土層或巖層，從而保證建筑物滿足地基穩(wěn)定和變形允許值的要求。樁基礎(chǔ)具有承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、抗震能力強(qiáng)、便于機(jī)械化施工、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在工程中得到廣泛的應(yīng)用。34LowWeightSofttoFirmClayLargeDistributedWeightVeryLargeConcentratedWeightDenseSandStrongRock對(duì)下述情況，一般可考慮選用樁基礎(chǔ)方案：①天然地基承載力和變形不能滿足要求的高重建筑物；②天然地基承載力基本滿足要求、但沉降量過大，需利用樁基減少沉降的建筑物，如軟土地基上的多層住宅建筑，或在使用上、生產(chǎn)上對(duì)沉降限制嚴(yán)格的建筑物；③重型工業(yè)廠房和荷載很大的建筑物，如倉(cāng)庫(kù)、料倉(cāng)等；④軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物；⑤作用有較大水平力和力矩的高聳結(jié)構(gòu)物（如煙囪、水塔等）的基礎(chǔ)，或需以樁承受水平力或上拔力的其他情況；⑥需要減弱其振動(dòng)影響的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)，或以樁基作為地震區(qū)建筑物的抗震措施；⑦地基土有可能被水流沖刷的橋梁基礎(chǔ)；⑧需穿越水體和軟弱土層的港灣與海洋構(gòu)筑物基礎(chǔ)，如棧橋、碼頭、海上采油平臺(tái)及輸油、輸氣管道支架等。6

78樁的應(yīng)用歷史(1)7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡(2)3000-4000年前在羅馬(3)西安灞橋,北京御河橋,隋唐建塔(4)明清9

二、樁基礎(chǔ)的類型根據(jù)承臺(tái)與地面相對(duì)位置的高低，分為：低承臺(tái)樁基和高承臺(tái)樁基。低承臺(tái)樁基：承臺(tái)底面位于地面以下。（工業(yè)民用建筑）高承臺(tái)樁基：承臺(tái)底面高于地面。（橋梁、海洋構(gòu)筑物）10樁基是由樁、土、承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)，應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮三者的共同作用。由于樁基承載力都較高，通常大多數(shù)樁基的首要問題是在于控制其沉降量，因此，樁基設(shè)計(jì)應(yīng)按變形控制設(shè)計(jì)。樁基設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列條件：強(qiáng)度要求：?jiǎn)螛冻惺艿呢Q向荷載不宜超過單樁豎向承載力特征值；變形要求：樁基礎(chǔ)的沉降不得超過建筑物沉降允許值；對(duì)于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算。三、樁基設(shè)計(jì)原則目前，工程中的樁基設(shè)計(jì)，主要依據(jù)是《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002)、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：在確定樁數(shù)和進(jìn)行單樁承載力計(jì)算時(shí)，傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載采用正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合，抗力采用單樁承載力特征值；《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與計(jì)算，采用承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)基本組合的設(shè)計(jì)方法。11四、樁基設(shè)計(jì)內(nèi)容樁基設(shè)計(jì)包括下列基本內(nèi)容：①樁的類型和幾何尺寸的選擇；②單樁豎向（和水平向）承載力的確定；③確定樁的數(shù)量、間距和平面布置；④樁基承載力和沉降驗(yàn)算；⑤樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；⑥承臺(tái)設(shè)計(jì)；⑦繪制樁基施工圖。1212.2樁的類型樁的分類按承載性狀摩擦型樁端承型樁按施工方法預(yù)制樁灌注樁按樁成型效應(yīng)擠土樁部分?jǐn)D土樁按承臺(tái)地面位置非擠土樁低承臺(tái)樁高承臺(tái)樁13

一、按樁的承載性狀和豎向受力分類

——摩擦型樁和端承型樁摩擦型樁：樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和端阻力共同承擔(dān)，但樁側(cè)阻力分擔(dān)較多荷載。當(dāng)樁頂豎向荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承擔(dān)，端阻力很小時(shí)，稱為摩擦樁。下列情況可按摩擦樁考慮：1、樁的長(zhǎng)徑比很大，樁端分擔(dān)的荷載很??；2、樁端下無較堅(jiān)實(shí)的土層；3、樁底有較厚虛土和殘?jiān)墓嘧叮?、打入鄰樁使先前設(shè)置的樁上抬，樁端脫空。14

端承型樁：樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承受，但樁端阻力分擔(dān)荷載較多的樁。這類樁的側(cè)摩阻力雖屬次要，但不可忽視。主要由樁端阻力分擔(dān)荷載，而側(cè)阻力很小可以忽視不計(jì)時(shí)的樁稱為端承樁。下列情況可按端承型樁考慮：1、樁的長(zhǎng)徑比較?。╨/d≤10），樁穿過軟土層，樁端位于硬土層。2、當(dāng)樁嵌入完整或較完整巖層時(shí)稱為嵌巖樁。15

二、按樁的施工方法分類：——預(yù)制樁和灌注樁（一）預(yù)制樁

1、定義：指借助于專用機(jī)械設(shè)備將預(yù)先制作好的具有一定形狀、剛度與構(gòu)造的樁桿打入、壓入或振入土中去的樁型。

2、預(yù)制樁的種類：據(jù)制樁材料不同，主要有木樁、混凝土預(yù)制樁和鋼樁。1）混凝土預(yù)制樁一般為配筋率較低（0.3~1.0%）的鋼筋混凝土樁。截面形狀：方形、圓形等，普通實(shí)心方樁截面尺寸：300~500mm。制作方式：工廠預(yù)制，每節(jié)長(zhǎng)度小于12m，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制25~30m，沉樁時(shí)現(xiàn)場(chǎng)連接到所需長(zhǎng)度。特點(diǎn)：可方便地按所需長(zhǎng)度、斷面形狀與尺寸進(jìn)行制作（制作方便），材料易得，質(zhì)量可控制與檢驗(yàn)，強(qiáng)度高、剛度大，采用廣泛。配筋主要受起吊、運(yùn)輸、吊立、沉樁等各階段的應(yīng)力控制，用鋼量較大。16

2）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁為減少混凝土預(yù)制樁的鋼筋用量、提高樁的承載力和抗裂性，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土樁。

預(yù)應(yīng)力混凝土樁是指將鋼筋混凝土樁的部分或全部主筋作為預(yù)應(yīng)力張拉鋼筋，采用先張法或后張法對(duì)樁身混凝土施加預(yù)壓應(yīng)力，以減小樁身混凝土的錘擊拉應(yīng)力和彎拉應(yīng)力，提高樁的抗沖（錘）擊能與抗彎能力。其特點(diǎn)為：強(qiáng)度高、抗裂性好。預(yù)應(yīng)力混凝土管樁采用先張法預(yù)應(yīng)力工藝和離心成型法制作。經(jīng)高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的為預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁（代號(hào)為PHC樁），其樁身離心混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C80；未經(jīng)高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)生產(chǎn)的為預(yù)應(yīng)力混凝土管樁（代號(hào)為PC樁），其樁身離心混凝土強(qiáng)度等級(jí)C60~C80。建筑工程中常用的PHC,PC管樁的外徑為300~600mm，分節(jié)長(zhǎng)度為7~13m，沉樁時(shí)樁節(jié)處通過焊接端頭板接長(zhǎng)。樁的下端設(shè)置十字型樁尖、圓錐型樁尖或開口型樁尖。173）鋼樁工程常用的鋼樁有H型鋼樁以及下端開口或閉口的鋼管樁等。

H型鋼樁的橫截面大都呈正方形，截面尺寸為200×200mm~360×410mm，翼緣和腹板的厚度為9~26mm。H型鋼樁貫人各種土層的能力強(qiáng)，對(duì)樁周土的擾動(dòng)亦較小。由于H型鋼樁的橫截面面積較小，因此能提供的端部承載力并不高。鋼管樁的直徑一般為400~3000mm，壁厚為6~50mm，國(guó)內(nèi)工程中常用的大致為400~1200mm,壁厚為9~20mm。端部開口的鋼管樁易于打人（沉樁困難時(shí)，可在管內(nèi)取土以助沉），但端部承載力較閉口的鋼管樁小。鋼樁的穿透能力強(qiáng)，自重輕、錘擊沉樁的效果好，承載能力高，無論起吊、運(yùn)輸或是沉樁、接樁都很方便。但鋼樁的耗鋼量大，成本高，抗腐蝕性能較差，須做表面防腐蝕處理，目前我國(guó)只在少數(shù)重要工程中使用。18鋼管樁木樁19離心預(yù)應(yīng)力預(yù)制鋼筋混凝土20PrecastConcretePile21

預(yù)制樁的沉樁方式主要有錘擊法沉樁、振動(dòng)法沉樁及靜壓法沉樁。1）錘擊法（打樁）沉樁系采用蒸汽錘、柴油錘、液壓錘等，依靠沉重的錘芯自由下落以及部分包含液壓產(chǎn)生的沖擊力，將樁體貫入土中，直至設(shè)計(jì)深度。適用于地基土為松散的碎石土（不含大卵石或漂石）、砂土、粉土以及可塑粘性土的情況。缺點(diǎn)：會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)、擠土和噪聲，引起鄰近建筑物或地下管線的附加沉降或隆起，妨礙人們的正常生活與工作。措施：施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鄰近建筑物和地下管線的變形監(jiān)測(cè)與施工控制，并采取周密的防護(hù)措施。適用于松軟土地質(zhì)條件和較空曠的地區(qū)。22錘擊法沉樁（打樁）23

2）振動(dòng)法沉樁憑借放置于樁頂?shù)恼駝?dòng)錘使樁產(chǎn)生振動(dòng)，從而使樁周土體受擾動(dòng)或液化，強(qiáng)度和阻力大大降低，于是樁體在自重和動(dòng)力荷載作用下沉入土中。適用于可塑狀的粘性土和砂土，對(duì)受振動(dòng)時(shí)土的抗剪強(qiáng)度有較大降低的砂土地基和自重不大的鋼樁，沉樁效果更好。選用時(shí)應(yīng)考慮其振動(dòng)、噪聲和擠土效應(yīng)。

