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桩基础设计与计算桩基础是一种深基础形式，广泛应用于高层建筑、桥梁、港口工程等需要承受较大荷载或地基土层较软弱的场合。其设计与计算的核心目标是确保结构的安全性、稳定性和经济性，同时满足地基承载力和变形要求。
桩基础设计通常包括以下几个关键步骤：首先，根据地质勘察资料分析场地土层分布及力学特性，选择合适的桩型（如预制桩、灌注桩、钢管桩等）和成桩工艺；其次，确定桩的布置形式（单桩、群桩或承台桩），结合上部结构荷载特点优化桩的数量、间距和排列方式；再次，进行承载力计算，包括单桩竖向承载力、水平承载力以及群桩效应分析，确保桩基能够承受设计荷载；最后，验算沉降变形是否满足规范要求，并考虑抗震、抗拔等特殊工况的影响。
在计算过程中，常用理论方法包括静力触探法、规范公式法、有限元数值模拟等，结合现场试验数据校核设计结果。此外，还需综合考虑施工条件、材料成本及环境保护等因素，以实现技术与经济的平衡。总之，桩基础设计是一项复杂而精细的工作，需充分结合理论分析、实践经验与实际需求。
钻进效率高，导向性好，最大可钻深度为125m。 各类挖槽机开挖宽度的模数为：60、80、100、120cm几种。 异形灌注桩在法国使用较多，我国目前还仅开始用于受水平 力为主的水闸桩基。其实，异形桃不仅承受横向荷裁的性能优干
静压预应力管桩施工方案3.部分挤土灌注桩 这种桩的特点是在成孔或浇注过程对桩周土产生部分排挤。
由钻杆中泵出混凝土或砂浆有一定的压力，桩侧土体受到一定挤 压，摩阻力有所提高；（c）不易产生断桩、缩颈等质量缺陷， 孔底不残留沉渣虚士。 这种压注桩的成桩直径为0.4～1.0m，深度最大20m。适用 土层包括各类粘性土、松散砂土层，不受地下水位限制。 在我国工程实践中，近年开发出一种与上述工艺类似的成桩 新方法（康华地下工程公司，陶义）：长螺旋钻钻至设计标高 后，通过钻杆底部泵入水泥浆，当钻杆提升至地下水位以上，停
4.挤土灌注桩 挤土灌注桩是靠沉人土中的钢套管挤土成孔，将混凝土通过 套管进行灌注而成桩。套管拔出或留在土中成为桩体的一部分。 拌随沉管产生的挤土效应，对于非饱和的散松砂、粉土、亚粘士 将起到加密作用，使桩的承载力提高。在饱和粘性土中成桩，当 桩距较小桩数较多时，将产尘超孔隙水压，出现土体大量隆起和 侧移，对周围建筑物和构筑物产生破坏性影响。沉管过程一般产
成桩过程质量控制要点是：（α）混凝土要具有良好的利
（a）拧人套管，（b）安钢筋笼、浇混凝上；（c）反向旋转并拔出套 管，边拔边振动（或反插）；（d）成桩
（4）干振成孔灌注桩 于振成孔灌注桩的基本原理是：以类似于插人式混凝土振 棒的于振器振动挤土成孔，孔中灌入适量混凝土，以干振器进行 振挤形成扩大和密实的桩端，随后继续灌人混凝土，并进行振
底：（e）继续浇捣桩身；（f）插入钢筋笼
干振灌注桩适用于浅层松散杂填上、非饱和粘性土、粉土中 成。经初步试验，一次挤扩桩承载力比钻孔桩提高约76%，二 次挤扩桩承载力比钻孔桩提高约116%31 干振灌注桩的成桩直径与干振器直径和挤扩次数有关。目前 生产的干振器直径为280～330mm，有效长度6m，身重约2t，电 机功率40～45kW，激振力约为130kN。成桩直径为290～420 mm，桩长不超过4.5m。
1.考虑建筑物的性质与荷载 （1）建筑物的重要性、对不均匀沉降的敏感程度 对于重要的建筑物和对不均沉降敏感的建筑物，要选择成桩 质量稳定性好的桩型。 （2）建筑物的荷载大小 对于荷载大的高重建筑物，首先要考虑选择单桩承载力足够 大的桩型，使得在有限的平面范围内合理布置桩距、桩数。如在
