1、4.2 桩的分类桩的分类软土层承台桩1、按承载性状2、按施工方法3、按承台位置4、按桩的设置效应5、。1 1、按承载性状分类按承载性状分类端承型桩端承型桩摩擦型桩摩擦型桩2 2、按桩的施工方法分类按桩的施工方法分类（1 1 1 1）预制桩）预制桩）预制桩）预制桩 在施工前预先制作成型，再用各种机械设备把它沉入地基至设计标在施工前预先制作成型，再用各种机械设备把它沉入地基至设计标高的桩，称为预制桩。高的桩，称为预制桩。预制桩可以是木桩、钢桩或钢筋混凝土桩等。预制桩可以是木桩、钢桩或钢筋混凝土桩等。（）灌注桩（）灌注桩（）灌注桩（）灌注桩 灌注桩为在建筑工地现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手2、段灌注桩为在建筑工地现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。依照成孔方法不同，灌注桩可分为钻（冲）孔灌注桩、沉管灌注桩和依照成孔方法不同，灌注桩可分为钻（冲）孔灌注桩、沉管灌注桩和挖孔灌注桩等几大类。挖孔灌注桩等几大类。沉桩方法有气锤打入、振动沉桩、静压桩等。沉桩方法有气锤打入、振动沉桩、静压桩等。1打入桩(锤击桩)2振动下沉桩 3静力压桩（一）预制桩（一）预制桩6预制方桩7绑扎钢筋笼8预制管桩 施工方法：施工方法：将各种预先制好的桩(主要是钢筋混凝土或预应力混凝土实心3、桩或管桩，也有钢桩或木桩)以不同的沉桩方式(设备)沉入地基内达到所需要的深度。预制桩是按设计要求在地面良好条件下制作(长桩可在桩端设置钢板、法兰盘等接桩构造分节制作)，桩体质量高，可大量工厂批量生产，加速施工进度。适用：适用：一般土地基，但较难沉入坚实地层。沉桩有明显的排挤土体作用，应考虑对邻近结构(包括邻近基桩)的影响。在运输、吊装和沉桩过程中应注意避免损坏桩身。施工施工施工施工方法：方法：方法：方法：是通过锤击(或以高压射水辅助)将预制桩沉入地基。适用：适用：适用：适用：桩径较小(一般直径在0.6m以下，但国内最大管桩直径已达lm)，地基土质为可塑状粘性土、砂性土、粉土、细砂以及松散的不含4、大卵石或漂石的碎卵石类土的情况。问题：问题：问题：问题：有较大的振动和噪声，在城市建筑密集地区施工，须考虑对环境的影响。打入桩(锤击桩)杭州湾大桥工程：被誉为“定海神针”的杭州湾跨海大桥钢管桩，临时航道的根，深水区四个标段的根。年月日，中港二航局“航工桩号”打桩船打下大桥主体工程第一根钢管桩。多功能打桩船海力801振动下沉桩施工施工方法方法：将大功率的振动打桩机安装在桩顶，一方面利用振动以减小土对桩的阻力，另方面用向下的振动力使桩沉入土中。适用：适用：可塑状的粘性土和砂土，用于土的抗剪强度受振动时有较大降低的砂土等地基和自重不大的钢桩，其效果更为明显。沉桩困难时可采用射水辅助振动沉桩。静力压桩5、施工方法：施工方法：施工方法：施工方法：借助桩架自重及桩架上的压重，通过液压或滑轮组提供的静反力将预制桩压入土中的桩。适用：适用：适用：适用：较均质的可塑状粘性土地基，对于砂土及其他较坚硬土层，由于压桩阻力大而不宜采用。优缺点：优缺点：优缺点：优缺点：静力压桩在施工过程中无振动、无噪声，并能避免锤击时桩顶及桩身的损伤，但较长桩分节压入时受压桩架高度的限制，使接头变多会影响压桩的效率。1 1钻孔灌注桩钻孔灌注桩 2 2挖孔灌注桩挖孔灌注桩3 3沉管灌注桩沉管灌注桩（二）灌注桩（二）灌注桩施工方法：施工方法：用钻(冲)孔机具在土中钻进，边破碎土体边出土渣而成孔，然后在孔内放入钢筋骨架，灌注混凝土而6、形成的桩。为了顺利成孔、成桩，需采用包括制备有一定要求的泥浆护壁、提高孔内泥浆水的水位、灌注水下混凝土等相应的施工工艺和方法。优点：优点：钻孔灌注桩的施工设备简单，操作尚方便。缺点：缺点：由于泥浆的排放处理，在城市中的应用有时会受到一定的限制。钻孔灌注桩适用：适用：各种粘性土、砂性土，也适用于碎、卵石类土和岩层。对于易坍孔土质及可能发生流沙或有承压水的地基，施工难度较大，施工前应做试桩以取得经验。国内钻孔灌注桩的应用日益广泛，我国施工的钻孔灌注桩最大深度已达百余米。冲击钻头冲击钻头 施工方法：施工方法：依靠人工(用部分机械配合)或机械在地基中挖出桩孔，然后浇筑钢筋混凝土或混凝土所形成桩。特点：7、特点：受设备限制，施工简单。挖孔桩桩径较大，一般大于1.4m；为确保施工安全，挖孔深度不宜太深。