3）靜壓法沉樁采用液壓或機(jī)械方法對(duì)樁頂施加靜壓而將樁壓入土中設(shè)計(jì)標(biāo)高。施工過程中無振動(dòng)和噪聲。適宜在軟土地帶城區(qū)施工。但應(yīng)注意，其擠土效應(yīng)仍不可忽略，亦應(yīng)采取防擠措施。靜壓樁機(jī)壓樁力一般約為800kN至5000kN，最大壓樁力已達(dá)8000kN。24振動(dòng)沉樁25

沉管灌注樁鉆孔灌注樁挖孔灌注樁爆破灌注樁灌注樁（二）灌注樁指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成的樁孔內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。灌注樁的橫截面呈圓形，可以做成大直徑和擴(kuò)底樁。通過選擇適當(dāng)?shù)某煽自O(shè)備和施工方法，灌注樁可適用于各種類型的地基土。但在成孔成樁過程中，應(yīng)采取相應(yīng)的措施和方法保證灌注樁樁身的成形和混凝土質(zhì)量，這是保證灌注樁承載力的關(guān)鍵所在。

優(yōu)點(diǎn)：省去了預(yù)制樁的制作、運(yùn)輸、吊裝和打入等工序，樁不承受這些過程中的彎折和錘擊應(yīng)力，節(jié)省了鋼材和造價(jià)。同時(shí)更能適應(yīng)基巖起伏變化劇烈的地質(zhì)條件（適應(yīng)性強(qiáng)）。

缺點(diǎn)：成樁過程完全在地下“隱蔽”完成。施工過程中的許多環(huán)節(jié)把握不當(dāng)則會(huì)影響成樁質(zhì)量。26

1、沉管灌注樁

沉管灌注樁是指采用錘擊沉管打樁機(jī)或振動(dòng)沉管打樁機(jī)，將套上預(yù)制鋼筋混凝土樁尖或帶有活瓣樁尖（沉管時(shí)樁尖閉合，拔管時(shí)活瓣張開以便澆灌混凝土）的鋼管沉入土層中成孔，然后邊灌注混凝土、邊錘擊或邊振動(dòng)邊拔出鋼管并安放鋼筋籠而形成的灌注樁。錘擊沉管灌注樁的常用直徑（指預(yù)制樁尖的直徑）為300~500mm，振動(dòng)沉管灌注樁的直徑一般為400~500mm。沉管灌注樁樁長(zhǎng)常在20m以內(nèi)，可打至硬塑粘土層或中、粗砂層。優(yōu)點(diǎn)：在鋼管內(nèi)無水環(huán)境中沉放鋼筋籠和澆灌混凝土，為樁身混凝土的質(zhì)量提供了保障。缺點(diǎn)：一是提管速度過快會(huì)造成縮頸、夾泥、甚至斷樁；二是沉管過程中產(chǎn)生擠土效應(yīng)除產(chǎn)生與預(yù)制樁類似的影響處，還可能使混凝土尚未結(jié)硬的鄰樁被剪斷。對(duì)策：控制提管速度，并振動(dòng)樁管，不讓管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，提高樁身混凝土的密實(shí)度并保持其連續(xù)性；采用“跳打”順序施工，待混凝土強(qiáng)度足夠時(shí)再在它的近旁施打相鄰樁。27

機(jī)器就位沉管澆混凝土撥管、振動(dòng)機(jī)器就位安鋼筋籠，澆混凝土成型28

2、鉆孔灌注樁：指各種在地面用機(jī)械方法取土成孔的灌注樁。目前，樁徑為600或650mm的鉆孔灌注樁，國(guó)內(nèi)常用回轉(zhuǎn)機(jī)具成孔，樁長(zhǎng)10~30m；1200mm以下的鉆（沖）孔灌注樁在鉆進(jìn)時(shí)不下鋼套筒，而是采用泥漿保護(hù)孔壁以防塌孔，清孔（排走孔底沉渣）后，在水下澆灌混凝土。更大直徑（1500-3000mm）的鉆（沖）孔樁一般用鋼套筒護(hù)壁，所用鉆機(jī)具有回旋鉆進(jìn)、沖擊、磨頭磨碎巖石和擴(kuò)大樁底等多種功能，鉆進(jìn)速度快，深度可達(dá)80m。步驟：成孔、沉放導(dǎo)管和鋼筋籠、澆灌水下混凝土成樁。優(yōu)點(diǎn)：施工過程無擠土、無振動(dòng)、噪聲小，對(duì)鄰近建筑物及地下管線危害較小，且樁徑不受限制，是城區(qū)高層建筑常用樁型。缺點(diǎn)：泥漿沉淀不易清除，以至使其端部承載力不能充分發(fā)揮，并造成較大沉降。措施：孔底夯填碎石消除淤泥沉淀或樁底注漿，置換與加固沉淀泥漿。

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3、挖孔灌注樁

挖孔樁可采用人工或機(jī)械挖掘成孔，每挖深0.9~1.0m，就現(xiàn)澆或噴射一圈混凝土護(hù)壁（上下圈之間用插筋連接），然后安放鋼筋籠，灌注混凝土而成。人工挖孔樁的樁身直徑一般為800~2000mm，最大可達(dá)3500mm。當(dāng)持力層承載力低于樁身混凝土受壓承載力時(shí)，樁端可擴(kuò)底，視擴(kuò)底端部側(cè)面和樁端持力層土性情況，擴(kuò)底端直徑與樁身直徑之比D/d不宜超過3，最大擴(kuò)底直徑可達(dá)4500mm。

挖孔樁的樁身長(zhǎng)度宜限制在30m內(nèi)。當(dāng)樁長(zhǎng)L≤8m時(shí)，樁身直徑（不含護(hù)壁）不宜小于0.8m；當(dāng)8m＜L≤15m時(shí)，樁身直徑不宜小于1.0m；當(dāng)15m＜L≤20m時(shí)，樁身直徑不宜小于1.2m;當(dāng)樁長(zhǎng)L＞20m時(shí)，樁身直徑應(yīng)適當(dāng)加大。工藝特點(diǎn)：現(xiàn)多用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁。適用環(huán)境：適用于粘性土和地下水位較低的條件，不能在含水砂層中施工，易引起流砂坍孔；優(yōu)點(diǎn)：一是直觀性，可在開挖面直接鑒別和檢驗(yàn)孔壁和孔底的土質(zhì)情況；二是能直能測(cè)定與控制樁身與樁底的直徑及形狀等，克服“隱蔽性”；三是干作業(yè)，挖土和澆灌混凝土都是在無水環(huán)境下進(jìn)行，避免了泥水對(duì)樁身質(zhì)量和承載力的影響；四是施工過程對(duì)周圍沒有擠土影響；五是不必采用大型機(jī)械、造價(jià)低，但需注意安全。31人工挖孔樁32334、爆擴(kuò)灌注樁爆擴(kuò)灌注樁是指就地成孔后，在孔底放人炸藥包并灌注適量混凝土后，用炸藥爆炸擴(kuò)大孔底，再安放鋼筋籠，灌注樁身混凝土而成的樁。爆擴(kuò)樁的樁身直徑一般為200~350mm，擴(kuò)大頭直徑一般取樁身直徑的2~3倍，樁長(zhǎng)一般為4~6m，最深不超過10m。這種樁的適應(yīng)性強(qiáng)，除軟土的新填土外，其他各種地層均可用，最適宜在粘土中成型并支承在堅(jiān)硬密實(shí)土層上的情況。我國(guó)常用灌注樁的適用范圍見下頁表3435

（三）按樁的成型方式效應(yīng)分類：

——擠土樁、部分?jǐn)D土樁和非擠土樁樁的成型方式（打入或鉆孔成樁等）不同，樁周土受到的擠土作用也很不相同。擠土作用會(huì)引起樁周土的天然結(jié)構(gòu)、應(yīng)力狀態(tài)和性質(zhì)產(chǎn)生變化，從而影響樁的承載力，這種變化與土的類別、性質(zhì)特別是土的靈敏度、密實(shí)度和飽和度有密切關(guān)系。對(duì)摩擦型樁，成樁后的承載力還隨時(shí)間呈一定程式的增長(zhǎng)，一般來說，初期增長(zhǎng)速度較快，隨后逐級(jí)變緩，一段時(shí)間后則趨于某一極限值。根據(jù)成樁方法對(duì)樁周土層的影響，樁可分為擠土樁、部分?jǐn)D土樁和非擠土樁三類。36（1）擠土樁(也稱排土樁)：這類樁在設(shè)置過程中，樁周土被擠開，使土的工程性質(zhì)與天然狀態(tài)比較，發(fā)生較大變化。擠土樁主要包括打入或壓入預(yù)制混凝土樁、封底鋼管樁和混凝土管樁和沉管式的灌注樁等；擠土樁的成樁效應(yīng):①粘性土：表現(xiàn)為樁側(cè)土受到擠壓、擾動(dòng)、重塑，產(chǎn)生超孔隙水壓力，飽和粘性土中，可能會(huì)因鄰近土體產(chǎn)生橫向位移和豎向隆起而使臨近先打入的樁被推移或被抬起，或?qū)︵徑慕Y(jié)構(gòu)物造成重大影響。隨后超孔隙水壓力消散、產(chǎn)生再固結(jié)和觸變恢復(fù)。擠土效應(yīng)將使樁周土產(chǎn)生壓縮增強(qiáng)效應(yīng)，使側(cè)阻力提高。但壓縮增強(qiáng)效應(yīng)有限，與土的強(qiáng)度、模量、泊松比有關(guān)。37②砂土：非密實(shí)砂土中的擠土樁，樁周土因側(cè)向擠壓而趨于密實(shí)，土的相對(duì)密實(shí)度提高。擠密范圍樁側(cè)可達(dá)3~5.5倍樁徑，樁端可達(dá)2.5~4.5倍樁徑。樁群的樁周土擠密效應(yīng)更為顯著。從而使樁的承載力提高。