有坚硬持力层的地区优先选用大直径桩，深厚软弱土层地区优先 选用长摩擦桩等。 ? （3）荷载的性质 对于地震设防区或受其他动荷载的桩基，要考虑选用既能满 足竖同承载力又利于提高横向承载力的桩型，对于动荷载可能对 桩基承载力产生的影响应予考虑。 2.考虑工程地质、水文地质条件 （1）持力层的理置深度与性质 坚实持力层埋深的情况：当埋深较浅时，应优先采用端承 桩，包括扩底；当理深较深时，则应根据单桩承载力的要求， 选择怡当的长径比。持力层的土性也是桩型选择的重要依据，当 为砂、砾层时，采用挤土桩更为有利；当存在粉、细砂等夹层 时，预制桩应慎重采用。 （2）土层中的空穴和障碍物 土层中是否有古墓、土洞、孤石，基岩中是否有喀斯特溶 洞、破碎带等，对于选择桩型和成桩方法是重要的参考因素。 （3）土层是否具有湿陷性、膨胀性 若为湿陷性黄土，为消除湿陷性，可考虑采用小桩距挤土桩。 若为膨胀土，一般情况下可采用短扩底桩。 （4）地下水位、地下水补给条件 地下水位与地下水补给条件，是选择桩的施工方法的主要因 素。土体在水的作用下，成孔过程（主要指人工挖孔）是否可能 产生管涌、砂涌等现象。对于低渗透性的饱和软土，采用挤土桩 所引起的挤土效应应予周密考虑。 （5）土层是否具有可液化、震沉性质 地震区上部土层若有可液化或震沉特性，则应考虑桩承受因 液化、震沉产生的负摩擦和嵌人稳定土层中的深度。 3.考虑施工环境 （1）与相邻建筑物、道路、地下管线、堤坝等的距离 挤土桩施工过程引起的挤土、振动等次生效应，可能招致邻
第二章竖向荷载下单桩的
g(z)·U·d2+Q(2)+dQ(2)=Q(z)
身压缩变形ds（2）与轴力Q（2）2
AE d²s(2) （2)= 7 dz2
充分发挥桩端阻力所需的桩端位移要比侧阻力所需的大得 多，根据小直径桩的试验结果，一般粘性土约为d/4，硬粘土约 为d/10，砂土约为d/12～d/10。对于钻孔桩由于孔底虚土、沉 渣压缩的影响，发挥端阻极限值所需位移更大。 由于桩侧阻力先于桩端阻力发挥出来（支承于竖实基岩的短 桩除外），因此单桩承载力的极限状态一股由桩端阻力的坏所 制约（纯摩擦桩除外）。 单桩的荷载一沉降特性是同桩的破坏模式联系在一起的。以 下介绍工程实践中常见的几种典型坏模式和极限承载力取值准 则。
1.单桩容许承载力与安全系数 按传统的桩基设计方法，单桩容许承载力是将单桩极限承载 除以安全系数面得：
安全系数K各国依国情和习惯不同而有所差异，一般取K= 2，日本规范取K=3，西德规范（69年）则根据试桩数量和荷 载性质，取K=1.5～2。还有的建议安全系数取值要综合考虑施 工因素，上部结构体系（柔性结构取1.5，刚性结构取3）和荷载 性质（短期荷载安全系数降低10～20%，受拉荷载提高10～20%， 双向循环荷载K适当提高）。 单桩极限承载力Q由极限侧阻力Q和极限端阻力Q组成，
一般可忽略二者间的相互影响，因而Q。可表示为二者之
单桩容许承载力Q，可分项表示
间的相互影响，因而Q可表示之
Q Qsu 5 K + K
现以单桩承载力为例探讨可靠度分析的有关同题。 设桩顶荷载效应S和单柱承载力（抗力）R均为正态分布， 单柱的功能函数为：
当Z>0时，单桩处于可靠状态 当Z二0时，单桩处于失效状态 当Z=0时，单桩处于极限状态。 按概率理论，单桩失效概率为：
式中μz、z分别为Z的平均值和标准差：亚（·）为标准正态分 布函数。
使β提高，P：值降低。也就是说，单辨承载力平均值的加大、荷 载效应平均值的减小、单桩承载力和荷载变异性的减小，均可使 桩的尖效概率减小，即可靠度提高。这与工程实际情况是完全 致的。因此，以β来反映桩基的可靠度比用安全系数K更加科 学、合理。为进一步说明这一点，举两组不同类型桩的统计结果 进行比较分析：
A、饱和粘性土中的沉管灌注桩 单桩极限承载力统计平均值μR=500kN； 单桩极限承载力统计标准差on=120kN； 单桩荷载效应平均值μg=200kN； 单桩荷载效应标准差0g=50kN
（2）确定单桩承载能力极限状态设计方程 对于单桩的荷载效应S取与结构构件荷载效应相同的形式1住建部危险性较大的分部分项工程安全管理规定(2018)， 则单桩和群桩基础中单桩的承载力极限状态设计方程S≤R建议 表示为：
P(yeGk+yo,Q1r+vo;e;Qtk) 式中Y。一建筑桩基重要性系数，对安全等级为一级、二级、 三级的建筑结构桩基可分别取1.1、1.0、0.9 2·2桩端阻力和桩侧阻力的深度效应 按照建立于刚塑体模型基础上的经典单桩端阻力极限平衡理 论计算模式，桩底乎面以上的土重（9。=ph）作用于被动剪切 区Ⅲ的滑动面上，使得单位长度上抵抗剪切滑动的抗力增大4 电子签名法条文4t=q。(sinθ+cosθtgp) cOsf