摘 要：介紹樁基礎的兩種分類方法，按樁土相互作用分類和按施工方法分類。并對兩種分類方法下的各種樁基礎進行概況性的介紹，對各類樁的定義，特點，適用條件進行了說明,對選取樁基礎進行施工提供了一定的依據。
關鍵字：樁基礎分類;豎向受荷樁;沉樁;灌注樁
Abstract: This paper introduces two classification methods of the pile foundation; they are the pile and soil interaction and the construction method classification. We introduce simply a variety of pile foundation of two classification methods; illustrate their definitions, characteristics and applicable conditions, which can provide some certain basics for the selection of pile foundation.
Key words: pile foundation classification; vertical bearing pile; sinking pile; bored pile
中圖分類號：U445.55+1 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)
引 言
當地基淺層土質不良，采用淺基礎無法滿足建筑物對地基的要求、變形和穩定性方面的要求是，往往需要采用深基礎。
樁基礎是一種歷史悠久而應用廣泛的深基礎形式。近年來，隨著工程建設和現代科學技術的發展，樁的類型和成樁工藝、樁的承載力與樁體結構完整性的檢測、樁基的設計理論和計算方法等各方面均有較大的發展和提高，使樁與樁基礎的應用更為廣泛，更有生命力。它不僅可作為建筑物的基礎，而且還廣泛用于軟弱地基的加固和地下支擋結構物。
1.樁基礎分類
1.1按樁土相互作用分類
建筑物荷載通過樁基礎傳遞給地基。垂直荷載一般由樁底土層抵抗力和樁側與土產生的摩阻力來支承。由于地基土的分層和其物理力學性質不同，樁的尺寸和設置在土中方法的不同，都會影響樁的受力狀態。水平荷載一般由樁和樁側土水平抗力來支承，而樁承受水平荷載的能力與樁軸線方向及斜度有關，因此，根據樁土相互作用特點，基樁可分為：
1.1.1豎向受荷樁
1.1.1.1摩擦樁
樁穿過并支承在各種壓縮性土層中，在豎向荷載作用下，基樁所發揮的承載力以側摩阻力為主時，統稱為摩擦樁，如圖1a)所示。以下幾種情況均可視為摩擦樁。
①當樁端無堅實持力層且不擴底時;
?、诋敇兜拈L徑比很大，即使樁端置于堅實持力層上，由于樁身直接壓縮量過大，傳遞到樁端的荷載較小時;
?、郛旑A制樁沉樁過程由于樁距小、樁數多、沉樁速度快，使已沉入樁上涌，樁端阻力明顯降低時。
1.1.1.2端承樁或柱樁
樁穿過較松軟土層，樁底支承在堅實土層(砂、礫石、卵石、堅硬老粘土等)或巖層中，且樁的長徑比不太大時，在豎向荷載作用下，基樁所發揮的承載力以樁底土層的抵抗力為主時，稱為端承樁或柱樁，如圖2b)所示。按照我國習慣，柱樁是專指樁底支承在基巖上的樁，此時因樁的沉降甚微，認為樁側摩阻力可忽略不計，全部垂直荷載由樁底巖層抵抗力承受。
柱樁承載力較大，較安全可靠，基礎沉降也小，但如巖層埋置很深，就需采用摩擦樁。柱樁和摩擦樁由于它們在土中的工作條件不同，其與土的共同作用特點也就不同，因此在設計計算時所采用的方法和有關參數也不一樣。
1.1.2橫向受荷樁
1.1.2.1主動樁
