桩基础
科普中国 | 本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核
桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动静荷载的一种深基础，而桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越软弱的高压缩性土层或水，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上，我们通常将桩基础中的桩称为基桩。[1]
中文名
桩基础
外文名
pile foundation
特点
承载能力高、适用范围广等
类型
摩擦型桩等
适用范围
建筑物下存在不稳定土层等
快速
导航
适用范围组成分类设计内容
简述
桩基础是一种承载能力高、适用范围广、历史久远的基础形式。随着生产水平的提高和科学技术的发展，桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展，被广泛应用于高层建筑、港口、桥梁等工程中。
桩是将建筑物的全部或部分荷载传递给地基土并具有一定刚度和抗弯能力的传力构件，其横截面尺寸远小于其长度。而桩基础是由埋设在地基中的多根桩（称为桩群）和把桩群联合起来共同工作的桩台（称为承台）两部分组成。
桩基础的作用是将荷载传至地下较深处承载性能好的土层，以满足承载力和沉降的要求。桩基础的承载能力高，能承受竖直荷载，也能承受水平荷载，能抵抗上拔荷载也能承受振动荷载，是应用最广泛的深基础形式。[2]
适用范围
(1)上部土层软弱不能满足承载力和变形要求，而下部存在较好的土层时．用桩穿越软弱土层，将荷载传递给深部硬土层。
(2)一定深度范围内不存在较理想的持力层，用桩使荷载沿着桩杆依靠桩侧摩阻力渐渐传递。
(3)基础需要承受向上的力，用桩依靠桩杆周围的负摩阻力来抵抗向上的力，即“抗拔桩”。
(4)基础需要承受水平方向的分力时，可用抗弯的竖桩来承担。
(5)地基软硬不均或荷载分布不均，天然地基不能满足结构物对不均匀变形的要求时，可采用桩基础。
(6)浅层存在较好土层，但考虑其他因素，仍采用桩基础，如港口、水利、桥梁工程中结构物基础周围的地基土宜受侵蚀或冲刷时，应采用桩基础；如精密仪器和动力机械设备等对基础有特殊要求时，常用桩基础。
(7)考虑建筑物受相邻建筑物、地面堆载以及施工开挖、打桩等影响，采用浅基础将会产生过量倾斜或沉降时用桩基础。
(8)建筑物下存在不稳定土层，如液化土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等，采用桩基将荷载传递至深部密实稳定土层。
不属于上述情况时，可根据工程实际情况，依据“经济合理、技术可靠”的原则，通过分析对比后确定是否采用桩基础。[2]
组成
桩基础可以是单根桩（如一柱一桩的情况），也可以是单排桩或多排桩。对于双（多）柱式桥墩单排桩基础，当桩外褥枉地而上较高时，桩间以横系梁相连，以加强各桩的横向联系。多数情况下桩基础是由多根桩组成的群桩基础，基桩可全部或部分埋入地基土中。群桩基础中所有桩的顶部由承台连成一整体，在承台上再修筑墩身或台身及上部结构。
分类
桩基础有许多不同的类型，它们可以从不同的方面按照不同的方法进行分类。如根据承台与地面相对位置的不同，分为低承台与高承台桩基。当桩承台底面位于地面以下时，称为低承台桩基；当桩承台底面高出地面以上时，称为高承台桩基。在房屋建筑中最常用的都是低承台桩基，而高承台桩基常用于港口、码头、海洋工程及桥梁工程中。《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）从以下几个方面对桩进行分类。
1．按承载性状分类
(1)摩擦型桩：
1)摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承担，桩端阻力小到可忽略不计。
