一、概述
（一）樁基礎及應用
1、組成：樁群和承臺
2、優點：承載力高，沉降小，穩定性好。不需大範圍的開挖，減少了支護、降水工作。
3、缺點：施工較為複雜，造價較高。
4、適用範圍：
（1）荷載大，軟弱土層厚時。
（2）河床衝刷較大時。
（3）對地基沉降及不均勻沉降控制有較高要求時。
（4）水平荷載較大時。
（5）河水位較高時。
（6）地震區需抗砂土液化時。
（二）樁和樁基的分類
1、樁的分類
材料類型：1）木樁（已少用），2）混凝土樁（較少），鋼筋混凝土樁（主力），3)鋼樁（價高）
2、施工方法（鋼筋混凝土樁）
（1）預製樁
施工方法：打入、振入、壓入等。
優點：樁身質量容易保證；水上施工方便；施工工效高。
缺 點：單價較灌注樁高；錘擊、振動法下沉時噪音大；屬擠土樁，易導致地面的隆起；樁接頭是薄弱環節；不易穿透堅硬地層。
（2）灌注樁
施工方法：鑽孔、衝孔、沉管成孔、人工挖孔等。
優點：適用於各種地層；可採用大直徑，以獲得高承載力；與預製樁相比，鋼筋用量較少，更為經濟。
缺點：樁身質量不易保證；孔底沉積物不易清淨（挖孔樁除外），影響承載力；一般不宜用於水下施工。
（3）管柱基礎
施工方法：先下沉預製鋼筋混凝土管，內部鑽挖後，再填鋼筋混凝土。
特點：承載力高，適合於深水施工。
直樁和斜樁
斜樁：可抵抗較大的水平荷載。
樁的設置效應根據對周圍土的擾動程度
擠土樁：實心預製樁、下端封閉的管樁等
部分擠土樁：衝孔灌注樁、鋼樁等
非擠土樁：鑽（挖）孔灌注樁等
擾動後的土影響樁的承載力及沉降。
按（軸向）承載性狀的分類樁的軸向受力特徵
軸向荷載=側阻力+端阻力
極限荷載=極限側阻力+極限端阻力
樁側、樁端阻力的分擔比例
主要取決於樁側與樁底以下土（巖）層的性質的剛度、強度以及樁所受荷載的大小。
《鐵路橋基規範》
摩擦樁：在承載力極限狀態下，軸向荷載由側阻和端阻承擔。軸向荷載幾乎完全由側阻承擔時，稱為純摩擦樁。
柱樁：在承載力極限狀態下，軸向荷載幾乎全由樁端阻力承擔。
《公路橋基規範》
摩擦樁：（在承載力極限狀態下），軸向荷載主要由樁側阻力承擔。
端承樁：（在承載力極限狀態下），軸向荷載主要由樁端阻力承擔。
《建築樁基技術規範》
摩擦型樁：在承載力極限狀態下，軸向荷載主要由樁側阻力承擔。全部由側阻承擔時，稱為摩擦樁；樁底承擔少部分時，為端承摩擦樁。
端承型樁：在承載力極限狀態下，軸向荷載主要由樁端阻力承擔。全部由端阻承擔時，稱為端承樁；樁側承擔少部分時，為摩擦端承樁。
《建築地基基礎規範》
摩擦型樁：（在承載力極限狀態下），軸向荷載主要由樁側阻力承擔。
端承型樁：（在承載力極限狀態下），軸向荷載主要由樁端阻力承擔。
2、樁基礎分類
低承臺樁基：承臺底面低於地面或局部衝刷線的樁基礎。
高承臺樁基：承臺底面高於地面或局部衝刷線的樁基礎。
二、設計計算的主要內容
（一）設計內容
1、樁的類型（施工方法）
2、樁的材料類型
3、承臺底面的標高
4、承臺底面的標高
5、樁的根數及平面布置方式
6、樁及承臺的配筋
（二）驗算內容
1、單樁軸向承載力（巖土阻力）
2、樁身材料強度
3、樁基礎的承載力
4、樁基礎的沉降
5、墩臺頂的水平位移
6、承臺強度
（三）單樁軸向容許承載力
1、軸向荷載傳遞的方式和特點
1）軸向荷載和側摩阻力
通過建立微單元平衡方程（豎向）得到側摩阻力與軸力的關係
側摩阻力的直接量測很困難，應用上式，可通過量測軸力得到摩阻力的分布形式。
2）樁身沉降確定
3）荷載傳遞的一般規律
（1）加載過程中，側阻發揮先於端阻，並先於端阻達到極限。（2）與樁土間的相對位移有關。通常，端阻達到極限狀態所需的位移高於側阻所需位移。
（3）與樁的長徑比及樁端土（巖）與樁側土的相對剛度等有關。長徑比越大，端阻力越小。端/側相對剛度越大，端阻力越大。
4）樁側負摩阻力
負摩擦力：與軸向壓力方向相同的側摩阻力。
危 害：降低樁的承載力，增大位移。
條 件：樁周土的下沉量大於樁的下沉量。
表1 中性點的位置
產生負摩阻力的原因A、大範圍降水；B、 樁側地面大範圍堆載；C、欠固結土或新填土；D、 溼陷性黃土溼陷；E、凍土融陷
負摩阻力的確定（經驗公式）
總的負摩擦力
減小負摩擦力的措施改善土層性質，降低其沉降；樁－土隔離
2、單樁的破壞模式
1）壓屈破壞
小直徑柱樁、嵌巖樁、超長樁
2）整體剪切破壞
打入式短樁、鑽孔短樁
3）刺入破壞
鑽孔灌注樁
3、單樁豎向承載力確定
單樁承載力：軸向【受壓（抗壓）、受拉（抗拔）】；橫向
單樁抗壓承載力：材料強度（柱樁），巖土的支承力（摩擦樁）
1）按靜載試驗確定抗壓承載力
（1）試驗裝置及方法
試驗裝備：反力系統【錨樁（或堆重）、主梁等】；加載（千斤頂、油壓表）；沉降量測（百分表，基準梁等）
試驗方法：慢速維持荷載法
（1）確定單樁承載力
方法：P-s曲線，s-logt曲線
P-s曲線法確定極限荷載陡變型：曲線明顯發生下降的起始點。
緩變型：取s=40或0.05D(大直徑樁，樁端直徑）所對應的荷載。
極限承載力極限承載力平均值
A、所有試樁的極差不超過平均值的30％時，取平均值為單樁豎向抗壓極限承載力 。
B、極差超過平均值的30％，應分析極差過大的原因，結合工程具體情況綜合確定，必要時增加試樁數量。
C、對樁數為3根或3根以下的柱下承臺，或工程樁抽檢數量少於3根時，應取低值。
容許承載力
2）按經驗法確定抗壓承載力
（1）摩擦樁
（2）柱樁
3）抗拔承載力的確定
樁承受豎向拉拔荷載的能力。
主要針對：承受較大的水平荷載的樁基、抗浮樁、錨樁等。
（1）單樁抗拔試驗
4、單樁軸向容許承載力檢算
摩擦樁
柱樁主力+附加力作用時，[P]可提高20%;主力+特殊荷載（除地震力外）時柱樁可提高40%，摩擦樁20%~40%。
受拉樁
5、按樁身強度確定抗壓容許承載力
通常，摩擦樁的承載力主要取決於土（巖）的阻力，柱樁則主要取決於樁身的強度。
1）按軸心受壓構件計算
2）按偏心受壓構件計算