能直接检验孔壁和孔底土质以保证桩的质量。为增大桩底支承力，可用开挖办法扩大桩底。适用：适用：无水或渗水量小的地层，对可能发生流沙或含较厚的软粘土层地基，这种施工方法较为困难(需要加强孔壁支撑)。挖孔灌注桩挖孔桩主要适用于粘性土和挖孔桩主要适用于粘性土和地下水位地下水位较低较低的条件，最忌在含水砂层中的条件，最忌在含水砂层中施工施工，因易引起流砂坍孔，十分危险。因易引起流砂坍孔，十分危险。施施工工方方法法：沉管灌注桩系指采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土的桩尖或带有活瓣式桩尖(沉管时桩尖闭合，拔管时8、活瓣张开)的钢套管沉入土层中成孔，然后在套管内放置钢筋笼，并边灌注混凝土边拔套管而形成的灌注桩，也可将钢套管打入土中挤土成孔后向套管中灌注混凝土并拨出套管成桩。沉管灌注桩(a)就位；就位；(b)沉管；沉管；(c)灌注混凝土；灌注混凝土；(d)拔管振动；拔管振动；(e)下钢筋笼下钢筋笼;(;(f)灌注成型灌注成型特特点点：由于采用了套管，可以避免钻孔灌注桩施工中可能产生的流砂、坍孔的危害和由泥浆护壁所带来的排渣等弊病。但桩的直径较小，常用的尺寸在0.6m以下，桩长常在20m以内。在软粘土中，由于沉管的挤压作用对邻桩有挤压影响，且挤压时产生的孔隙水压力易使拔管时出现混凝土桩缩颈和吊脚现象 适用：适9、用：粘性土、砂性土、砂土地基。3、按承台与地面的相对位置分类按承台与地面的相对位置分类高承台桩高承台桩承台在地面以上承台在地面以上,桥桩桥桩,码头码头,栈桥。栈桥。低承台桩：低承台桩：承台在地面以下承台在地面以下,承台本身承担承台本身承担部分荷载部分荷载4 4、按成桩方法和成桩过程的挤土效应分类、按成桩方法和成桩过程的挤土效应分类（1 1）非挤土桩：）非挤土桩：成桩过程对桩周围的土无挤压作用的桩称为非挤土桩。成桩过程对桩周围的土无挤压作用的桩称为非挤土桩。主要有：钻（冲）孔桩，挖孔桩。主要有：钻（冲）孔桩，挖孔桩。（2 2）部分挤土桩（少量挤土桩）：）部分挤土桩（少量挤土桩）：成桩过程对周围土10、产生部分挤压作用的桩称为部分挤土桩。成桩过程对周围土产生部分挤压作用的桩称为部分挤土桩。主要有：工型或主要有：工型或 H H 型钢桩，钢板桩，开口钢管桩，开口钢筋混凝土管桩。型钢桩，钢板桩，开口钢管桩，开口钢筋混凝土管桩。（3 3）挤土桩）挤土桩：成成桩过程中，桩孔中的土未取出，全部挤压到桩的四周，桩过程中，桩孔中的土未取出，全部挤压到桩的四周，这类桩称为挤土桩。这类桩称为挤土桩。主要有：木桩、钢筋混凝土桩，闭口的钢管桩或钢筋混凝土管桩，主要有：木桩、钢筋混凝土桩，闭口的钢管桩或钢筋混凝土管桩，沉管灌注桩。沉管灌注桩。竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩以及复合受荷桩。竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水11、平受荷桩以及复合受荷桩。5、按桩的使用功能分类、按桩的使用功能分类 木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩以及组合材料桩。木桩、混凝土桩、钢筋混凝土桩、钢桩以及组合材料桩。6 6、按桩身材料分类、按桩身材料分类7 7、按桩径大小分类、按桩径大小分类小直径桩（小直径桩（d250mmd250mm）、中等直径桩（）、中等直径桩（250d800250d800）和）和大直径桩（大直径桩（d800mmd800mm）等。）等。4.3.1 桩的荷载传递桩的荷载传递一、单桩承载力的构成一、单桩承载力的构成桩侧阻力桩侧阻力桩端阻力桩端阻力地基土对桩的支承作用地基土对桩的支承作用地基土对桩的支承作用地基土对桩的支承作用12、但两者并不是步发挥的但两者并不是步发挥的4.3竖向荷载下单桩的工作性能竖向荷载下单桩的工作性能n n随着荷载增加，桩身上部侧阻力先于下部侧阻力的发随着荷载增加，桩身上部侧阻力先于下部侧阻力的发挥挥n n一般摩擦桩，侧阻力先于端阻力发挥，侧阻发挥的比一般摩擦桩，侧阻力先于端阻力发挥，侧阻发挥的比例明显高于端阻例明显高于端阻n n对于长桩，即使桩端土很好，工作荷载下端阻力也很对于长桩，即使桩端土很好，工作荷载下端阻力也很难发挥。难发挥。