（2）部分?jǐn)D土樁(也稱少量排土樁)：這類樁在設(shè)置過程中，由于擠土作用輕微，故樁周土的工程性質(zhì)變化不大。這類樁主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型鋼樁、開口鋼管樁、開口的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等；

38（3）非擠土樁(也稱非排土樁)：這類樁在設(shè)置過程中將相應(yīng)于樁身體積的土挖出，因而樁周及樁底土有應(yīng)力松弛現(xiàn)象。這類樁主要是各種型式的鉆挖孔灌注樁以及預(yù)鉆孔埋樁等。成樁效應(yīng)：①粘性土：干作業(yè)無護(hù)壁條件下，孔壁土處于自由狀態(tài)，產(chǎn)生向孔內(nèi)的徑向位移，雖然澆注混凝土后徑向位移會(huì)有所恢復(fù)，但樁周土仍處于一定的松弛狀態(tài)；泥漿護(hù)壁條件下，孔壁側(cè)向變形受到約束，松弛效應(yīng)不明顯，但樁側(cè)阻力受泥漿稠度、混凝土澆注等影響較大，樁側(cè)阻力多少有所下降；樁端下的土?xí)軘_動(dòng)與發(fā)生軟化，孔底殘留虛土和沉渣，導(dǎo)致樁端阻力降低、沉降量增大。②砂土：砂土中的大直徑鉆（挖）孔樁一般需用鋼套管或泥漿護(hù)壁，剛套管護(hù)壁時(shí)，套管沉拔、搖動(dòng)使孔壁砂土松動(dòng)，減小了樁側(cè)阻力。39

（四）按承臺(tái)與地面相對(duì)位置高低：低承臺(tái)樁基（承臺(tái)位于地面以下）和高承臺(tái)樁基（承臺(tái)位于地面以上）。40

木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管（型鋼）樁、復(fù)合樁。鋼筋混凝土：普通混凝土、預(yù)應(yīng)力（離心預(yù)制）混凝土、高強(qiáng)混凝土。（五）按樁身材料分：41（六）按樁身形狀分：42橫斷面43按斷面(直徑）的大?。捍笾睆綐叮篸>800mm；用作大型橋梁、超高層建筑的基礎(chǔ)。中等直徑樁（最常用）：250mm≤d≤800mm；小直徑樁：d<250mm，用于地基托換、結(jié)構(gòu)支護(hù)、抗浮、地基處理，如樹根樁。

（六）按斷面尺寸分：44

作用于樁頂?shù)呢Q向荷載Q是由樁側(cè)土的總摩阻力Qs和樁端土的總端阻力Qp

共同承擔(dān)。Qs—樁側(cè)總摩阻力；Qp—樁端總阻力。當(dāng)樁頂荷載加大到極限值時(shí)Qu—單樁的極限承載力；Qpu—單樁總極限端阻力。Qsu—單樁總極限摩阻力；12.3樁的豎向承載力一、單樁豎向荷載的傳遞機(jī)理45

研究表明，樁頂受豎向荷載Q后，首先，樁身上部受到壓縮而產(chǎn)生相對(duì)土的向下位移，與此同時(shí)，樁側(cè)表面受到土的向上摩阻力Qs的作用。隨著荷載增加，樁身壓縮量和位移量逐漸增加，樁身下部的摩阻力也做逐漸被調(diào)動(dòng)并發(fā)揮。樁身荷載傳至樁底，樁底土層受到壓縮而產(chǎn)生樁端阻力Qp，即作用于樁頂?shù)暮奢d通過樁側(cè)阻力與樁端阻力傳遞到樁周土層中。

一般說來，靠近樁身上部土層的側(cè)阻力先于下部土層發(fā)揮，而側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮出來。荷載傳遞過程中，Qs、Qp的發(fā)揮程度與樁土間的相對(duì)位移情況有關(guān)。當(dāng)樁身全長(zhǎng)的側(cè)阻力都到達(dá)極限值之后，樁頂荷載增量就全歸樁端阻力承擔(dān)，直到樁底持力層破壞、無力支持更大的樁頂荷載為止。此時(shí)，樁項(xiàng)所承受的荷載就是樁的極限承載力。由此可見，單樁軸向荷載的傳遞過程就是樁側(cè)阻力與樁端阻力的發(fā)揮過程。46

(a)軸向受壓的樁(b)軸力分布

(c)摩阻力分布(d)截面位移

樁土體系荷載傳遞分析（1）樁側(cè)摩阻力qs47

由微分段dz的豎向平衡可求得

微分段dz的壓縮量為：式中：A—樁身截面積；Ep—樁身彈性模量；u—樁身周長(zhǎng)。以樁頂為坐標(biāo)原點(diǎn)，積分得：設(shè)測(cè)出的樁頂位移為s0，則樁身某截面的位移為樁頂位移與該截面范圍內(nèi)樁身壓縮量之差：由（1）（2）得單樁軸向荷載傳遞基本微分方程（2）單樁軸向荷載傳遞基本微分方程（1）：48

通過在樁身埋設(shè)應(yīng)力或位移測(cè)試元件，獲得樁身軸力分布圖，就可作出摩阻力qs(z)、截面位移s(z)分布圖。砂土中實(shí)測(cè)樁側(cè)摩阻力隨樁身的分布49（2）樁端阻力qp理論分析50端阻的深度效應(yīng)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中匯聚了國(guó)內(nèi)大量試樁資料，按不同類型的樁分別給出了極限端阻力的深度范圍，例如：預(yù)制樁或水下鉆孔樁：30m；沉管灌注樁和干作業(yè)鉆孔樁：15m；仍需作進(jìn)一步研究。51

（3）樁的荷載傳遞一般規(guī)律(2)樁土剛度比Ep/Es越大，傳遞到樁底的荷載就越大，但當(dāng)Ep/Es超過1000后，對(duì)樁端阻力分擔(dān)的荷載比影響不大，而對(duì)Ep/Es小于等于10的中長(zhǎng)樁,樁端阻力分擔(dān)的荷載為0。(3)樁端擴(kuò)底直徑與樁身直徑比D/d越大,樁端阻力分擔(dān)的荷載比也大.(4)樁的長(zhǎng)徑比l/d越大,傳遞到樁端的荷載減小,樁身下部側(cè)阻力的發(fā)揮值相應(yīng)降低.當(dāng)樁長(zhǎng)l/d超過100時(shí),上述各種影響都將大大減弱，甚至失去意義。⑴樁端土與樁側(cè)土的模量比Eb/Es越小，樁身軸力沿深度衰減越快，即傳遞到樁端的荷載越小。52樁身材料屈服：端承樁、超長(zhǎng)樁；持力層土的整體剪切破壞：摩擦樁；刺入剪切破壞：均質(zhì)土中的摩擦樁，無明顯拐點(diǎn)；沿樁身側(cè)面純剪切破壞：鉆孔灌注樁存在泥漿。（4）單樁的破壞模式5354

二、單樁豎向承載力的確定單樁豎向承載力的確定，取決于兩方面：其一，樁身的材料強(qiáng)度；其二，地層的支承力．設(shè)計(jì)時(shí)分別按上述兩方面確定后取其中的小值。單樁豎向極限承載力Qu，樁側(cè)總極限摩阻力Qsu和樁端總極限阻力Qpu組成，若忽略二者間的相互影響，可表示為：?jiǎn)螛敦Q向承載力特征值Ra《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》通常單一安全系數(shù)K＝2;分項(xiàng)安全系數(shù)Ks>Kp單一安全系數(shù)法：分項(xiàng)安全系數(shù)法：55

單樁豎向承載力的確定方法：靜載荷試驗(yàn)法靜力觸探法標(biāo)準(zhǔn)貫入法動(dòng)力分析法經(jīng)驗(yàn)分析法（按規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》對(duì)單樁豎向承載力的確定有如下規(guī)定：一級(jí)建筑樁基：現(xiàn)場(chǎng)靜載荷實(shí)驗(yàn)，結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入等原位測(cè)試方法綜合確定；二級(jí)建筑樁基：靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、經(jīng)驗(yàn)參數(shù)估算，并參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，當(dāng)缺乏可參照的試樁資料或地質(zhì)條件復(fù)雜，應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)確定；三級(jí)建筑樁基：如無原位測(cè)試資料時(shí)，利用承載力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)估算。56靜載荷試驗(yàn)是評(píng)價(jià)單樁承載力諸法中可靠性較高的一種方法。試驗(yàn)要求：成樁后間歇時(shí)間：擠土樁在設(shè)置后須隔一段時(shí)間才開始載荷試驗(yàn)。這是由于打樁時(shí)土中產(chǎn)生的孔隙水壓力有待消散，且土體因打樁擾動(dòng)而降低的強(qiáng)度也有待隨時(shí)間而部分恢復(fù)。所需的間歇時(shí)間：預(yù)制樁在砂類土中不得少于7天；粉土和粘性土不得少于15天；飽和軟粘土不得少于25天。應(yīng)在樁身混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后才能進(jìn)行。測(cè)樁數(shù)：在同一條件下，進(jìn)行靜載荷試驗(yàn)的樁數(shù)不宜少于總樁數(shù)的1％，且不應(yīng)少于3根。試驗(yàn)裝置：主要包括加荷穩(wěn)壓部分、提供反力部分和沉降觀測(cè)部分。靜荷載一般由安裝在樁頂?shù)挠蛪呵Ы镯斕峁?。千斤頂?shù)姆戳赏ㄟ^錨樁承擔(dān)，或借壓重平臺(tái)上的重物來平衡。量測(cè)樁頂沉降的儀表主要有百分表或電子位移計(jì)等。1、靜載荷試驗(yàn)法57加荷裝置：58堆載反力法59錨樁反力梁法6061錨樁桁架法,2400噸62試驗(yàn)方法、終止加載條件：（1）加載逐級(jí)等量加載，分級(jí)荷載宜為最大加載量或預(yù)估極限承載力的1/10，其中第一級(jí)可取分級(jí)荷載的2倍。為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的豎向抗壓試驗(yàn)測(cè)試應(yīng)采用慢速荷載維持法（滿足連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)每小時(shí)的樁頂沉降量不超過0.1mm的相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，施加下一級(jí)荷載）。每級(jí)荷載施加后按第5，15，30，45，60min測(cè)讀樁頂沉降量（及樁側(cè)阻力與樁端阻力），以后每隔30min測(cè)讀一次。工程樁驗(yàn)收檢測(cè)宜采用慢速荷載維持法。當(dāng)有成熟的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可采用快速荷載維持法（每級(jí)荷載至少維持1h，是否延長(zhǎng)維持荷載時(shí)間應(yīng)根據(jù)樁頂沉降收斂情況確定）。

