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【摘 要】桩基础的使用历史悠久，其应用也十分的广泛。随着现在科技水平的提高，桩基础的设计理论和实践经验日渐成熟，桩基础的发展也越来越展现出它在地基处理的优势。本文重点介绍了桩基础的受力特性，包括在水平荷载作用下和竖向荷载作用下的桩基础的受力特性。
【关键词】水平荷载；竖向荷载；桩端摩阻力；桩侧摩阻力；群桩效应
一、引言
当采用浅层地基不能满足上部结构对地基承载力的要求时可加大基础埋深，即可以采用深基础方案。深基础方案有桩基础，沉井基础，墩基础等几种形式。桩基础可以减少土方量、节省降排水措施、改善施工条件，可以取得良好的经济效果。在工程实际中运用的也比较广泛。
二、水平荷载作用下桩基础受力特性
一般在桥梁工程中的桥墩下的桩基，还有高层建筑中采用的桩基都需要考虑在水平荷载作用下桩基的承载力。
1.单桩水平承载力
在水平荷载作用下桩体发生位移，首先是靠近桩顶的桩周土发生变形提供抗力。水平荷载加大，桩体将会进一步倾斜，表层土由弹性变形逐渐发生塑性变形。水平荷载会向更深的土层传递。单桩的水平承载力主要由桩身强度和桩顶水平位移控制。
2.群桩水平承载力
在水平荷载作用下，群桩的承载力是各种因素的综合作用。在计算其承载力的时候需要考虑地下室墙体、承台、桩群、土的共同作用。
三、竖向荷载作用下桩基础受力特性
在一般情况下桩基础主要是承受上部结构传下的竖向荷载。下面我们对桩基础在竖向荷载下的受力特性进行分析。
单桩基础？土对桩的支持力有两部分组成，一部分是桩侧阻力，一部分是桩端阻力。根据它们的承载力性状《建筑桩基技术规范》规定将桩分为四种，摩擦型桩，端承摩擦型桩，摩擦端承型桩，端承桩。
在竖向荷载作用下单桩桩侧阻力先发挥作用，然后力由上端传至桩端。桩侧摩阻力与桩土间的相对位移、土的性质、桩的刚度、时间因素等有关。而桩端阻力与端位移、土的性质、桩径、时间等有关。桩端阻力和桩侧阻力相对大小与许多因素有关，比如桩径、桩长、土的抗剪强度、桩端土的压缩性大小、荷载大小。
群桩基础？在工程中往往是柱的荷载或上部结构的荷载有多个基桩共同承担。此时，对于群桩基础来说，单桩的受力特性与群桩中单个桩的受力特性不尽相同。
首先我们讨论不考虑承台效应的群桩基础单桩的受力。对于摩擦型中柱距较大的疏桩或者端承型桩，由于基桩之间力的影响较小即可认为与单桩受力特性基本上无差别，是单桩承载力简单的相加。即群桩效应系数为1。对于柱距较小的摩擦型群桩，由于基桩之间距离较近，假设桩侧摩阻力在土中引起的附加应力以某一角度向下扩散，在桩端土所受的附加应力将会明显增大，进而导致土的压缩量增加。也就是说在与单桩达到同一沉降量的时候，群桩中的基桩必然受力要小于单桩。这就导致了在群桩受力计算时不能将单桩的承载力进行简单的叠加，而是需要考虑一定的效应系数。
对于低承台桩基在群桩受力中还有可能考虑承台效应。承台效应是指对于摩擦型群桩来说，在竖向荷载作用下，由于桩土间相对的位移，导致承台下的桩间土对承台产生一定的竖向抗力，成为竖向承载力的一部分而分担荷载。像这种考虑了承台效应的桩基础一般被称为复合桩基。要想计算承台下土的抗力，其前提条件是要有相对位移的产生。对于一些对沉降敏感的建筑物，不宜考虑承台效应。对于一些桩周土层相对于桩侧向下位移的情况也不应考虑承台效应，比如承台下桩周土是自重湿陷性黄土、可液化土、欠固结土。《建筑桩基技术规范》规定对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其符合基桩竖向承载力特征值：1.上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2.对差异沉降适应性强的排架结构和柔性构筑物；3.按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4.软土地基的减沉复合疏桩基础。