2)端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。
(2)端承型桩：
1)端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载全部由桩端阻力承担，桩侧阻力小到可忽略不计。
2)摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载大部分由桩端阻力承受。
由于摩擦桩和端承桩在支承力、荷载传递等方面都有较大的差异，通常摩擦桩的沉降大于端承桩，会导致墩台产生不均匀沉降，因此，在同一桩基础中，不应同时采用摩擦桩和端承桩。
2．按成桩方法分类
(1)非挤土桩：在成桩过程中将相应于桩身体积的土挖出来，因而桩周和桩底土有应力松弛现象，常见的非挤土桩有挖孔桩、钻孔桩等。
(2)部分挤土桩：成桩过程中，挤土作用轻微，桩周土的工程性质变化不大，常见的桩型有预钻孔打入式预制桩、打入式敞口钢管桩等。
(3)挤土桩：在成桩过程中，桩周土被挤开，使土的工程性质与天然状态相比有较大变化，常见的挤土桩有打入或压入的预制混凝土桩、封底钢管桩、混凝土管桩和沉管式灌注桩。
3．按桩径大小分类
(1)小桩：d≤250 mm
(2)中等直径桩：250 mm(3)大直径桩：d≥800mm。[2]
设计内容
桩基设计的主要内容如下。
1．桩基形式的合理选择
桩基形式选择合理与否，对高层建筑的安全、功能与造价影响很大。桩基形式的选择，应考虑以下几个方面：
(1)地质条件；
(2)建筑的体型与结构特点；
(3)建筑功能对地下空间利用的方式。
2．持力层与桩长的合理选择
持力层的选择应考虑下列因素：
(1)能提供足够大的单桩承载力；
(2)保证建筑物不产生过大的沉降与差异沉降；
(3)考虑桩基造价；
(4)考虑桩基施工技术的可能性。
3．桩的合理布置
在桩数相同的情况下，在不同布桩方式下，桩基的承载力与所发挥的作用是不一样的。
4．桩基的水平承载能力
高层建筑基底水平剪力和倾覆力矩，主要由地震和风所引起，一般地，地震作用为控制因素。地震引起的基底水平剪力一般不超过高层建筑总重的5%，但仍相当可观。因高层建筑上部结构的重心远高于基础底面，因此还会引起很大的倾覆力矩，在地震区这些作用都必须加以考虑。对高层建筑，地震作用往往成为设计中的控制因素。但在沿海地区，由于海洋风暴的侵扰，风的影响可能甚于地震。对超高层建筑，风引起的基底水平剪力和倾覆力矩可能接近甚至远超过地震引起的结果，成为设计中的控制因素。因此，高层建筑桩基础，必须有足够的抵御水平荷载和倾覆力矩的能力。
5．桩基施工和使用对周围环境的影响
必须考虑技术与经济的合理性
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桩基础是通过承台把若干根桩的顶部联结成整体，共同承受动静荷载的一种深基础，而桩是设置于土中的竖直或倾斜的基础构件，其作用在于穿越软弱的高压缩性土层或水，将桩所承受的荷载传递到更硬、更密实或压缩性较小的地基持力层上，我们通常将桩基础中的桩称为基桩。[1]
中文名
桩基础
外文名
pile foundation
特点
承载能力高、适用范围广等
类型
摩擦型桩等
适用范围
建筑物下存在不稳定土层等
快速
导航
适用范围组成分类设计内容
简述
桩基础是一种承载能力高、适用范围广、历史久远的基础形式。随着生产水平的提高和科学技术的发展，桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展，被广泛应用于高层建筑、港口、桥梁等工程中。
桩是将建筑物的全部或部分荷载传递给地基土并具有一定刚度和抗弯能力的传力构件，其横截面尺寸远小于其长度。而桩基础是由埋设在地基中的多根桩（称为桩群）和把桩群联合起来共同工作的桩台（称为承台）两部分组成。