30设桩身轴力为N，桩身轴力是桩顶荷载Q与深度Z的函数桩侧摩阻力是桩界面对桩周土相对位移桩侧摩阻力是桩界面对桩周土相对位移的函数的函数桩侧摩阻力桩截面位移n极限值桩13、的侧摩阻力4.3.2单桩的破坏模式单桩的破坏模式一、单桩的破坏模式影响因素一、单桩的破坏模式影响因素桩周土的抗剪强度桩周土的抗剪强度桩端支承情况桩端支承情况桩的尺寸桩的尺寸桩的类型桩的类型二、常见的单桩破坏模式二、常见的单桩破坏模式轴向荷载下基桩的破坏模式轴向荷载下基桩的破坏模式屈曲破坏屈曲破坏整体剪切破坏整体剪切破坏刺入破坏刺入破坏34（一）屈曲破坏（一）屈曲破坏（一）屈曲破坏（一）屈曲破坏 当桩底支承在坚硬的土层或岩层上，桩周土层极为软弱，桩身无约束或侧向抵抗力。桩在轴向荷载作用下，如同一细长压杆出现纵向挠曲破坏，荷载沉降(Q-S)关系曲线为“急剧破坏”的陡降型，其沉降量很小，具有明确的破14、坏荷载。桩的承载力取决于桩身的材料强度。如穿越深厚淤泥质土层中的小直径端承桩或嵌岩桩，细长的木桩等多属于此种破坏。35 当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层，达到强度较高的土层，且桩的长度不大时，桩在轴向荷载作用下，由于桩底上部土层不能阻止滑动土楔的形成，桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏。此时桩的沉降量较小，桩侧摩阻力难以充分发挥，主要荷载由桩端阻力承受，荷载沉降(Q-S)关系曲线也为陡降型，呈现明确的破坏荷载。桩的承载力主要取决于桩端土的支承力。一般打入式短桩、钻扩短桩等均属于此种破坏。（二）整体剪切破坏（二）整体剪切破坏（二）整体剪切破坏（二）整体剪切破坏36（三）刺入破坏（三）刺15、入破坏（三）刺入破坏（三）刺入破坏 当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向荷载作用下将出现刺入破坏。此时桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承受，桩端阻力极微，桩的沉降量较大。一般当桩周土质较软弱时，荷载沉降(Q-S)关系曲线为“渐进破坏”的缓变型，无明显拐点，极限荷载难以判断，桩的承载力主要由上部结构所能承受的极限沉降su确定；当桩周土的抗剪强度较高时，荷载沉降(Q-S)关系曲线可能为陡降型，有明显拐点，桩的承载力主要取决于桩周土的强度。一般情况下的钻孔灌注桩多属于此种情况。374.3.3 桩的负摩阻力桩的负摩阻力桩桩土之间相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土土之间相对位移的方16、向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为层相对于桩侧向下位移时，桩侧摩阻力方向向下，称为负摩阻力负摩阻力。正摩阻负摩阻 引起桩侧负摩阻力的条件是：桩桩桩桩侧土体下沉必须大侧土体下沉必须大侧土体下沉必须大侧土体下沉必须大于桩的下沉。于桩的下沉。于桩的下沉。于桩的下沉。381、考虑负摩阻力的情况：、考虑负摩阻力的情况：1)桩穿过较厚松散填土、自重湿陷性土、欠固结土，而支承于坚硬土层（硬粘性土、中密以上砂土、卵石层或岩层）时；2)在桩周地面有大面积堆载或超填土时；3)软土地区，桩周地下水位下降，使桩周土下沉时：4)挤土桩群施工结束后，孔隙水消散，隆起的或扰动的土体逐渐固结下沉时；5)自重湿陷性黄土浸水下沉或冻土融化下沉时。392、桩侧负摩阻力的分布规律、桩侧负摩阻力的分布规律对于下部为岩石的端承桩对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力；可能全桩为负阻力；对于一般桩对于一般桩,因为桩土都有变形因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向而变。视二者的相对位移量和方向而变。桩周土与桩截面沉降相等，两者无相对位移发生，其摩阻力为桩周土与桩截面沉降相等，两者无相对位移发生，其摩阻力为零，这种摩阻力为零的点称为零，这种摩阻力为零的点称为中性点中性点lnNegative土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N中性点