三、樁基礎(chǔ)
1 ．概述
深基礎(chǔ)是埋深較大，以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的基礎(chǔ)，其作用是把所承受的荷載相對(duì)集中的傳遞到地基的土層。因此，當(dāng)建筑場(chǎng)地的淺層土質(zhì)不能滿(mǎn)足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求，而又不適宜采取地基處理措施時(shí)，就要考慮采用深基礎(chǔ)方案了。深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻和沉井等幾種類(lèi)型，其中樁基礎(chǔ)是一種最為古老且應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)形式。
樁是設(shè)置于土中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)，簡(jiǎn)稱(chēng)樁基。承臺(tái)將各樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分配于各樁，由穿過(guò)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。樁所承受的軸向荷載是通過(guò)作用于樁周土層的樁側(cè)摩阻力和樁端地層的樁端阻力來(lái)支承的；而水平荷載則依靠樁側(cè)土層的側(cè)向阻力來(lái)支承。
一般說(shuō)來(lái)，下列情況可考慮采用樁基礎(chǔ)方案：
（ 1 ）天然地基承載力和變形不能滿(mǎn)足要求的高重建筑物；
（ 2 ）天然地基承載力基本滿(mǎn)足要求，但沉降量過(guò)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(lèi)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 ）需穿越水體和軟弱地層的港灣與海洋構(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。
樁基礎(chǔ)可分為低承臺(tái)樁基和高承臺(tái)樁基兩種。低承臺(tái)樁基的承臺(tái)底面位于地面以下，而高承臺(tái)樁基的承臺(tái)底面則高出地面以上。
樁基是由樁、土和承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮樁、土、承臺(tái)的共同作用。大多數(shù)樁基的首要問(wèn)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)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至承臺(tái)上的荷載效應(yīng)組合與淺基礎(chǔ)相同。
樁基設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足下列基本條件：
（ 1 ）樁承受的豎向荷載不宜超過(guò)單樁豎向承載力特征值；
（ 2 ）基礎(chǔ)的沉降不得超過(guò)建筑物的沉降允許值；
（ 3 ）位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算。
此外，對(duì)于軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性?xún)鐾梁蛶r溶等地區(qū)的樁基，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定考慮特殊性土對(duì)樁基的影響，并在樁基設(shè)計(jì)中采取有效措施。
對(duì)于軟土地基上的多層建筑，如果鄰近地表的地層具有一定厚度的所謂“硬殼層” , 由于采用淺基礎(chǔ)時(shí)的地基變形過(guò)大，因而需采用樁基來(lái)限制沉降量。在這種情況下，樁是作為減少沉降的措施而設(shè)置的，這種當(dāng)天然地基承載力基本滿(mǎn)足建筑物荷載要求而以減少沉降為目的設(shè)置的樁，特稱(chēng)為“減沉樁”。減沉樁的用柱數(shù)量是根據(jù)沉降控制條件（即允許沉降量）計(jì)算確定的。
2 ．樁基礎(chǔ)的類(lèi)型
（ 1 ）端承型樁和摩擦型樁。
按樁的性狀和豎向受力情況，可分為端承型樁和摩擦型樁兩大類(lèi)