桩基础的作用是将荷载传至地下较深处承载性能好的土层，以满足承载力和沉降的要求。桩基础的承载能力高，能承受竖直荷载，也能承受水平荷载，能抵抗上拔荷载也能承受振动荷载，是应用最广泛的深基础形式。[2]
适用范围
(1)上部土层软弱不能满足承载力和变形要求，而下部存在较好的土层时．用桩穿越软弱土层，将荷载传递给深部硬土层。
(2)一定深度范围内不存在较理想的持力层，用桩使荷载沿着桩杆依靠桩侧摩阻力渐渐传递。
(3)基础需要承受向上的力，用桩依靠桩杆周围的负摩阻力来抵抗向上的力，即“抗拔桩”。
(4)基础需要承受水平方向的分力时，可用抗弯的竖桩来承担。
(5)地基软硬不均或荷载分布不均，天然地基不能满足结构物对不均匀变形的要求时，可采用桩基础。
(6)浅层存在较好土层，但考虑其他因素，仍采用桩基础，如港口、水利、桥梁工程中结构物基础周围的地基土宜受侵蚀或冲刷时，应采用桩基础；如精密仪器和动力机械设备等对基础有特殊要求时，常用桩基础。
(7)考虑建筑物受相邻建筑物、地面堆载以及施工开挖、打桩等影响，采用浅基础将会产生过量倾斜或沉降时用桩基础。
(8)建筑物下存在不稳定土层，如液化土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等，采用桩基将荷载传递至深部密实稳定土层。
不属于上述情况时，可根据工程实际情况，依据“经济合理、技术可靠”的原则，通过分析对比后确定是否采用桩基础。[2]
组成
桩基础可以是单根桩（如一柱一桩的情况），也可以是单排桩或多排桩。对于双（多）柱式桥墩单排桩基础，当桩外褥枉地而上较高时，桩间以横系梁相连，以加强各桩的横向联系。多数情况下桩基础是由多根桩组成的群桩基础，基桩可全部或部分埋入地基土中。群桩基础中所有桩的顶部由承台连成一整体，在承台上再修筑墩身或台身及上部结构。
分类
桩基础有许多不同的类型，它们可以从不同的方面按照不同的方法进行分类。如根据承台与地面相对位置的不同，分为低承台与高承台桩基。当桩承台底面位于地面以下时，称为低承台桩基；当桩承台底面高出地面以上时，称为高承台桩基。在房屋建筑中最常用的都是低承台桩基，而高承台桩基常用于港口、码头、海洋工程及桥梁工程中。《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）从以下几个方面对桩进行分类。
1．按承载性状分类
(1)摩擦型桩：
1)摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承担，桩端阻力小到可忽略不计。
2)端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。
(2)端承型桩：
1)端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载全部由桩端阻力承担，桩侧阻力小到可忽略不计。
2)摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载大部分由桩端阻力承受。
由于摩擦桩和端承桩在支承力、荷载传递等方面都有较大的差异，通常摩擦桩的沉降大于端承桩，会导致墩台产生不均匀沉降，因此，在同一桩基础中，不应同时采用摩擦桩和端承桩。
2．按成桩方法分类
(1)非挤土桩：在成桩过程中将相应于桩身体积的土挖出来，因而桩周和桩底土有应力松弛现象，常见的非挤土桩有挖孔桩、钻孔桩等。
(2)部分挤土桩：成桩过程中，挤土作用轻微，桩周土的工程性质变化不大，常见的桩型有预钻孔打入式预制桩、打入式敞口钢管桩等。
(3)挤土桩：在成桩过程中，桩周土被挤开，使土的工程性质与天然状态相比有较大变化，常见的挤土桩有打入或压入的预制混凝土桩、封底钢管桩、混凝土管桩和沉管式灌注桩。
3．按桩径大小分类
(1)小桩：d≤250 mm
(2)中等直径桩：250 mm
设计内容
桩基设计的主要内容如下。
1．桩基形式的合理选择
