桩基础分类及构造要求

一、桩基础的分类

桩可按承载性状、使用功能、桩身材料、成桩方法和工艺、桩径大小等进行分类。

1.按承台位置高低分类

(1)高承台桩基:由于结构设计上的需要,群桩承台底面有时设在地面或局部冲刷线之上,这种桩基称为高承台桩基。高桩承台由于高桩承台基础能够穿透软弱层而达到较深的持力层，其承受竖向荷载的能力很好，广泛应用于大跨径桥梁、码头和海洋石油平台。但是因为桩身外露部位没有土的弹性抗力作用，桩身内力和位移较大，稳定性相对低桩承台较差。

(2)低承台桩基:凡是承台底面埋置于地面或局部冲刷线以下的桩基称为低承台桩基。房屋建筑工程的桩基多属于这一类。

2.按承载性质不同分类

（1）摩擦型桩

①摩擦桩:竖向荷载下,基桩的承载力以桩侧摩阻力为主,外部荷载主要通过桩身侧表面与土层之间的摩擦阻力传递给周围的土层,桩尖部分承受的荷载很小。主要用于岩层埋置很深的地基。这类桩基的沉降较大,稳定时间也较长。

②端承摩擦桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧摩擦阻力承受。即在外荷载作用下,桩的端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥作用,但桩侧摩擦阻力大于桩尖阻力。如穿过软弱地层嵌入较坚实的硬粘土的桩。

（2）端承型桩

①端承桩:在极限荷载作用状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩,外部荷载通过桩身直接传给基岩,桩的承载力由桩的端部提供,不考虑桩侧摩擦阻力的作用。

②摩擦端承桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。如通过软弱土层桩尖嵌入基岩的桩,由于桩的细长比很大,在外部荷载作用下,桩身被压缩,使桩侧摩擦阻力得到部分地发挥。

         

         

3.按桩身材料分类

根据桩身材料可分为混凝土桩、钢桩和组合材料桩等。

（1）钢筋混凝土桩:混凝土桩是目前应用最广泛的桩,具有制作方便,桩身强度高,耐腐蚀性能好,价格较低等优点。它可分为预制混凝土方桩、预应力混凝土空心管桩和灌注混凝土桩等。

（2）钢桩:由钢管桩和型钢桩组成。钢桩桩身材料强度高,桩身表面积大而截面积小,在沉桩时贯透能力强而挤土影响小,在饱和软粘土地区可减少对邻近建筑物的影响。型钢桩常见有工字形钢桩和H形钢桩。钢管桩由各种直径和壁厚的无缝钢管制成。由于钢桩价格昂贵,耐腐蚀性能差,应用受到一定的限制。

4.按桩的使用功能分类

(1)竖向抗压桩:竖向抗压桩主要承受竖向荷载,是主要的受荷形式。根据荷载传递特征,可分为摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩及端承桩四类。

(2)竖向抗拔桩:主要承受竖向抗拔荷载的桩,应进行桩身强度和抗裂性能以及抗拔承载力验算。

(3)水平受荷桩:港口工程的板桩、基坑的支护桩等,都是主要承受水平荷载的桩。桩身的稳定依靠桩侧土的抗力,往往还设置水平支撑或拉锚以承受部分水平力。

(4)复合受荷桩:承受竖向、水平荷载均较大的桩,应按竖向抗压桩及水平受荷桩的要求进行验算。

5.按成孔方法分类

（1）非挤土桩:非挤土桩是指成桩过程中桩周土体基本不受挤压的桩。在成桩过程中。将与桩体积相同的土挖出。因而桩周围的土很少受到扰动。这类桩主要有干作业法、泥浆护壁法和套管护壁法钻挖孔灌注桩。或钻孔桩、井筒管桩和预钻孔埋桩等。

（2）部分挤土桩:这类桩在设置过程中，由于挤土作用轻微。故桩周土的工程性质变化不大。这类桩主要有打入的截面厚度不大的工字型和H型钢桩、开口钢管桩和螺旋钻成孔桩等。