樁頂受橫向荷載作用，樁身軸線偏離初始位置，樁身所受土壓力因樁主動變位而產生。風力、地震力、車輛制動力等作用下的建筑物樁基屬于主動樁。
1.1.2.2被動樁
沿樁身一定范圍內承受側向壓力，樁身軸線被該土壓力作用而偏離初始位置。深基坑支擋樁、坡體抗滑樁、堤岸護樁等均屬于被動樁。
1.1.2.3豎直樁與斜樁
按樁軸方向可分為豎直樁、單向斜樁和多向斜樁等, 如圖2示。在樁基礎中是否需要設置斜樁，斜度如何確定，應根據荷載的具體情況而定。一般結構物基礎承受的水平力常較豎直力小得多，且現已廣泛采用的大直徑鉆、挖孔灌注樁具有一定的抗剪強度，因此，樁基礎常全部采用豎直樁。拱橋墩臺等結構物樁基礎往往需設斜樁以承受上部結構傳來的較大水平推力，減小樁身彎矩、剪力和整個基礎的側向位移。
斜樁的樁軸線與豎直線所成傾斜角的正切不宜小于1/8，否則斜樁施工斜度誤差將顯著地影響樁的受力情況。目前為了適應拱臺推力，有些拱臺基礎已采用傾斜角大于45°的斜樁。
1.1.3樁墩
1.1.3.1定義及分類
樁墩是通過在地基中成孔后灌注混凝土形成的大口徑斷面柱形深基礎，即以單個樁墩代替群樁及承臺。
樁墩基礎底端可支承于基巖之上也可嵌入基巖或較堅硬土層之中，分為端承樁墩和摩檫樁墩兩種。
1.1.3.2構造及特點
樁墩一般為直柱形，在樁墩底土較堅硬的情況下為使樁墩底承受較大的荷載，也可將樁墩底端尺寸擴大而做成擴底樁墩。樁墩斷面形狀常為圓形，其直徑不小于0.8m 。樁墩一般為鋼筋混凝土結構 ,當樁墩受力很大時也可用鋼套筒或鋼核樁墩。
樁墩的受力分析與基樁相類似，但樁墩的斷面尺寸較大而且有較高的豎向承載力和可承受較大的水平荷載。對于擴底樁墩還具有抵抗較大上拔力的能力。
1.1.3.3適用條件
對于上部結構傳遞的荷載較大且要求基礎墩身面積較小時的情況，可考慮樁墩深基礎方案。樁墩的優點在于墩身面積小、美觀、施工方便、經濟，但外力太大時，縱向穩定性較差，對地基要求也高，所以在選定方案時尤其受較大船撞力的河流中應用此類型橋墩更應注意。
1.2按施工方法分類
基樁的施工方法不同，不僅在于采用的機具設備和工藝過程的不同，而且將影響樁與樁周土接觸邊界處的狀態，也影響樁土間的共同作用性能。樁的施工方法種類較多，但基本形式為沉樁(預制樁)和灌注樁。
1.2.1沉樁(預制樁)
是按設計要求在地面良好條件下制作(長樁可在樁端設置鋼板、法蘭盤等接樁構造，分節制作)，樁體質量高，可大量工廠化生產，加速施工進度。
1.2.1.1打入樁(錘擊樁)
打入樁是通過錘擊(或以高壓射水輔助)將各種預先制好的樁(主要是鋼筋混凝土實心樁或管樁，也有木樁或鋼樁)打入地基內達到所需要的深度。這種施工方法適應于樁徑較小(一般直徑在0.60m以下)，地基土質為砂性土、塑性土、粉土、細砂以及松散的不含大卵石或漂石的碎卵石類土的情況。
1.2.1.2振動下沉樁
振動法沉樁是將大功率的振動打樁機安裝在樁頂(預制的鋼筋混凝土樁或鋼管樁)，利用振動力以減少土對樁的阻力，使樁沉入土中。它對于較大樁徑，土的抗剪強度受振動時有較大降低的砂土等地基效果更為明顯?！豆珮蚧帯穼⒋蛉霕都罢駝酉鲁翗毒Q為沉樁。
1.2.1.3靜力壓樁
在軟塑粘性土中也可以用重力將樁壓入土中稱為靜力壓樁。這種壓樁施工方法免除了錘擊的振動影響，是在軟土地區，特別是在不允許有強烈振動的條件下樁基礎的一種有效施工方法。
預制樁有如下特點：
?、俨灰状┩篙^厚的砂土等硬夾層(除非采用預鉆孔、射水等輔助沉樁措施)，只能進入砂、礫、硬粘土、強風化巖層等堅實持力層不大的深度。
?、诔翗斗椒ㄒ话悴捎缅N擊，由此產生的振動、噪聲污染必須加以考慮。
?、鄢翗哆^程產生擠土效應，特別是在飽和軟粘土地區沉樁可能導致周圍建筑物、道路、管線等的損失。
?、芤话阏f來預制樁的施工質量較穩定。