桩基形式选择合理与否，对高层建筑的安全、功能与造价影响很大。桩基形式的选择，应考虑以下几个方面：
(1)地质条件；
(2)建筑的体型与结构特点；
(3)建筑功能对地下空间利用的方式。
2．持力层与桩长的合理选择
持力层的选择应考虑下列因素：
(1)能提供足够大的单桩承载力；
(2)保证建筑物不产生过大的沉降与差异沉降；
(3)考虑桩基造价；
(4)考虑桩基施工技术的可能性。
3．桩的合理布置
在桩数相同的情况下，在不同布桩方式下，桩基的承载力与所发挥的作用是不一样的。
4．桩基的水平承载能力
高层建筑基底水平剪力和倾覆力矩，主要由地震和风所引起，一般地，地震作用为控制因素。地震引起的基底水平剪力一般不超过高层建筑总重的5%，但仍相当可观。因高层建筑上部结构的重心远高于基础底面，因此还会引起很大的倾覆力矩，在地震区这些作用都必须加以考虑。对高层建筑，地震作用往往成为设计中的控制因素。但在沿海地区，由于海洋风暴的侵扰，风的影响可能甚于地震。对超高层建筑，风引起的基底水平剪力和倾覆力矩可能接近甚至远超过地震引起的结果，成为设计中的控制因素。因此，高层建筑桩基础，必须有足够的抵御水平荷载和倾覆力矩的能力。
5．桩基施工和使用对周围环境的影响
必须考虑技术与经济的合理性
点赞！绿建集团2项成果荣获陕西省建设工程科学技术进步奖
近日，从陕西省建筑业协会传来喜讯，绿建集团申报的《装配式预制高性能泡沫混凝土保温外墙施工技术研究》和《装配式混凝土结构构件通用性模具设计加工技术研究》两项成果，获得陕西省建设工程科学技术进步奖二等奖。
装配式预制高性能泡沫混凝土保温外墙施工技术研究，省去了现场后贴外保温层的工序，速度快，节省工期，具有外墙保温层与结构墙体同寿命，具有更牢固、防脱落、抗空鼓、使用年限长、防火性能好、安全节能、工厂一次浇筑成型、标准化程度高、节材节能、降低生产成本、环境污染小的特点，该成果的关键技术达到国内先进水平。
装配式混凝土结构构件通用性模具设计加工技术研究，优化了模具通用性设计，增加配模率，提高预制混凝土构件模具的周转次数，降低模具摊销成本;减少装配式混凝土结构构件模具报废的产生量，更有利于绿色建筑产业的发展，该成果的关键技术达到国内先进水平。
此次获奖是对两项技术创新成果的认可，更是对绿建集团自主创新与科技发展能力的肯定，为推动绿建集团科技成果转化与科技创新发展奠定了基础！
近日，从陕西省建筑业协会传来喜讯，绿建集团申报的《装配式预制高性能泡沫混凝土保温外墙施工技术研究》和《装配式混凝土结构构件通用性模具设计加工技术研究》两项成果，获得陕西省建设工程科学技术进步奖二等奖。
装配式预制高性能泡沫混凝土保温外墙施工技术研究，省去了现场后贴外保温层的工序，速度快，节省工期，具有外墙保温层与结构墙体同寿命，具有更牢固、防脱落、抗空鼓、使用年限长、防火性能好、安全节能、工厂一次浇筑成型、标准化程度高、节材节能、降低生产成本、环境污染小的特点，该成果的关键技术达到国内先进水平。
装配式混凝土结构构件通用性模具设计加工技术研究，优化了模具通用性设计，增加配模率，提高预制混凝土构件模具的周转次数，降低模具摊销成本;减少装配式混凝土结构构件模具报废的产生量，更有利于绿色建筑产业的发展，该成果的关键技术达到国内先进水平。
此次获奖是对两项技术创新成果的认可，更是对绿建集团自主创新与科技发展能力的肯定，为推动绿建集团科技成果转化与科技创新发展奠定了基础！
近日，从贵州省总工会传来消息，由中建四局六公司承建的贵阳花果园D区双子塔项目的一项关键绿色施工技术——超高层附爬架智能喷雾混凝土养护施工技术，荣获了贵州省2018年职工技术创新(“五小”)优秀成果一等奖。该项技术此次获评贵州省总工会“五小”成果，是贵州省超高层建筑工艺在创新创效上取得进一步实效的有力体现。https://t.cn/EXx7uFD
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