1 ）端承型樁。端承型樁是指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。
當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比較小（一般 l / d≤10 ） ，樁身穿越軟弱土層，樁端設(shè)置在密實(shí)砂類(lèi)、碎石類(lèi)土層中或位于中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石頂面（即人巖深度 hr≤0.5d ） ，樁頂豎向荷載絕大部分由樁端阻力承受，而樁側(cè)阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí)，稱(chēng)為端承樁。
當(dāng)樁頂嵌人完整和較完整的中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石一定深度以上（hr＞0.5d ）時(shí)，稱(chēng)為嵌巖樁。嵌巖樁的樁側(cè)與樁端荷載分擔(dān)比與孔底沉渣及進(jìn)人基巖深度有關(guān)，樁的長(zhǎng)徑比不是制約荷載分擔(dān)的惟一因素。
2 ）摩擦型樁。摩擦型樁是指樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承受，但樁側(cè)阻力分擔(dān)荷載較多的樁。一般摩擦型樁的樁端持力層多為較堅(jiān)實(shí)的勃性土、粉土和砂類(lèi)土，且樁的長(zhǎng)徑比不是很大。
當(dāng)樁頂豎向荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承受，而樁端阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí)，稱(chēng)為摩擦樁。例如： ① 樁的長(zhǎng)徑比很大，樁頂荷載只通過(guò)樁身壓縮產(chǎn)生的樁側(cè)阻力傳遞給樁周土，因而不管樁端下土層堅(jiān)實(shí)與否，其分擔(dān)的荷載都很?。?② 樁端下無(wú)較堅(jiān)實(shí)的持力層； ③ 樁底殘留虛土或殘?jiān)^厚的灌注樁； ④ 打人鄰樁使先前設(shè)置的樁上抬，甚至樁端脫空等情況
（ 2 ）預(yù)制樁和灌注樁。
根據(jù)施工方法的不同，可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類(lèi)。
l ）預(yù)制樁。根據(jù)所用材料的不同，預(yù)制樁可分為混凝土預(yù)制樁、鋼樁和木樁三類(lèi)。
預(yù)制樁的沉樁方式主要有：錘擊法、振動(dòng)法和靜壓法等。
① 錘擊法沉樁。錘擊法沉樁是用樁錘（或輔以高壓射水）將樁擊人地基中的施工方法，適用于地基土為松散的碎石土（不含大卵石或漂石）、砂土、粉土以及可塑赫性土的情況。錘擊法沉樁伴有噪聲、振動(dòng)和地層擾動(dòng)等問(wèn)題，在城市建設(shè)中應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境的影響。
② 振動(dòng)法沉樁。振動(dòng)法沉樁是采用振動(dòng)錘進(jìn)行沉樁的施工方法，適用于可塑狀的勃性土和砂土，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。
③ 靜壓法沉樁。靜壓法沉樁是采用靜力壓樁機(jī)將預(yù)制樁壓人地基中的施工方法。靜壓法沉樁具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)沖擊力、施工應(yīng)力小、樁頂不易損壞和沉樁精度較高等特點(diǎn)。但較長(zhǎng)樁分節(jié)壓人時(shí)，接頭較多會(huì)影響壓樁的效率。
2 ）灌注樁。灌注樁是直接在所設(shè)計(jì)樁位處成孔，然后在孔內(nèi)加放鋼筋籠（也有省去鋼筋的）再澆灌混凝土而成。灌注樁的橫截面呈圓形，可以做成大直徑和擴(kuò)底樁，灌注樁可適用于各種類(lèi)型的地基土。
灌注樁可分為沉管灌注樁、鉆（沖、磨）孔灌注樁、挖孔灌注樁和爆擴(kuò)灌注樁幾大類(lèi)。同一類(lèi)樁還可按施工機(jī)械和施工方法以及直徑的不同予以細(xì)分。
3 ．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)分別按這兩方面確定后取其中的小值。如按樁的載荷試驗(yàn)確定，則已兼顧到這兩方面。