(2）卸載分級(jí)卸載，每級(jí)卸載量取分級(jí)加載量的2倍。每級(jí)荷載維持1h,按第15，30，60min測(cè)讀測(cè)試值。卸載至零后，測(cè)讀樁頂殘余沉降量，維持3h，測(cè)讀時(shí)間為第15，30min，以后每隔30min測(cè)讀一次。63（3)終止加荷條件①某級(jí)荷載下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的5倍。（注：當(dāng)樁頂沉降能相對(duì)穩(wěn)定且總沉降量小于40mm時(shí)，宜加載至樁頂總沉降超過40mm。）②某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。③已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的最大加載量。④工程樁做錨樁時(shí)，錨樁上拔量已達(dá)到允許值。⑤當(dāng)荷載一沉降曲線呈緩變型時(shí)，加載至樁頂總沉降量達(dá)60~80mm；特殊情況下，根據(jù)具體要求加載至樁頂總沉降量超過80mm。64單樁承載力確定（1)試驗(yàn)成果：豎向荷載一沉降（Q-s）曲線；沉降一時(shí)間對(duì)數(shù)（s-logt)曲線。

(2)單樁豎向抗壓極限承載力Q。按下列方法綜合確定：①根據(jù)沉降隨荷載變化特征確定。對(duì)于陡降型Q-s曲線，其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值。②根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征值確定。取s-logt曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值。③根據(jù)相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)確定。某級(jí)荷載作用下，樁頂沉降量大于前一級(jí)荷載作用下沉降量的2倍，且經(jīng)24h尚未達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，取前一級(jí)荷載值。65④根據(jù)沉降量確定。對(duì)于緩變型Q-s曲線，一般?。簊=40~60mm對(duì)應(yīng)的荷載值（當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量）；對(duì)于大直徑樁可?。簊＝（0.03~0.06)D（D為樁端直徑，大直徑取低值，小直徑取高值）所對(duì)應(yīng)的荷載值；對(duì)于細(xì)長(zhǎng)樁(l/d>80)可取，s=60~80mm對(duì)應(yīng)的荷載值。⑤按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)，取最大試驗(yàn)荷載值。

(3)確定豎向抗壓極限承載力的統(tǒng)計(jì)值的要求：①參加統(tǒng)計(jì)的試樁結(jié)果，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的30％時(shí)，取其平均值；②極差超過平均值的30％時(shí)，應(yīng)分析極差過大的原因，綜合工程具體情況確定，必要時(shí)可增加試樁數(shù)量；③對(duì)樁數(shù)為3根或3根以下的柱下承臺(tái)，或工程樁抽檢數(shù)量少于3根時(shí)，應(yīng)取低值。

(4)單位工程同一條件下的單樁豎向抗壓承載力特征值R。應(yīng)按單樁豎向抗壓極限承載力統(tǒng)計(jì)值的一半取值。66試驗(yàn)成果：672.靜力觸探、：修正系數(shù)qc,fsi

：探頭的端阻與側(cè)阻Electricstaticcone68三、經(jīng)驗(yàn)方法

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的單樁豎向承載力特征值按下式計(jì)算：式中

—樁端端阻力、樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析算得，也可查規(guī)范給出的參考值；—樁底端橫截面面積；

—樁身周邊長(zhǎng)度；

—第i層巖土的厚度。

69當(dāng)樁端嵌入完整及較完整的硬質(zhì)巖中時(shí)，可按下式估算單樁豎向承載力特征值：式中—樁端巖石承載力特征值?？砂碐B50007-2002附錄H確定，或根據(jù)室內(nèi)巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按下式計(jì)算：70

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》中的單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：附7172附（1）一般預(yù)制樁及灌注樁73效應(yīng)系數(shù)：與土性有關(guān)附（2）大直徑樁74（3）嵌驗(yàn)樁附75

同時(shí)，樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計(jì)要求。R:混凝土樁的單軸軸向承載力設(shè)計(jì)值（kN）；ψc：施工工藝系數(shù)；φc：樁的穩(wěn)定系數(shù)；fc:混凝土軸心抗壓強(qiáng)度,kPa;f’y:縱向鋼筋抗壓強(qiáng)度,kPa；Ap，Ag：樁身截面和縱向鋼筋橫截面面積（m2）?；炷龄摻罨炷粮?6GroupCapacityPileCap

Fug三、豎向荷載下的群樁基礎(chǔ)及群樁效應(yīng)（一）群樁基礎(chǔ)

由多根樁在上部通過承臺(tái)聯(lián)結(jié)而成的樁基礎(chǔ)稱為群樁基礎(chǔ)。

群樁效應(yīng):由于承臺(tái)、樁、土相互作用,群樁基礎(chǔ)中的單根樁（基樁）單獨(dú)受荷時(shí)的承載力和沉降性狀，往往與相同地質(zhì)條件和設(shè)置方法的同樣獨(dú)立單樁有顯著差別，這種現(xiàn)象稱為群樁效應(yīng)。（二）群樁效應(yīng)1、端承型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng)

樁底持力層較硬，樁身下沉量小，樁側(cè)摩阻力不易發(fā)揮，上部荷載通過樁身直接傳到樁端土層，而樁端處承壓面積小，各樁端的壓力彼此互不影響。因此，有：端承群樁中各樁的工作特點(diǎn)與單樁工作情況基本一致；群樁承載力=各單樁承載力之和；群樁沉降量=單樁沉降量。巖石土78

2、摩檫型群樁基礎(chǔ)的群樁效應(yīng)（1）群樁的工作特點(diǎn)：摩擦樁的側(cè)摩阻力在土中引起的附加壓力一般假定為按某一角度沿樁長(zhǎng)向下擴(kuò)散分布至樁端平面處。79如果s<D（如s=(3~4)d）,摩擦群樁工作性狀存在群樁效應(yīng)，因樁端平面各基樁的應(yīng)力互相疊加，使樁底壓力增加，影響深度和范圍增加。此時(shí)，摩擦群樁承載力不等于各單樁承載力之和，對(duì)于粘土尤其是軟土地基，群樁承載力小于各單樁承載力之和群樁沉降量大于單樁沉降量；砂土地基由于群樁產(chǎn)生擠密效應(yīng),樁側(cè)摩阻力會(huì)增加，其中，中間樁增值大些，邊樁和角樁小些，群樁承載力可能大于各單樁承載力之和。如果s<D（一般s>6d）,摩擦群樁各基樁的工作性狀與單樁工作性狀基本相同，因樁端平面各基樁的應(yīng)力不存在互相疊加現(xiàn)象，此時(shí)，摩擦群樁承載力等于各單樁承載力之和，摩擦群樁沉降等于單樁沉降；80壓力擴(kuò)散深度81（2）承臺(tái)的影響高承臺(tái)：由于承臺(tái)底面與土脫開，荷載全部由樁承擔(dān)。承臺(tái)主要是通過承臺(tái)剛度對(duì)樁頂位移和荷載施加影響，類似于剛性淺基礎(chǔ)基底反力問題。中心荷載作用下的剛性承臺(tái)在迫使各樁同時(shí)均勻沉降的同時(shí)，也使各樁樁頂荷載分配有別,其中角樁最大、邊樁次之，中間樁最小，樁數(shù)越多，差異越明顯。隨著承臺(tái)柔度增加，各樁樁頂荷載的分配將逐漸與承臺(tái)上的荷載分布一致。82低承臺(tái)：除了具有高承臺(tái)的影響外，但由于低承臺(tái)底面與土接觸，承臺(tái)底面通過樁間土反力分擔(dān)荷載，使承臺(tái)兼有淺基礎(chǔ)作用，低承臺(tái)樁基礎(chǔ)也稱為“復(fù)合樁基”。

