1、4.2 樁的分類樁的分類軟土層承臺樁1、按承載性狀2、按施工方法3、按承臺位置4、按樁的設置效應5、。1 1、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2 2、按樁的施工方法分類按樁的施工方法分類（1 1 1 1）預制樁）預制樁）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（）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
2、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。1打入樁(錘擊樁)2振動下沉樁 3靜力壓樁（一）預制樁（一）預制樁6預制方樁7綁扎鋼筋籠8預制管樁 施工方法：施工方法：將各種預先制好的樁(主要是鋼筋混凝土或預應力混凝土實心
3、樁或管樁，也有鋼樁或木樁)以不同的沉樁方式(設備)沉入地基內達到所需要的深度。預制樁是按設計要求在地面良好條件下制作(長樁可在樁端設置鋼板、法蘭盤等接樁構造分節制作)，樁體質量高，可大量工廠批量生產，加速施工進度。適用：適用：一般土地基，但較難沉入堅實地層。沉樁有明顯的排擠土體作用，應考慮對鄰近結構(包括鄰近基樁)的影響。在運輸、吊裝和沉樁過程中應注意避免損壞樁身。施工施工施工施工方法：方法：方法：方法：是通過錘擊(或以高壓射水輔助)將預制樁沉入地基。適用：適用：適用：適用：樁徑較小(一般直徑在0.6m以下，但國內最大管樁直徑已達lm)，地基土質為可塑狀粘性土、砂性土、粉土、細砂以及松散的不含
4、大卵石或漂石的碎卵石類土的情況。問題：問題：問題：問題：有較大的振動和噪聲，在城市建筑密集地區施工，須考慮對環境的影響。打入樁(錘擊樁)杭州灣大橋工程：被譽為“定海神針”的杭州灣跨海大橋鋼管樁，臨時航道的根，深水區四個標段的根。年月日，中港二航局“航工樁號”打樁船打下大橋主體工程第一根鋼管樁。多功能打樁船海力801振動下沉樁施工施工方法方法：將大功率的振動打樁機安裝在樁頂，一方面利用振動以減小土對樁的阻力，另方面用向下的振動力使樁沉入土中。適用：適用：可塑狀的粘性土和砂土，用于土的抗剪強度受振動時有較大降低的砂土等地基和自重不大的鋼樁，其效果更為明顯。沉樁困難時可采用射水輔助振動沉樁。靜力壓樁
5、施工方法：施工方法：施工方法：施工方法：借助樁架自重及樁架上的壓重，通過液壓或滑輪組提供的靜反力將預制樁壓入土中的樁。適用：適用：適用：適用：較均質的可塑狀粘性土地基，對于砂土及其他較堅硬土層，由于壓樁阻力大而不宜采用。優缺點：優缺點：優缺點：優缺點：靜力壓樁在施工過程中無振動、無噪聲，并能避免錘擊時樁頂及樁身的損傷，但較長樁分節壓入時受壓樁架高度的限制，使接頭變多會影響壓樁的效率。1 1鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁 2 2挖孔灌注樁挖孔灌注樁3 3沉管灌注樁沉管灌注樁（二）灌注樁（二）灌注樁施工方法：施工方法：用鉆(沖)孔機具在土中鉆進，邊破碎土體邊出土渣而成孔，然后在孔內放入鋼筋骨架，灌注混凝土而
6、形成的樁。為了順利成孔、成樁，需采用包括制備有一定要求的泥漿護壁、提高孔內泥漿水的水位、灌注水下混凝土等相應的施工工藝和方法。優點：優點：鉆孔灌注樁的施工設備簡單，操作尚方便。缺點：缺點：由于泥漿的排放處理，在城市中的應用有時會受到一定的限制。鉆孔灌注樁適用：適用：各種粘性土、砂性土，也適用于碎、卵石類土和巖層。對于易坍孔土質及可能發生流沙或有承壓水的地基，施工難度較大，施工前應做試樁以取得經驗。國內鉆孔灌注樁的應用日益廣泛，我國施工的鉆孔灌注樁最大深度已達百余米。沖擊鉆頭沖擊鉆頭 施工方法：施工方法：依靠人工(用部分機械配合)或機械在地基中挖出樁孔，然后澆筑鋼筋混凝土或混凝土所形成樁。特點：
7、特點：受設備限制，施工簡單。挖孔樁樁徑較大，一般大于1.4m；為確保施工安全，挖孔深度不宜太深。能直接檢驗孔壁和孔底土質以保證樁的質量。為增大樁底支承力，可用開挖辦法擴大樁底。適用：適用：無水或滲水量小的地層，對可能發生流沙或含較厚的軟粘土層地基，這種施工方法較為困難(需要加強孔壁支撐)。挖孔灌注樁挖孔樁主要適用于粘性土和挖孔樁主要適用于粘性土和地下水位地下水位較低較低的條件，最忌在含水砂層中的條件，最忌在含水砂層中施工施工，因易引起流砂坍孔，十分危險。因易引起流砂坍孔，十分危險。施施工工方方法法：沉管灌注樁系指采用錘擊或振動的方法把帶有鋼筋混凝土的樁尖或帶有活瓣式樁尖(沉管時樁尖閉合，拔管時
8、活瓣張開)的鋼套管沉入土層中成孔，然后在套管內放置鋼筋籠，并邊灌注混凝土邊拔套管而形成的灌注樁，也可將鋼套管打入土中擠土成孔后向套管中灌注混凝土并撥出套管成樁。沉管灌注樁(a)就位；就位；(b)沉管；沉管；(c)灌注混凝土；灌注混凝土；(d)拔管振動；拔管振動；(e)下鋼筋籠下鋼筋籠;(;(f)灌注成型灌注成型特特點點：由于采用了套管，可以避免鉆孔灌注樁施工中可能產生的流砂、坍孔的危害和由泥漿護壁所帶來的排渣等弊病。但樁的直徑較小，常用的尺寸在0.6m以下，樁長常在20m以內。在軟粘土中，由于沉管的擠壓作用對鄰樁有擠壓影響，且擠壓時產生的孔隙水壓力易使拔管時出現混凝土樁縮頸和吊腳現象 適用：適