按材料強(qiáng)度計(jì)算低承臺(tái)樁基的單樁承載力時(shí)，可把樁視作軸心受壓桿件，而且不考慮縱向壓屈的影響（取縱向彎曲系數(shù)為 1 ） ，這是由于樁周存在土的約束作用之故。對(duì)于通過(guò)很厚的軟戮土層而支承在巖層上的端承型樁或承臺(tái)底面以下存在可液化土層的樁以及高承臺(tái)樁基，則應(yīng)考慮壓屈影響。
1 ．概述
深基礎(chǔ)是埋深較大，以下部堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層的基礎(chǔ)，其作用是把所承受的荷載相對(duì)集中的傳遞到地基的土層。因此，當(dāng)建筑場(chǎng)地的淺層土質(zhì)不能滿(mǎn)足建筑物對(duì)地基承載力和變形的要求，而又不適宜采取地基處理措施時(shí)，就要考慮采用深基礎(chǔ)方案了。深基礎(chǔ)主要有樁基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻和沉井等幾種類(lèi)型，其中樁基礎(chǔ)是一種最為古老且應(yīng)用最為廣泛的基礎(chǔ)形式。
樁是設(shè)置于土中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)，簡(jiǎn)稱(chēng)樁基。承臺(tái)將各樁聯(lián)成一整體，把上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的荷載轉(zhuǎn)換、調(diào)整分配于各樁，由穿過(guò)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。樁所承受的軸向荷載是通過(guò)作用于樁周土層的樁側(cè)摩阻力和樁端地層的樁端阻力來(lái)支承的；而水平荷載則依靠樁側(cè)土層的側(cè)向阻力來(lái)支承。
一般說(shuō)來(lái)，下列情況可考慮采用樁基礎(chǔ)方案：
（ 1 ）天然地基承載力和變形不能滿(mǎn)足要求的高重建筑物；
（ 2 ）天然地基承載力基本滿(mǎn)足要求，但沉降量過(guò)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(lèi)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 ）需穿越水體和軟弱地層的港灣與海洋構(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。
樁基礎(chǔ)可分為低承臺(tái)樁基和高承臺(tái)樁基兩種。低承臺(tái)樁基的承臺(tái)底面位于地面以下，而高承臺(tái)樁基的承臺(tái)底面則高出地面以上。
樁基是由樁、土和承臺(tái)共同組成的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮樁、土、承臺(tái)的共同作用。大多數(shù)樁基的首要問(wèn)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)時(shí)，上部結(jié)構(gòu)傳至承臺(tái)上的荷載效應(yīng)組合與淺基礎(chǔ)相同。
樁基設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足下列基本條件：
（ 1 ）樁承受的豎向荷載不宜超過(guò)單樁豎向承載力特征值；
（ 2 ）基礎(chǔ)的沉降不得超過(guò)建筑物的沉降允許值；
（ 3 ）位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算。
此外，對(duì)于軟土、濕陷性黃土、膨脹土、季節(jié)性?xún)鐾梁蛶r溶等地區(qū)的樁基，應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定考慮特殊性土對(duì)樁基的影響，并在樁基設(shè)計(jì)中采取有效措施。
對(duì)于軟土地基上的多層建筑，如果鄰近地表的地層具有一定厚度的所謂“硬殼層” , 由于采用淺基礎(chǔ)時(shí)的地基變形過(guò)大，因而需采用樁基來(lái)限制沉降量。在這種情況下，樁是作為減少沉降的措施而設(shè)置的，這種當(dāng)天然地基承載力基本滿(mǎn)足建筑物荷載要求而以減少沉降為目的設(shè)置的樁，特稱(chēng)為“減沉樁”。減沉樁的用柱數(shù)量是根據(jù)沉降控制條件（即允許沉降量）計(jì)算確定的。
2 ．樁基礎(chǔ)的類(lèi)型
（ 1 ）端承型樁和摩擦型樁。