由于承臺(tái)底可分擔(dān)一部分荷載（從百分之十幾到百分之五十以上），使樁基承載力隨之提高。對(duì)發(fā)揮承臺(tái)底樁間土反力的有利因素是：樁頂荷載水平高、樁端持力層可壓縮、承臺(tái)底面下土質(zhì)好、樁身細(xì)而短、布樁少而疏。但下列情況下的低承臺(tái)樁基在建成后，承臺(tái)底面仍可能會(huì)與基土脫開：承臺(tái)下為可液化土、濕陷性黃土、高靈敏度粘土、欠固結(jié)土、新近填土、可出現(xiàn)震陷、降水、沉樁過程產(chǎn)生高超靜水壓力及地面隆起的地基土。83群樁效應(yīng)擠密效應(yīng)擾動(dòng)與超靜孔壓力地面與樁的側(cè)移與上浮約束效應(yīng)荷載的調(diào)節(jié)作用應(yīng)力疊加沉降增加承臺(tái)承擔(dān)部分荷載84（三）群樁效應(yīng)系數(shù)85國(guó)內(nèi)外的大量工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究證明：用單一的群樁效應(yīng)系數(shù)不能正確反映群樁基礎(chǔ)的工作狀態(tài)，原因是：群樁基礎(chǔ)的沉降量只要滿足建筑物樁基變形允許值的要求，無需按單樁的沉降量控制；群樁基礎(chǔ)的基樁與單樁的工作條件不同，其極限承載力也不一樣。目前工程上考慮群樁效應(yīng)的方法有兩種：群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法：以概率極限設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，通過實(shí)測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析對(duì)群樁內(nèi)每一基樁的側(cè)阻力和端阻力分別乘以群樁效應(yīng)系數(shù)。《建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（JG94-2008）等代實(shí)體基礎(chǔ)法：把承臺(tái)、樁、樁間土當(dāng)成一個(gè)整體埋置于樁端平面深度的深基礎(chǔ)，進(jìn)行承載力和變形驗(yàn)算?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）86四、群樁基礎(chǔ)基樁豎向承載力的確定群樁分項(xiàng)效率系數(shù)法不再采用單一安全系數(shù)，代之以采用側(cè)阻力、端阻力、承臺(tái)土的抗力系數(shù)γs、γp、γc?；騻?cè)阻端阻綜合抗力系數(shù)γsp和承臺(tái)土的抗力系數(shù)γc。根據(jù)樁群-土-承臺(tái)相互作用特性，經(jīng)大量試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)分析，給出各項(xiàng)群樁效應(yīng)系數(shù)：側(cè)阻力群樁效應(yīng)系數(shù)ηs、端阻力群樁效應(yīng)系數(shù)ηp

、側(cè)阻端阻綜合群樁效應(yīng)系數(shù)ηsp以及承臺(tái)土阻力群樁效應(yīng)系數(shù)ηc

。利用按規(guī)范與經(jīng)驗(yàn)求得的單樁總極限側(cè)阻力、端阻力，或按靜荷載試驗(yàn)測(cè)得的單樁極限承載力，得基樁承載力設(shè)計(jì)值。8788基樁承載力設(shè)計(jì)值為89909192

12.4樁基礎(chǔ)沉降的計(jì)算建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002)以下情況需計(jì)算樁基礎(chǔ)沉降并符合要求地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物樁基；體型復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物樁基；摩擦型樁基。93一、單樁沉降計(jì)算1、單樁沉降的組成樁身彈性壓縮;側(cè)阻傳遞到樁端平面以下引起土體壓縮;端阻引起土體壓縮（樁的貫入變形）。2、單樁沉降計(jì)算方法（具體方法略）彈性理論分析法(Poulos);荷載傳遞分析法（位移協(xié)調(diào)法，coyle、Reese1966);數(shù)值分析方法：FEM(Plaxis)剪切變形傳遞法其它94二、群樁沉降計(jì)算1、群樁沉降的組成樁身彈性壓縮;樁側(cè)剪應(yīng)力引起樁端沉降;樁端應(yīng)力引起樁端沉降；低承臺(tái)的承臺(tái)土反力引起樁端沉降。2、影響群樁沉降的因素群樁幾何尺寸（樁間距、樁長(zhǎng)、樁數(shù)、樁基礎(chǔ)寬度與樁長(zhǎng)比等）;成樁工藝;土層性質(zhì)；荷載大小與持續(xù)時(shí)間；承臺(tái)設(shè)置方式；樁的布置。95由于影響因素復(fù)雜，目前尚未有較為完善的計(jì)算方法。多采用實(shí)體深基礎(chǔ)法（樁距不大于6d）：將樁基礎(chǔ)看作是設(shè)置在樁端平面處的實(shí)體基礎(chǔ)，然后用一般計(jì)算淺基礎(chǔ)沉降的單向壓縮分層總和法計(jì)算樁端下土的壓縮層厚度內(nèi)的變形值，即作為樁基礎(chǔ)的沉降。地基土附加應(yīng)力計(jì)算方法有：①Boussinesq法；②Mindlin法。雖然較Boussinesq法更符合實(shí)際，但更復(fù)雜。

3、群樁沉降計(jì)算方法969798一）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)》（GB50007-2002）推薦的計(jì)算方法是實(shí)體深基礎(chǔ)法：實(shí)體深基礎(chǔ)底面與樁端齊平。支承面積可按考慮擴(kuò)散作用和不考慮擴(kuò)散作用采用。按淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算方法計(jì)算，但須將淺基礎(chǔ)的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψs改為樁基沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ψp。采用Boussinesq法計(jì)算附加應(yīng)力，也可采用Mindlin法。99注意兩種方法的不同之處：支承面積；實(shí)體深基礎(chǔ)受力；我國(guó)多采用考慮擴(kuò)散作用的計(jì)算圖式（a），美國(guó)等有些國(guó)家采用不考慮擴(kuò)散作用的計(jì)算圖式（b）。100式中pk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)的實(shí)體深基礎(chǔ)底面處的基底壓力；σc—實(shí)體深基礎(chǔ)基底處原有的土中自重應(yīng)力；

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)，作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力；Gk’—實(shí)體深基礎(chǔ)自重，包括承臺(tái)自重、承臺(tái)上土重以及承臺(tái)底面至實(shí)體深基礎(chǔ)范圍內(nèi)的土重與樁重；但在地下水位以下部分應(yīng)扣去浮力；A—實(shí)體基礎(chǔ)基底面積，a0、b0—樁群外圍樁邊包絡(luò)線內(nèi)矩形面積的長(zhǎng)、短邊長(zhǎng)度。實(shí)體深基礎(chǔ)樁底平面處附加應(yīng)力的計(jì)算1）考慮擴(kuò)散作用101

2、不考慮擴(kuò)散作用時(shí)式中pk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)的實(shí)體深基礎(chǔ)底面處的基底壓力；σc—實(shí)體深基礎(chǔ)基底處原有的土中自重應(yīng)力；

Fk—相應(yīng)于荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合時(shí)，作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力；Gk—樁基承臺(tái)自重及承臺(tái)上土重；Gfk—實(shí)體深基礎(chǔ)樁及樁間土的自重；γm—實(shí)體深基礎(chǔ)底面以上各土層的加權(quán)平均重度。102

二）《建筑樁基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》（JG94-2008）推薦的“等效作用分層總和法”通過引入“等效沉降系數(shù)”來間接考慮Mindlin法的優(yōu)點(diǎn)。

方法如下：等效作用面位于樁端平面，等效面積為樁承臺(tái)投影面積?？紤]到樁自重引起的附加應(yīng)力較小，可忽略不計(jì)，等效作用面的附加應(yīng)力近似取對(duì)應(yīng)荷載準(zhǔn)永久組合時(shí)承臺(tái)底面的平均附加應(yīng)力。等效面以下的附加應(yīng)力分布采用Boussnesq解。103104105

12.５樁的負(fù)摩擦問題一、產(chǎn)生負(fù)摩擦的條件和原因正摩阻力：樁相對(duì)于樁側(cè)土體向下位移時(shí)，土對(duì)樁產(chǎn)生的向上作用的摩阻力，稱為正摩阻力。負(fù)摩阻力：當(dāng)樁側(cè)土體因某種原因而下沉，且其下沉量大于樁的沉降時(shí)，土對(duì)樁產(chǎn)生的向下作用的摩阻力，稱為負(fù)摩阻力。負(fù)摩阻力相當(dāng)于是施加于樁身的外荷載，增大了樁身軸力，導(dǎo)致樁的承載力相對(duì)下降和樁基的沉降加大。正摩擦負(fù)摩擦106(1)樁側(cè)地面上有分布范圍較大的荷載（如大面積堆載），致使樁周土壓密；(2)地下水位全面下降（如長(zhǎng)期抽取地下水）致使土的有效應(yīng)力增加，引起大面積沉降；(3)樁穿過欠固結(jié)軟粘土或新填土，而支撐于堅(jiān)硬的土層上，樁周土在自重應(yīng)力作用下隨時(shí)間而逐漸固結(jié)；(4)濕陷性黃土遇水濕陷下沉、季節(jié)性凍土的融陷下沉、可液化土層受地震或其它動(dòng)力荷載作用使液化土重新固結(jié)引起下沉；(5)打樁使已設(shè)置的鄰樁抬升(6)在飽和軟土中打入密集的樁群，產(chǎn)生超靜孔隙水壓力，引起土體大量上涌，隨后重塑土體因超孔隙水壓力消散而重新固結(jié)引起下沉。產(chǎn)生負(fù)摩擦的條件107

中性點(diǎn)樁土間沒有相對(duì)位移，作用在樁上的摩阻力為零的樁截面位置中性點(diǎn)處樁身軸力達(dá)到最大值。108二、負(fù)摩阻力的計(jì)算1、單樁負(fù)摩阻力的計(jì)算（1）中性點(diǎn)的位置lnln土位移Ss樁位移Sp中性點(diǎn)109受影響因素多、與樁周土的性質(zhì)、外界條件（堆載、降水、浸水等）變化有關(guān)，目前多用近似估算法或采用工程經(jīng)驗(yàn)值。工程實(shí)測(cè)表明，在可壓縮土層l0的范圍內(nèi)，ln隨樁端持力層的強(qiáng)度和剛度增大而增大?？砂聪卤磉x用。110（2）負(fù)摩阻力強(qiáng)度τn