9、用：粘性土、砂性土、砂土地基。3、按承臺與地面的相對位置分類按承臺與地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
10、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）擠土樁：成成樁過程中，樁孔中的土未取出，全部擠壓到樁的四周，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。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
11、平受荷樁以及復合受荷樁。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。4.3.1 樁的荷載傳遞樁的荷載傳遞一、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地基土對樁的支承作用地基土對樁的支承作用地基土對樁的支承作用地基土對樁的支承作用
12、但兩者并不是步發揮的但兩者并不是步發揮的4.3豎向荷載下單樁的工作性能豎向荷載下單樁的工作性能n n隨著荷載增加，樁身上部側阻力先于下部側阻力的發隨著荷載增加，樁身上部側阻力先于下部側阻力的發揮揮n n一般摩擦樁，側阻力先于端阻力發揮，側阻發揮的比一般摩擦樁，側阻力先于端阻力發揮，側阻發揮的比例明顯高于端阻例明顯高于端阻n n對于長樁，即使樁端土很好，工作荷載下端阻力也很對于長樁，即使樁端土很好，工作荷載下端阻力也很難發揮。難發揮。30設樁身軸力為N，樁身軸力是樁頂荷載Q與深度Z的函數樁側摩阻力是樁界面對樁周土相對位移樁側摩阻力是樁界面對樁周土相對位移的函數的函數樁側摩阻力樁截面位移n極限值樁
13、的側摩阻力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34（一）屈曲破壞（一）屈曲破壞（一）屈曲破壞（一）屈曲破壞 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，荷載沉降(Q-S)關系曲線為“急劇破壞”的陡降型，其沉降量很小，具有明確的破
14、壞荷載。樁的承載力取決于樁身的材料強度。如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。35 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，荷載沉降(Q-S)關系曲線也為陡降型，呈現明確的破壞荷載。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。（二）整體剪切破壞（二）整體剪切破壞（二）整體剪切破壞（二）整體剪切破壞36（三）刺入破壞（三）刺
15、入破壞（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剪強度較均勻時，樁在軸向荷載作用下將出現刺入破壞。此時樁頂荷載主要由樁側摩阻力承受，樁端阻力極微，樁的沉降量較大。一般當樁周土質較軟弱時，荷載沉降(Q-S)關系曲線為“漸進破壞”的緩變型，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。一般情況下的鉆孔灌注樁多屬于此種情況。374.3.3 樁的負摩阻力樁的負摩阻力樁樁土之間相對位移的方向決定了樁側摩阻力的方向，當樁周土土之間相對位移的方
16、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，稱為負摩阻力負摩阻力。正摩阻負摩阻 引起樁側負摩阻力的條件是：樁樁樁樁側土體下沉必須大側土體下沉必須大側土體下沉必須大側土體下沉必須大于樁的下沉。于樁的下沉。于樁的下沉。于樁的下沉。381、考慮負摩阻力的情況：、考慮負摩阻力的情況：1)樁穿過較厚松散填土、自重濕陷性土、欠固結土，而支承于堅硬土層（硬粘性土、中密以上砂土、卵石層或巖層）時；2)在樁周地面有大面積堆載或超填土時；3)軟土地區，樁周地下水位下降，使樁周土下沉時：4)擠土樁群施工結束后，孔隙水消散，隆起的或擾動的土體逐漸固結下沉時；5)自重濕陷性黃土浸水下沉或凍土融化下沉時。392、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零，這種摩阻力為零的點稱為中性點中性點lnNegative土位移Ss樁位移Sp-+摩阻力軸向力N中性點
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