?、蓊A制樁打入松散的粉土、砂礫層中，由于樁周和樁端土受到擠密，使樁側表面法向應力提高，樁側摩阻力和樁端阻力也相應提高。
?、抻捎跇兜呢炄肽芰κ芏喾N因素制約，因而常常出現因樁打不到設計標高而截樁，造成浪費。
⑦預制樁由于承受運輸、起吊、打擊應力，需要配置較多鋼筋，混凝土標號也要相應提高，因此其造價往往高于灌注樁。
1.2.2灌注樁
灌注樁是在現場地基中鉆挖樁孔，然后在孔內放入鋼筋骨架，再灌注樁身混凝土而成的樁。灌注樁在成孔過程中需采取相應的措施和方法來保證孔壁穩定和提高樁體質量。針對不同類型的地基土可選擇適當的鉆具設備和施工方法。
1.2.2.1鉆、挖孔灌注樁
?、巽@孔灌注樁定義
鉆孔灌注樁系指用鉆(沖)孔機具在土中鉆進，邊破碎土體邊出土渣而成孔，然后在孔內放入鋼筋骨架，灌注混凝土而形成的樁。為了順利成孔、成樁，需采用包括制備有一定要求的泥漿護壁、提高孔內泥漿水位、灌注水下混凝土等相應的施工工藝和方法。
②特點及適用條件
鉆孔灌注樁的特點是施工設備簡單、操作方便，適應于各種砂性土、粘性土，也適應于碎、卵石類土層和巖層。但對淤泥及可能發生流沙或承壓水的地基，施工較困難，施工前應做試樁以取得經驗。我國已施工的鉆孔灌注樁的最大入土深度已達百余米。
③挖孔灌注樁定義
依靠人工(用部分機械配合)在地基中挖出樁孔，然后與鉆孔樁一樣灌注混凝土而成的樁稱為挖孔灌注樁。
④挖孔灌注樁特點及適用條件
挖孔灌注樁適用于無水或少水的較密實的各類土層中，或缺乏鉆孔設備，或不用鉆機以節省造價。樁的直徑(或邊長)不宜小于1.4m，孔深一般不宜超過20m。對可能發生流沙或含較厚的軟粘土層地基施工較困難(需要加強孔壁支撐);在地形狹窄、山坡陡峻處可以代替鉆孔樁或較深的剛性擴大基礎。
挖孔樁的優點：
(1)施工工藝和設備比較簡單只有護筒、套筒或簡單模板，簡單起吊設備如絞車，必要時設潛水泵等備用，自上而下，人工或機械開挖。
(2)質量好不卡鉆，不斷樁，不塌孔，絕大多數情況下無須澆注水下混凝土，樁底無沉淀浮泥;能直接檢驗孔壁和孔底土質，所以能保證樁的質量。易于擴大樁尖，提高樁的承載力。
(3)速度快由于護筒內挖土方量甚小，進尺比鉆孔為快，而且無須重大設備如鉆機等，容易多孔平行施工，加快全橋進度。
(4)成本低 比灌鉆孔可降低30%～40%。
1.2.3沉管灌注樁
1.2.3.1定義
沉管灌注樁系指采用錘擊或振動的方法把帶有鋼筋混凝土樁尖或帶有活瓣式樁尖(沉樁時樁尖閉合，拔管時活瓣張開)的鋼套管沉入土層中成孔，然后在套管內放置鋼筋籠，并邊灌混凝土邊拔套管而形成的灌注樁。也可將鋼套管打入土中擠土成孔后向套管中灌注混凝土并拔出套管成樁。
1.2.3.2特點及適用條件
由于采用了套管，可以避免鉆孔灌注樁施工中可能產生的流砂、坍孔的危害和由泥漿護壁所帶來的排渣等弊病。但樁的直徑較小，常用的尺寸在0.6m以下，樁長常在20m以內。它適用于粘性土、砂性土地基。在軟粘土中由于沉管的擠壓作用對鄰樁有擠壓影響，且擠壓時產生的孔隙水壓力易使拔管時出現混凝土樁縮頸現象。
各類灌注樁有如下共同優點：
(1)施工過程無大的噪聲和振動(沉管灌注樁除外)。
(2)可根據土層分布情況任意變化樁長;根據同一建筑物的荷載分布與土層情況可采用不同樁徑;對于承受側向荷載的樁，可設計成有利于提高橫向承載力的異形樁，還可設計成變截面樁，即在受彎矩較大的上部采用較大的斷面。
(3)可穿過各種軟、硬夾層，將樁端置于堅實土層和嵌入基巖，還可擴大樁底以充分發揮樁身強度和持力層的承載力。
(4)樁身鋼筋可根據荷載與性質及荷載沿深度的傳遞特征，以及土層的變化配置。無需象預制樁那樣配置起吊、運輸、打擊應力筋。其配筋率遠低于預制樁，造價約為預制樁的40~70%。
1.2.4夯孔樁