受樁周土和樁端土的強(qiáng)度和變形性質(zhì)、土層的應(yīng)力歷史、地面堆載的大小與范圍、地下水降低的幅度和范圍、樁的類型與成樁工藝、樁頂荷載施加時(shí)間的影響，精確計(jì)算復(fù)雜而困難。第i層土樁側(cè)負(fù)摩阻力強(qiáng)度；樁周第i層土的平均豎向有效覆蓋應(yīng)力；樁周土的負(fù)摩阻力系數(shù)。飽和軟土：0·15－0·25；黏性土、粉土：0.25~0.40；砂土：0.35~0.50；自重濕陷性黃土：0.20~0.35樁周第i層土的側(cè)壓力系數(shù)，可近似取靜止土壓力系數(shù)值；樁周第i層土的有效內(nèi)摩擦角；111對(duì)于砂土也可用下公式計(jì)算：樁周底i層土經(jīng)鉆桿長(zhǎng)度修正后的平均標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)。（3）下拉荷載Fn為中性點(diǎn)深度ln范圍內(nèi)負(fù)摩阻力累計(jì)值。樁截面周長(zhǎng)；中性點(diǎn)以上土層數(shù)；中性點(diǎn)以上樁周第i層土的厚度。1122、群樁負(fù)摩阻力的計(jì)算群樁中任一單樁的下拉荷載；負(fù)摩阻力群樁效應(yīng)系數(shù)；縱橫向樁的中心距；樁徑；中性點(diǎn)以上樁周土體加權(quán)平均有效重度。113三、減小負(fù)摩阻力的工程措施1、預(yù)制混凝土樁和鋼樁涂軟瀝青層：采用軟化點(diǎn)較低瀝青（50~65度），先將樁面清洗干凈，將瀝青加熱至150~180度，噴澆厚度6~10mm。2、灌注樁充填膨潤(rùn)土；鋪設(shè)塑料薄膜。114大多數(shù)樁以承受豎向荷載為主，有時(shí)也要承受一定的水平荷載。作用于樁頂?shù)乃胶奢d性質(zhì)包括：長(zhǎng)期作用的水平荷載：如上部結(jié)構(gòu)傳遞的或由土、水壓力施加的以及拱的推力等水平荷載；反復(fù)作用的水平荷載：如風(fēng)力、波浪力、船舶撞擊力以及機(jī)械制動(dòng)力等水平荷載；地震作用所產(chǎn)生的水平力。

若樁基以承受水平荷載為主，可考慮采用斜樁。但受斜樁施工施工條件的限制，且一般的工民建筑所承受的水平荷載不大，如果不超過豎向荷載的1/10~1/12，應(yīng)采用豎直樁。本節(jié)只討論豎直樁。12.6樁的水平承載力1、水平荷載種類115樁的水平（橫向）承載力指樁能夠承擔(dān)的水平力的大小。對(duì)于抗彎性能差的樁（如低配筋率的灌注樁）：水平承載力可能由樁身強(qiáng)度來控制；對(duì)于抗彎性能好的樁（如鋼筋混凝土預(yù)制樁）：通常由樁周圍土體所能提供的橫向抵抗力控制，且以樁頂水平位移達(dá)到一定值或樁側(cè)土出現(xiàn)明顯破壞，作為樁達(dá)到橫向極限承載力的標(biāo)志。水平承載力與樁身抗彎剛度、樁周土的剛度、樁的入土深度、樁頂約束條件有關(guān)。樁頂嵌固于承臺(tái)中的樁比樁頂自由的樁，水平承載力要大。2、影響樁水平承載力的因素116一、水平荷載下樁的工作性狀取決于樁-土之間的相互作用：作用過程大概如下：在水平荷載作用下，樁產(chǎn)生變形并擠壓樁周土，促使樁周土發(fā)生相應(yīng)的變形而產(chǎn)生水平抗力。水平荷載較小時(shí)，樁周土的變形是彈性的，水平抗力主要由靠近地面的表層土提供；隨著水平荷載的增大，樁的變形加大，表層土逐漸產(chǎn)生塑性屈服，水平荷載將向更深的土層傳遞；當(dāng)樁周土失去穩(wěn)定、或樁體發(fā)生破壞（低配筋率的灌注樁常是樁身首先出現(xiàn)裂縫，然后斷裂破壞）、或樁的變形超過建筑物的允許值（抗彎性能好的混凝土預(yù)制樁和鋼樁，樁身雖未斷裂但樁周土如已明顯開裂和隆起，樁的水平位移一般已超限）時(shí)，水平荷載也就達(dá)到極限。117依據(jù)樁、土相對(duì)剛度不同，水平荷載作用下的樁可分為：剛性樁、半剛性樁、柔性樁。半剛性樁和柔性樁統(tǒng)稱為彈性樁。（1）剛性樁：當(dāng)樁很短或樁周土很軟弱時(shí)，樁、土的相對(duì)剛度很大，屬剛性樁。剛性樁的樁身不發(fā)生撓曲變形且樁的下段得不到充分的嵌制，因而樁頂自由的剛性樁發(fā)生繞靠近樁端的一點(diǎn)作全樁長(zhǎng)的剛體轉(zhuǎn)動(dòng)（圖

a)，而樁頂嵌固的剛性樁則發(fā)生平移（圖b）。剛性樁的破壞一般只發(fā)生于樁周土中，樁體本身不發(fā)生破壞。剛性樁常用B.B.布諾姆斯（Broms，1964）的極限平衡法計(jì)算。118

（2）彈性樁：半剛性樁（中長(zhǎng)樁）和柔性樁（長(zhǎng)樁）的樁、土相對(duì)剛度較低，在水平荷載作用下樁身發(fā)生撓曲變形，樁的下段可視為嵌固于土中而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著水平荷載的增大，樁周土的屈服區(qū)逐步向下擴(kuò)展，樁身最大彎矩截面也因上部土抗力減小而向下部轉(zhuǎn)移，一般半剛性樁的樁身位移曲線只出現(xiàn)一個(gè)位移零點(diǎn)（圖a、a'），柔性樁則出現(xiàn)兩個(gè)以上位移零點(diǎn)和彎矩零點(diǎn)（圖b、b'）。當(dāng)樁周土失去穩(wěn)定、或樁身最大彎矩處（樁頂嵌固時(shí)可在嵌固處和樁身最大彎矩處）出現(xiàn)塑性屈服、或樁的水平位移過大時(shí)，彈性樁便趨于破壞。119二、水平荷載下彈性樁的計(jì)算計(jì)算方法：地基反力系數(shù)法（目前最常用）、彈性理論法、有限元法。地基反力系數(shù)法原理：應(yīng)用文克爾（E.Winkler,1867）地基模型，把承受水平荷載的單樁視作彈性地基中的豎直梁，通過求解梁的撓曲微分方程來計(jì)算樁身的彎矩、剪力以及樁的水平承載力。1、基本假設(shè)單樁承受水平荷載時(shí)，把土體視為線性變形體，假定深度z處的土的水平抗力σx等于該點(diǎn)的水平抗力系數(shù)kx與該點(diǎn)的水平位移x的乘積，即120地基水平抗力系數(shù)kx有4種較為常用的假定分布圖式：

(1)常數(shù)法(張有齡)：假定地基水平抗力系數(shù)沿深度為均勻分布。

kx＝kh(2）“k”法：假定在樁身第一撓曲零點(diǎn)（深度t處）以上按拋物線變化，以下為常數(shù)。

(3)“m”法：我國(guó)鐵道部門首先采用這一方法，近年來也在建筑工程和公路橋涵的樁基設(shè)計(jì)中逐漸推廣。

kx＝mz(4)“c值”法：我國(guó)交通部門在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上提出的方法。

kx＝cz0.5（c為比例常數(shù)，隨土類不同而異）。121

實(shí)測(cè)資料表明，m法（當(dāng)樁的水平位移較大時(shí)）和c值法（當(dāng)樁的水平位移較小時(shí)）比較接近實(shí)際。只簡(jiǎn)單介紹m法。1222、單樁的微分撓曲方程由材料力學(xué)，梁的純彎微分方程為：由梁的微元靜力平衡條件：123得：124解為：A、B等系數(shù)見下表1251261273、初始參數(shù)的確定單樁樁頂荷載：樁截面計(jì)算寬度b0：由于計(jì)算時(shí)樁簡(jiǎn)化成平面受力，計(jì)算寬度（m）按如下方法確定：圓形樁：當(dāng)直徑d≤1.0時(shí)，b0=0.9(1.5d+0.5）；當(dāng)直徑d＞1.0m時(shí)，b0=0.9(d+1）；方形樁：當(dāng)邊寬b≤1m時(shí)，b0=1.5b+0.5；當(dāng)邊寬b＞1m時(shí)，b0=b+1。樁身抗彎剛度EI：對(duì)于鋼筋混凝土樁，樁身彈性模量E取混凝土彈性模量Ec的0.85倍（E=0.85Ec）。128m值：按“m法”計(jì)算時(shí)，m宜通過水平靜載荷試驗(yàn)確定，無資料參見下表1294、樁頂水平位移x01305、樁身最大彎矩及其位置先求CⅠ，查αz、CⅡ。l≥4/α才能用下表，l<4/α需另查手冊(cè)。131三、單樁水平靜載荷試驗(yàn)?zāi)壳埃_定單樁水平承載力的方法有兩類：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；理論計(jì)算。現(xiàn)場(chǎng)靜載荷試驗(yàn)結(jié)果更可靠。1、試驗(yàn)裝置132133

2．加荷方法對(duì)于承受反復(fù)作用的水平荷載的樁基，其單樁試驗(yàn)宜采用多循環(huán)加卸載方式。每級(jí)荷載的增量為預(yù)估水平極限承載力的1/10~1/15，或取2.5~20kN（當(dāng)樁徑為300~l000mm時(shí)）。每級(jí)各加卸載5次，即每次施加不變的水平荷載4min；（用千斤頂加荷時(shí)，達(dá)到預(yù)計(jì)的荷載值所需要的時(shí)間很短，不另外計(jì)算），卸載2min;或者加載、卸載各10min，并按上述時(shí)間間隔記錄百分表讀數(shù)，每次卸載都將該級(jí)荷載全部卸除。承受長(zhǎng)期作用的水平荷載的樁基，宜采用分級(jí)連續(xù)的加載方式，各級(jí)荷載的增量同上，各級(jí)荷載維持10min并記錄百分表讀數(shù)后即進(jìn)行下一級(jí)荷載的試驗(yàn)。如在加載過程中觀測(cè)到l0min時(shí)的水平位移還未穩(wěn)定，則應(yīng)延長(zhǎng)該級(jí)荷載的維持時(shí)間，直至穩(wěn)定為止。其穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)可參照豎向靜載荷試驗(yàn)。