（3）挤土桩:在成桩过程中，桩周围的土被挤密或挤开，使桩周围的土受到严重扰动，土的原始结构遭到破坏，土的工程性质发生很大变化。挤土桩主要有打入或压入的混凝土方桩、预应力管桩、钢管桩和木桩。另外沉管式灌注桩也属于挤土桩等。

6.按桩径(设计直径d)大小分类：

1)小直径桩:d≤250mm；

2)中等直径桩:250mm＜d＜800mm；

3)大直径桩:d≥800mm。

二、混凝土灌注桩的种类和施工工艺

混凝土灌注桩是一种直接在现场桩位上就地成孔，然后在孔内浇筑混凝土或安装钢筋笼再浇筑混凝土而成的桩。按其成孔方法不同，可分为钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等。

1.钻孔灌注桩:钻孔灌注桩是指利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。根据钻孔机械的钻头是否在土的含水层中施工，混凝护壁成孔和干作业成孔两种施工方法。

（1）泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程：测定桩位→埋设护筒→制备泥浆→成孔→清孔→下钢筋笼→水下浇筑混凝土。

（2）干作业成孔灌注桩施工工艺流程：测定桩位→钻孔→清孔→下钢筋笼→浇筑混凝土。

2.沉管灌注桩:沉管灌注桩是指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩尖或预制钢筋混凝土桩靴的钢套管沉入土中，然后边浇筑混凝土（或先在管内放入钢筋笼），边锤击或振动边拔管而成的桩。前者称为锤击沉管灌注桩，后者称为振动沉管灌注桩。

沉管灌注桩成桩过程为：桩机就位→锤击（振动）沉管→上料→边锤击（振动）边拔管，并继续浇筑混凝土→下钢筋笼、继续浇筑混凝土及拔管→成桩。

3.人工挖孔灌注桩:人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。为了确保人工挖孔桩施工过程中的安全，施工时必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象发生，制定合理的护壁措施。护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种。以应用较广的现浇混凝土分段护壁为例说明人工挖孔桩的施工工艺流程。

人工挖孔灌注桩的施工程序是：场地整平→放线、定桩位→挖第一节桩孔土方→支模浇筑第一节混凝土护壁→在护壁上二次投侧标高及桩位十字轴线→安装活动井盖、垂直运输架起重卷扬机或电动葫芦、活底吊土桶、排水、通风、照明设施等→第二节桩身挖土→清理桩孔四壁，校核桩孔垂直度和直径→拆上节模板，支第二节模板，浇筑第二节混凝土护壁→重复第二节挖土、支模、浇筑混凝土护壁工序，循环作业直至设计深度→进行打底（当需扩底时）→清理虚土、排除积水，检查尺寸和持力层→吊放钢筋笼就位→浇筑桩身混凝土。

三、灌注桩配筋及构造：         
1.配筋率：当桩身直径为300～2000mm时，正截面配筋率可取0.65％～0.2％(小直径桩取高值)；对受荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率，并不应小于上述规定值；         
2.配筋长度：

1)端承型桩和位于坡地、岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋；         
2)摩擦型灌注桩配筋长度不应小于2/3桩长；当受水平荷载时，配筋长度尚不宜小于4.0/α(α为桩的水平变形系数)；         
3)对于受地震作用的基桩，桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层，进入稳定土层的深度不应小于本规范第3.4.6条的规定；         
4)受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的桩，其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层，进入的深度不应小于(2～3)d；         
5)抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，应等截面或变截面通长配筋。         
3.对于受水平荷载的桩，主筋不应小于8ф12；对于抗压桩和抗拔桩，主筋不应少于6ф10；纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm；         
4.箍筋应采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200～300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内的箍筋应加密，间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。

四、桩基承台构造基本要求：

1.桩基承台应满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构要求。

2.独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于500mm，边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩的直径或边长，且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于150mm。对于墙下条形承台梁，桩的外边缘至承台梁边缘的距离不应小于75mm。承台的最小厚度不应小于300mm。

3.高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小于400mm，墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最小厚度不应小于200mm。

4.高层建筑箱形承台的构造应符合《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6 的规定。

来源：CSDI