2.1 概述

地基基础是建筑物的一个重要组成部分,可以分为天然地基和人工地基。天然土层或岩层作为建筑物地基时称为天然地基;经过人工加固处理的土层作为地基时称为人工地基。基础通常按照埋置深度的不同分为浅基础和深基础。一般多层建筑当地基条件较好时多采用天然浅基础,它造价低,施工简便。如果天然浅土层较弱,可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固,形成人工地基。如果深部土层也较弱、建(构)筑物的上部荷载较大或对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等,则需要采用深基础。

桩基础是一种常用的深基础形式,它由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。桩基础的作用就是将上部建筑物或构筑物的重量传到地基深处承载力较大的土层或将软弱土挤压密实以提高地基土的密实度及承载力。桩基础有承载力高、沉降量小且均匀、沉降速度慢、施工速度快等特点。在软弱土层上建造建筑物或上部结构荷载很大,天然地基的承载力不满足时,采用桩基础可以取得较好的经济效果。

按桩身材料分类,桩基础主要有混凝土桩和钢桩,也有采用木或组合材料的桩。

按照承载性质的不同,桩可分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩包括纯摩擦桩和端承摩擦桩。纯摩擦桩是指在极限承载力状态下桩顶荷载由桩侧阻力承受,桩端阻力忽略不计;而端承摩擦桩是在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧阻力承受,桩端阻力占少量比例,但不能忽略不计。端承型桩包括端承桩和摩擦端承桩。端承桩在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受,桩侧阻力忽略不计;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,桩侧摩擦力占的比例小,但不能忽略不计。

按照使用的功能分类,桩可分为竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩及复合受荷桩。

按桩径大小分类,一般桩身设计直径小于250mm的桩为小桩;直径在250~800mm的桩为中等直径桩;而直径大于800mm的桩为大直径桩。

按成桩时挤土状况,桩可分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩。沉管法、爆扩法施工的灌注桩、打入(或静压)的实心混凝土预制桩、闭口钢管桩或混凝土管桩属于挤土桩。冲击成孔法或钻孔压注法施工的灌注桩、预钻孔打入式预制桩、混凝土(预应力混凝土)管桩、H型钢桩、敞口钢管桩等属于部分挤土桩;干作业法或泥浆护壁法、套管护壁法施工的灌注桩属于非挤土桩。

按桩的施工方法,桩可以分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩是在工厂或施工现场制成的各种形式的桩,用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中,或有的用高压水冲沉入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上用机械或人工成孔,然后在孔内灌注混凝土而成,根据成孔方法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩,沉管灌注桩和爆扩桩等。

应根据工程结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等,选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。