3．終止加荷的條件當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止試驗(yàn)：

(1)樁身已斷裂；

(2)樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起；

(3)樁頂水平位移超過30一40mm（軟土取40mm）；

(4)所加的水平荷載已超過按下述方法所確定的極限荷載。134

4．資料整理由試驗(yàn)記錄可繪制樁頂水平荷載一時(shí)間一樁頂水平位移曲線（H0-t-u0）（如圖4-26）及水平荷載一位移梯度曲線（H0-Δu0/ΔH0）（圖4-27）。當(dāng)具有樁身應(yīng)力量測(cè)資料時(shí)，尚可繪制樁身應(yīng)力分布圖以及水平荷載與最大彎矩截面鋼筋應(yīng)力曲線(H0-σg），如圖4-28所示。1355．水平臨界荷載與極限荷載根據(jù)一些試驗(yàn)成果分析，在上列各種曲線中常發(fā)現(xiàn)兩個(gè)特征點(diǎn)，這兩個(gè)特征點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的樁頂水平荷載，可稱為臨界荷載和極限荷載。

水平臨界荷載（Hcr）是相當(dāng)于樁身開裂、受拉區(qū)混凝土不參加工作時(shí)的樁頂水平力。其數(shù)值可按下列方法綜合確定：

(1)取H0-t-u0曲線出現(xiàn)突變點(diǎn)（在荷載增量相同的條件下出現(xiàn)比前一級(jí)明顯增大的位移增量）的前一級(jí)荷載。

(2)取H0-Δ

u0/Δ

H0曲線的第一直線段的終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載。

(3)取H0-σg曲線第一突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載。136

水平極限荷載（Hu）是相當(dāng)于樁身應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限時(shí)的樁頂水平力，此外，使得樁頂水平位移超過30~40mm或者使得樁側(cè)土體破壞的前一級(jí)水平荷載，宜作為極限荷載看待。確定Hu時(shí)，可根據(jù)下列方法，并取其中的較小值。

(1)取H0-t-u0曲線明顯陡降的第一級(jí)荷載，或按該曲線各級(jí)荷載下水平位移包絡(luò)線的凹向確定。若包絡(luò)線向上方凹曲，則表明在該級(jí)荷載下，樁的位移逐漸趨于穩(wěn)定。如包絡(luò)線朝下方凹曲（如圖4-26中當(dāng)H0=195kN時(shí)的水平位移包絡(luò)線所示），則表明在該級(jí)荷載作用下，隨著加卸荷循環(huán)次數(shù)的增加，水平位移仍在增加，且不穩(wěn)定。因此可認(rèn)為該級(jí)水平力為樁的破壞荷載，而其前一級(jí)水平力則為極限荷載。

(2)取H0-Δu0/ΔH0曲線第二直線段的終點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載。

(3)取樁身斷裂或鋼筋達(dá)到流限的前一級(jí)荷載。由水平荷載確定允許承載力時(shí)應(yīng)除以安全系數(shù)2。137一級(jí)建筑樁基：?jiǎn)螛鹅o力水平荷載試驗(yàn)確定；對(duì)于預(yù)制樁、鋼樁、配筋率大于0.65%的灌注樁，取地面處水平位移為10mm(對(duì)水平位移敏感的建筑物取6mm)所對(duì)應(yīng)荷載作為單樁水平承載力設(shè)計(jì)值；配筋率小于0.65%的灌注樁，取臨界荷載作為單樁水平承載力設(shè)計(jì)值。缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，按下式估算樁身配筋率<0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。四、單樁水平承載力特征值（式中符號(hào)及定值見規(guī)范）138

驗(yàn)算地震作用樁基的水平承載力時(shí)，應(yīng)將上述方法確定的單樁水平承載力設(shè)計(jì)值乘以調(diào)整系數(shù)1.25缺少單樁水平靜載試驗(yàn)資料時(shí)，按下式估算預(yù)制樁、鋼樁、樁身配筋率>0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。（式中符號(hào)及定值見規(guī)范）139140

12.7樁的平面布置原則樁位的布置：樁在平面內(nèi)可布置成方形或矩形、三角形和梅花形，條形基礎(chǔ)下的樁，可采用單排或雙排布置，也可采用不等距布置。柱下單獨(dú)樁基和整片式樁基，外密內(nèi)疏布置。為了使樁基中各樁受力比較均勻，布置時(shí)應(yīng)盡可能使上部荷載的中心與樁群的形心重合或接近。當(dāng)作用在承臺(tái)底面的彎矩較大時(shí)，應(yīng)增加樁基橫截面的慣性矩。對(duì)墻下柱基，可在外縱墻之外布設(shè)一至二根“探頭”樁。141

樁的間距過大，會(huì)增加承臺(tái)的體積，造價(jià)提高；樁的間距過小，將給樁基的施工造成困難，并使樁的承載力得不到充分的發(fā)揮。一般采用3~4倍樁徑。具體滿足《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-94規(guī)定。常用布樁方法142143

12.8樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)一般的樁基礎(chǔ)均要設(shè)置承臺(tái)。作用：將樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整、分配于各樁。分類：柱下獨(dú)立承臺(tái)、柱下或墻下條形承臺(tái)、筏板承臺(tái)、箱形承臺(tái)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：確定承臺(tái)材料及強(qiáng)度等級(jí)；幾何平面形狀和尺寸；承臺(tái)結(jié)構(gòu)承載力計(jì)算；符合構(gòu)造要求內(nèi)容參照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（50007-2002）144承臺(tái)的最小寬度：不應(yīng)小于500mm。承臺(tái)邊緣至邊樁中心的距離：不宜小于樁的直徑或邊長(zhǎng)，且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不小于150mm（墻下條形承臺(tái)不小于75mm）。承臺(tái)厚度：條形和柱下獨(dú)立承臺(tái)不應(yīng)小于300mm，筏板、箱形承臺(tái)板的厚度應(yīng)滿足整體剛度、施工條件及防水要求。對(duì)于樁布置于墻下或基礎(chǔ)梁下的情況，承臺(tái)板厚度不宜小于250mm，且板厚與計(jì)算區(qū)段最小跨度比不宜小于1/20。承臺(tái)最小埋深：500mm。承臺(tái)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：不宜低于C20；承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層不宜小于70mm，當(dāng)設(shè)素混凝土墊層時(shí)，保護(hù)層厚度不應(yīng)小于40mm。承臺(tái)板下混凝土墊層：厚度宜為100mm，強(qiáng)度等級(jí)宜為C7.5。一、構(gòu)造要求145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(tái)邊150mm

邊樁中心距離承臺(tái)邊1.0d樁嵌入承臺(tái)大樁橫向荷載100mm,小樁50mm,鋼筋伸入承臺(tái)30d

混凝土標(biāo)號(hào)C20cm,保護(hù)層70mm1.0d15cm10cm146

承臺(tái)配筋：柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的受力鋼筋應(yīng)通長(zhǎng)配置。矩形承臺(tái)板宜雙向均勻通長(zhǎng)配筋，直徑不宜小于φ10，間距100~200mm。對(duì)于三樁承臺(tái)，應(yīng)按三向板帶均勻配置，最里面的三根鋼筋相交圍成的三角形應(yīng)位于柱截面范圍以內(nèi)。承臺(tái)梁的主筋除滿足計(jì)算要求外尚應(yīng)符合現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》關(guān)于最小配筋率的規(guī)定，主筋直徑不宜小于φ12mm，架立筋不宜小于φ10mm，箍筋直徑不宜小于φ6mm。147承臺(tái)與樁之間的連結(jié)：樁頂嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度，對(duì)于大直徑樁不宜小于100mm；中直徑樁不宜小于50mm?；炷翗兜臉俄斨鹘顟?yīng)伸入承臺(tái)內(nèi)，其錨固長(zhǎng)度不宜小于30~35倍主筋直徑；對(duì)于抗拔樁不應(yīng)小于40倍主筋直徑。預(yù)應(yīng)力混凝土樁可采用鋼筋與樁頭鋼板焊接的連接方法。

承臺(tái)之間的連接：對(duì)于單樁承臺(tái)，宜在兩個(gè)互相垂直的方向上設(shè)置聯(lián)系梁；對(duì)于兩樁承臺(tái)，宜在其短向設(shè)置聯(lián)系梁；有抗震要求的柱下獨(dú)立承臺(tái)，宜在縱橫方向設(shè)置聯(lián)系梁；聯(lián)系梁頂面宜與承臺(tái)位于同一標(biāo)高，聯(lián)系梁的寬度不宜小于250mm，高度取承臺(tái)中心距1/10~1/15，配筋據(jù)計(jì)算確定，不宜小于4φ12mm。148二、柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)（一）承臺(tái)受彎計(jì)算當(dāng)承臺(tái)配筋不足時(shí)承臺(tái)將產(chǎn)生彎曲破壞。1、柱下多樁矩形承臺(tái)

屈服線柱樁149

彎矩計(jì)算截面取柱邊和承臺(tái)高度變化處（杯口外側(cè)或臺(tái)階邊緣），按下式計(jì)算彎矩：算出彎矩后，按下式計(jì)算配筋后取各向最大值雙向配筋，并應(yīng)符合構(gòu)造要求。150有：等邊和等腰兩種形式。(1)等邊三樁承臺(tái)式中

M—由承臺(tái)形心至承臺(tái)邊緣距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值；Nmax—扣除承臺(tái)和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的最大單樁豎向力設(shè)計(jì)值；

s—樁距；

c—方柱邊長(zhǎng)，圓柱時(shí)c＝0.866d（d為圓柱直徑）。算出彎矩后，按下式配筋2、柱下三樁三角形承臺(tái)注：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》不同151(2)等腰三樁承臺(tái)式中：M1,M2—分別為由承臺(tái)形心到承臺(tái)兩腰和底邊的距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值；

s—長(zhǎng)向樁距；—短向樁距與長(zhǎng)向樁距之比，當(dāng)小于0.5時(shí)，應(yīng)按變截面的二樁承臺(tái)設(shè)計(jì)；c1、c2—分別為垂直于、平行于承臺(tái)底邊的柱截面邊長(zhǎng)。注：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》不同152