夯擴樁是就地澆制樁中的一種，是為了尋求提高就地澆制樁的單樁承載力，發展了使樁身或樁尖擴大，以增加樁尖阻力和樁側摩擦力的方法。
第一類是建新樁，它與一般的沖孔灌注樁不同，將打樁錘放入套管內，擊實套管底部的石塞，通過石塞與套管的摩擦力帶動套管，將石塞夯出套管外，在樁管內澆入干硬性混凝土，繼續錘擊形成擴大樁頭，安放鋼筋籠后再澆入塌落度較大的混凝土，拔除套管并用附著式振搗器，使樁身砼密實。
第二類是端夯擴灌注樁，端夯擴灌注樁以樁端擴大頭承載為主，樁身側磨阻力為輔，是以沖擊震動夯擴灌注樁及暴擴樁的樁型為基礎發展起來的一種新型樁基。其工藝特點是：在用沖擊震動錘法澆好樁尖部分混凝土后，用一根內夯管將柴油錘的錘擊力，直接傳給樁端現澆砼，在內夯管的作用下，夯擴擠密樁尖混凝土，使之夯之鋼管下形成平底大頭樁。既增加樁端截面積，又改善地基土密度。
1.2.4.1管柱基礎
①定義
它是將預制的大直徑(直徑1~5m左右)鋼筋混凝土或預應力鋼筋混凝土或鋼管柱(實質上是一種巨型的管樁，每節長度根據施工條件決定，一般采用4m、8m或10m，接頭用法蘭盤和螺栓聯接)，用大型的振動沉樁錘沿導向結構將其振動下沉到基巖(一般以高壓射水和吸泥機配合幫助下沉)，然后在管柱內鉆巖成孔，下放鋼筋籠骨架，灌注混凝土，將管柱與巖盤牢固連接。
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管柱基礎可以在深水及各種覆蓋層條件下進行，沒有水下作業和不受季節限制，但施工需要有振動沉樁錘、鑿巖機、起重設備等大型機具，動力要求也高，所以在一般公路橋梁中很少采用。
1.2.4.2鉆埋空心樁
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將預制樁殼預拼連接后，吊放沉入已成的樁孔內，然后進行樁側填石壓漿和樁底填石壓漿而形成的預應力鋼筋混凝土空心樁叫鉆埋空心樁。
②適用條件
它適用于大跨徑橋梁大直徑(
鉆埋空心樁具有如下優點：
(1)直徑可大達4～5m而無需振動下沉管柱那樣繁重的設備和施工的困難。
(2)水下混凝土的用量可減少40%，同時又可以減輕自重。
(3)通過樁周和樁底二次壓注水泥漿來加固地基，使它與鉆孔樁相比承載力可提高30%～40%。
(4)工程一開工后便可開始預制空心樁節，增加工程作業面，實現了基礎工程部分工廠化，不但保證質量，還加快了工程進度。
(5)一般碎石壓漿易于確保質量，不會有斷樁的情況發生，即使個別樁節有缺陷，還可以在樁中空心部分重新處理，省去了水下灌注樁必不可少的“質檢”環節。
(6)由于質量得到保證，在設計中就可以放心地采用大直徑空心樁結構，取消承臺，省去小直徑群樁基礎所需要的昂貴的圍堰，達到較大幅度地降低工程造價的目的。
結論
1. 組織樁基礎施工時，應提前踏勘，根據現場地質條件、施工環境、工程對象選擇合理的樁基礎施工工法，以達到既滿足工程的需要，又吻合現場實際，還經濟合理。
2.針對不同的地質情況各施工工法施工過程中遇到的病害要作記錄，綜合分析后普遍性問題需歸納整理，以為下次施工提供寶貴的第一手資料，指導以后的施工。
3.各類施工工法的優缺點要認真對比，綜合選擇合理的施工工法，針對選擇的施工工法的重點病害要制定專項作業指導書提前規避風險。
4. 對樁基礎施工過程中的每一環節都必須嚴格要求，以避免施工中出現問題，從而保證施工質量，加快施工進度，同時要在施工的過程不斷摸索改進，改進施工工藝，縮短中間程序，根據現場實際不斷調整現場數據，以便達到符合現場實際，提高工作效益的目的。
參 考 文 獻
[1]王曉謀,基礎工程.[M].北京:人民交通出版社,2003.
[2]高大釗.樁基礎的設計方法和施工技術[M].北京:機械工業出版社,1999.