按樁的性狀和豎向受力情況，可分為端承型樁和摩擦型樁兩大類(lèi)
1 ）端承型樁。端承型樁是指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。
當(dāng)樁的長(zhǎng)徑比較小（一般 l / d≤10 ） ，樁身穿越軟弱土層，樁端設(shè)置在密實(shí)砂類(lèi)、碎石類(lèi)土層中或位于中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石頂面（即人巖深度 hr≤0.5d ） ，樁頂豎向荷載絕大部分由樁端阻力承受，而樁側(cè)阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí)，稱(chēng)為端承樁。
當(dāng)樁頂嵌人完整和較完整的中等風(fēng)化、微風(fēng)化及未風(fēng)化硬質(zhì)巖石一定深度以上（hr＞0.5d ）時(shí)，稱(chēng)為嵌巖樁。嵌巖樁的樁側(cè)與樁端荷載分擔(dān)比與孔底沉渣及進(jìn)人基巖深度有關(guān)，樁的長(zhǎng)徑比不是制約荷載分擔(dān)的惟一因素。
2 ）摩擦型樁。摩擦型樁是指樁頂豎向荷載由樁側(cè)阻力和樁端阻力共同承受，但樁側(cè)阻力分擔(dān)荷載較多的樁。一般摩擦型樁的樁端持力層多為較堅(jiān)實(shí)的勃性土、粉土和砂類(lèi)土，且樁的長(zhǎng)徑比不是很大。
當(dāng)樁頂豎向荷載絕大部分由樁側(cè)阻力承受，而樁端阻力很小可以忽略不計(jì)時(shí)，稱(chēng)為摩擦樁。例如： ① 樁的長(zhǎng)徑比很大，樁頂荷載只通過(guò)樁身壓縮產(chǎn)生的樁側(cè)阻力傳遞給樁周土，因而不管樁端下土層堅(jiān)實(shí)與否，其分擔(dān)的荷載都很?。?② 樁端下無(wú)較堅(jiān)實(shí)的持力層； ③ 樁底殘留虛土或殘?jiān)^厚的灌注樁； ④ 打人鄰樁使先前設(shè)置的樁上抬，甚至樁端脫空等情況
（ 2 ）預(yù)制樁和灌注樁。
根據(jù)施工方法的不同，可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類(lèi)。
l ）預(yù)制樁。根據(jù)所用材料的不同，預(yù)制樁可分為混凝土預(yù)制樁、鋼樁和木樁三類(lèi)。
預(yù)制樁的沉樁方式主要有：錘擊法、振動(dòng)法和靜壓法等。
① 錘擊法沉樁。錘擊法沉樁是用樁錘（或輔以高壓射水）將樁擊人地基中的施工方法，適用于地基土為松散的碎石土（不含大卵石或漂石）、砂土、粉土以及可塑赫性土的情況。錘擊法沉樁伴有噪聲、振動(dòng)和地層擾動(dòng)等問(wèn)題，在城市建設(shè)中應(yīng)考慮其對(duì)環(huán)境的影響。
② 振動(dòng)法沉樁。振動(dòng)法沉樁是采用振動(dòng)錘進(jìn)行沉樁的施工方法，適用于可塑狀的勃性土和砂土，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。
③ 靜壓法沉樁。靜壓法沉樁是采用靜力壓樁機(jī)將預(yù)制樁壓人地基中的施工方法。靜壓法沉樁具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、無(wú)沖擊力、施工應(yīng)力小、樁頂不易損壞和沉樁精度較高等特點(diǎn)。但較長(zhǎng)樁分節(jié)壓人時(shí)，接頭較多會(huì)影響壓樁的效率。
2 ）灌注樁。灌注樁是直接在所設(shè)計(jì)樁位處成孔，然后在孔內(nèi)加放鋼筋籠（也有省去鋼筋的）再澆灌混凝土而成。灌注樁的橫截面呈圓形，可以做成大直徑和擴(kuò)底樁，灌注樁可適用于各種類(lèi)型的地基土。
灌注樁可分為沉管灌注樁、鉆（沖、磨）孔灌注樁、挖孔灌注樁和爆擴(kuò)灌注樁幾大類(lèi)。同一類(lèi)樁還可按施工機(jī)械和施工方法以及直徑的不同予以細(xì)分。
3 ．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)分別按這兩方面確定后取其中的小值。如按樁的載荷試驗(yàn)確定，則已兼顧到這兩方面。
按材料強(qiáng)度計(jì)算低承臺(tái)樁基的單樁承載力時(shí)，可把樁視作軸心受壓桿件，而且不考慮縱向壓屈的影響（取縱向彎曲系數(shù)為 1 ） ，這是由于樁周存在土的約束作用之故。對(duì)于通過(guò)很厚的軟戮土層而支承在巖層上的端承型樁或承臺(tái)底面以下存在可液化土層的樁以及高承臺(tái)樁基，則應(yīng)考慮壓屈影響。