（二）承臺(tái)受沖切計(jì)算當(dāng)承臺(tái)有效高度不足時(shí)，承臺(tái)將產(chǎn)生沖切破壞。承臺(tái)沖切破壞的方式：柱對(duì)承臺(tái)的沖切；角樁對(duì)承臺(tái)的沖切。沖切破壞錐體斜面與承臺(tái)底面的夾角≥45o柱邊沖切破壞錐體的頂面在柱與承臺(tái)交界處或承臺(tái)變階處，底面在樁頂平面處；角樁沖切破壞的頂面在內(nèi)緣處，底面在承臺(tái)上方；計(jì)算以矩形或方形樁、柱為例，圓形樁、柱換算成方形。計(jì)算中假定承臺(tái)與地基土脫空，對(duì)非脫空承臺(tái)偏于安全。(a)柱對(duì)承臺(tái)沖切計(jì)算簡(jiǎn)圖(b)矩形承臺(tái)角樁沖切計(jì)算簡(jiǎn)圖注：《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》稍有不同153（1）柱對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算154Fh0aixaiyc1c245oF45oh0155（2）角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算①多樁矩形承臺(tái)角樁的沖切156（2）角樁對(duì)承臺(tái)的沖切驗(yàn)算②三樁三角形承臺(tái)角樁的沖切157（三）承臺(tái)受剪切計(jì)算

樁基承臺(tái)的抗剪計(jì)算，在小剪跨比的條件下具有深梁的特征。柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)應(yīng)分別對(duì)柱邊和樁邊、變截面和樁邊聯(lián)線形成的斜截面進(jìn)行受剪計(jì)算（如圖)。當(dāng)柱邊外有多排樁形成多個(gè)剪切斜截面時(shí)，尚應(yīng)對(duì)每個(gè)斜截面進(jìn)行驗(yàn)算。158b0如何定？axh0159

1)對(duì)于階梯形承臺(tái)應(yīng)分別在變階處(A1-A1,B1-B1）及柱邊處（A2-A2，B2-B2）進(jìn)行斜截面受剪計(jì)算。計(jì)算變階處截面A1-A1、B1-B1的斜截面受剪承載力時(shí)，其截面有效高度均為h0l

，截面計(jì)算寬度分別為by1和bx1。計(jì)算柱邊截面A2-A2和B2-B2處的斜截面受剪承載力時(shí)，其截面有效高度均為h01＋h02，截面計(jì)算寬度按下式計(jì)算：b0的確定160

2)對(duì)于錐形承臺(tái)應(yīng)對(duì)A-A及B-B兩個(gè)截面進(jìn)行受剪承載力計(jì)算截面有效高度均為h0，截面的計(jì)算寬度按下式計(jì)算：b0的確定161當(dāng)承臺(tái)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于柱或樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，尚應(yīng)驗(yàn)算柱下或樁上承臺(tái)的局部受壓承載力。當(dāng)進(jìn)行承臺(tái)的抗震驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定對(duì)承臺(tái)的受彎、受剪切承載力進(jìn)行抗震調(diào)整。（四）局部受壓計(jì)算162樁基設(shè)計(jì)應(yīng)符合結(jié)構(gòu)上安全、技術(shù)上可行和經(jīng)濟(jì)上合理的要求。對(duì)樁和承臺(tái)來說，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性；對(duì)地基（主要是樁端持力層）來說，要有足夠的承載力和沉降滿足變形允許值的要求。設(shè)計(jì)步驟：一、收集設(shè)計(jì)資料；二、選擇持力層，確定樁的類型、截面尺寸和樁長(zhǎng)，初步確定承臺(tái)底面標(biāo)高；三、確定單樁承載力；四、確定樁的根數(shù)及其在平面上的布置；五、樁基礎(chǔ)驗(yàn)算；六、樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；七、承臺(tái)設(shè)計(jì)；八、繪制樁基施工圖。12.9樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟163一、收集設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)前必須具備的資料有：建筑物類型及規(guī)模：結(jié)構(gòu)類型、荷載大小、構(gòu)造及使用上的要求等；巖土工程勘察資料：樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，應(yīng)符合《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）的要求；施工設(shè)備和技術(shù)條件；場(chǎng)地環(huán)境及自然條件；檢測(cè)條件及當(dāng)?shù)貥痘こ探?jīng)驗(yàn)；1641、選擇持力層根據(jù)勘察報(bào)告中土層情況結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)類型、荷載情況選擇樁端持力層。應(yīng)盡可能使樁支撐在承載力相對(duì)較高的的堅(jiān)實(shí)土層上。

為提高樁基的承載力和減少沉降，①樁端進(jìn)入持力層的深度：對(duì)黏性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石土不宜小于1d。穿越軟弱土層而支撐在傾斜巖層上的樁，當(dāng)風(fēng)化巖層厚度小于2d時(shí)，樁端應(yīng)進(jìn)入新鮮或?yàn)轱L(fēng)化巖層。嵌入深度不小于0.5m。當(dāng)堅(jiān)硬持力層較厚且施工條件許可，樁端進(jìn)入持力層的深度宜達(dá)到樁端阻力的臨界深度（砂土和碎石土：3~10d；粉土、粘土：2~6d）。同一基礎(chǔ)的臨樁樁底高差，非嵌巖樁不宜超過相鄰樁的中心距，對(duì)于摩擦樁，在相同土層中不宜超過樁長(zhǎng)1/10。二、選擇持力層，確定樁的類型、截面尺寸和樁長(zhǎng)，初步確定承臺(tái)底面標(biāo)高165②嵌巖樁或端承樁樁端土層要求：樁端以下3倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無軟弱夾層、斷裂破碎帶、洞穴和空隙分布，這對(duì)于荷載很大的一柱一樁（大直徑灌注樁）基礎(chǔ)尤為重要。由于巖層表面往往崎嶇不平，且常有隱伏的溝槽，特別在可溶性的碳酸巖類（如石灰?guī)r）分布區(qū)，溶槽、石芽密布，此時(shí)樁端極有可能坐落在巖面隆起的斜面上而易產(chǎn)生滑動(dòng)。因此，為確保樁端和巖體的穩(wěn)定，在樁端應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)應(yīng)無巖體臨空面（例如溝、槽、洞穴的側(cè)面，或傾斜、陡立的巖面）。實(shí)踐證明，作為基礎(chǔ)施工圖設(shè)計(jì)依據(jù)的詳細(xì)勘察階段的工作精度，較難滿足這類樁的設(shè)計(jì)和施工要求。所以，在樁基方案選定之后，還應(yīng)根據(jù)樁位進(jìn)行專門的樁基勘察，或施工時(shí)在樁孔下方鉆取巖芯（“超前鉆”），以便針對(duì)各根樁的持力層選擇埋人深度。對(duì)于高層或重型建筑物，采用大直徑樁通常是有利的，但在碳酸巖類巖石地基，當(dāng)巖溶很發(fā)育、而洞穴頂板厚度不大時(shí)，為滿足樁底下有3倍樁徑厚度的持力層的要求及有利于荷載的擴(kuò)散，宜采用直徑較小的樁和條形或筏板承臺(tái)。1662、確定樁型、截面尺寸（1）根據(jù)荷載水平和地層條件，參考文獻(xiàn)資料和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)列出可用樁型；（2）根據(jù)施工能力、打樁設(shè)備及環(huán)境限制等因素，決定許用樁型；（3）通過計(jì)算，根據(jù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較決定采用的樁型。

樁型選擇應(yīng)考慮的主要因素是：場(chǎng)地的地層條件、各類型樁的成樁工藝和適用范圍。當(dāng)土中存在大孤石、廢金屬以及花崗巖殘積層中未風(fēng)化的石英脈時(shí)，預(yù)制樁將難以穿越；當(dāng)土層分布很不均勻時(shí)，混凝土預(yù)制樁的預(yù)制長(zhǎng)度較難掌握；在場(chǎng)地土層分布比較均勻的條件下，采用質(zhì)量易于保證的預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁比較合理。對(duì)于軟土地區(qū)的樁基，應(yīng)考慮樁周土自重固結(jié)、蠕變、大面積堆載及施工中擠土對(duì)樁基的影響，在層厚較大的高靈敏度流塑粘性土中（如我國(guó)東南沿海的淤泥和淤泥質(zhì)土），不宜采用大片密集有擠土效應(yīng)的樁基，否則，這類土的結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，致使土體強(qiáng)度明顯降低，如果加上相鄰各樁的相互影響，這類樁基的沉降和不均勻沉降都將顯著增加，這時(shí)宜采用承載力高而樁數(shù)較少的樁基。同一結(jié)構(gòu)單元宜避免采用不同類型的樁。

167樁的截面尺寸選擇應(yīng)考慮的主要因素是成樁工藝和結(jié)構(gòu)的荷載情況。從樓層數(shù)和荷載大小來看（如為工業(yè)廠房可將荷載折算為相應(yīng)的樓層數(shù)），10層以下的建筑樁基，可考慮采用直徑500mm左右的灌注樁和邊長(zhǎng)為400mm的預(yù)制樁；10~20層的可采用直徑800一l000mm的灌注樁和邊長(zhǎng)450一500mm的預(yù)制樁；20~30層的可用直徑1000~1200mm的鉆（沖、挖）孔灌注樁和邊長(zhǎng)或直徑等于或大于500mm的預(yù)制樁；30~40層的可用直徑大于1200mm的鉆（沖、挖）孔灌注樁和直徑500~550mm的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和大直徑鋼管樁。樓層更多的高層建筑所采用的挖孔灌注樁直徑可達(dá)5m左右。1683、初步確定