当桩周土层产生的沉降大于基桩在荷载作用下产生的沉降时，桩侧摩阻力方向向下，即产生的负摩阻力。《规范》规定了需要考虑负摩阻力的下列情形：1.桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时；2.桩周存在较软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；3.由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。在桩土相对位移为零的地方称该截面为中性点。在中性点以上产生负摩阻力，在负摩阻力产生的下拉荷载作用下，桩的轴力逐渐增大，到中性点时轴力达到了最大。在中性点以下，由于桩侧阻力的作用，轴力逐渐减小。最后轴力传到桩端。桩端土在竖向荷载作用下产生压缩，导致桩向下位移增大，中性点向上移动。土的沉降固结也随着时间而变化，所以中性点的位置并不是固定的。中性点的位置随着时间的变化而变化的。中性点的深度可以根据桩端土持力层的性质确定，也可以根据桩周土沉降与桩沉降相等的原则来确定。
四、结语
考察桩基础在各种荷载作用下的受力特性，了解桩基础在受荷时基桩、承台、桩周土、承台下土的反应规律。运用这些规律，有效的采用合适的桩距，桩的布置形式，还有运用恰当的方法去估算桩基在特定条件下的承载力，为工程实际服务。
【关键词】水平荷载；竖向荷载；桩端摩阻力；桩侧摩阻力；群桩效应
一、引言
当采用浅层地基不能满足上部结构对地基承载力的要求时可加大基础埋深，即可以采用深基础方案。深基础方案有桩基础，沉井基础，墩基础等几种形式。桩基础可以减少土方量、节省降排水措施、改善施工条件，可以取得良好的经济效果。在工程实际中运用的也比较广泛。
二、水平荷载作用下桩基础受力特性
一般在桥梁工程中的桥墩下的桩基，还有高层建筑中采用的桩基都需要考虑在水平荷载作用下桩基的承载力。
1.单桩水平承载力
在水平荷载作用下桩体发生位移，首先是靠近桩顶的桩周土发生变形提供抗力。水平荷载加大，桩体将会进一步倾斜，表层土由弹性变形逐渐发生塑性变形。水平荷载会向更深的土层传递。单桩的水平承载力主要由桩身强度和桩顶水平位移控制。
2.群桩水平承载力
在水平荷载作用下，群桩的承载力是各种因素的综合作用。在计算其承载力的时候需要考虑地下室墙体、承台、桩群、土的共同作用。
三、竖向荷载作用下桩基础受力特性
在一般情况下桩基础主要是承受上部结构传下的竖向荷载。下面我们对桩基础在竖向荷载下的受力特性进行分析。
单桩基础？土对桩的支持力有两部分组成，一部分是桩侧阻力，一部分是桩端阻力。根据它们的承载力性状《建筑桩基技术规范》规定将桩分为四种，摩擦型桩，端承摩擦型桩，摩擦端承型桩，端承桩。
在竖向荷载作用下单桩桩侧阻力先发挥作用，然后力由上端传至桩端。桩侧摩阻力与桩土间的相对位移、土的性质、桩的刚度、时间因素等有关。而桩端阻力与端位移、土的性质、桩径、时间等有关。桩端阻力和桩侧阻力相对大小与许多因素有关，比如桩径、桩长、土的抗剪强度、桩端土的压缩性大小、荷载大小。
群桩基础？在工程中往往是柱的荷载或上部结构的荷载有多个基桩共同承担。此时，对于群桩基础来说，单桩的受力特性与群桩中单个桩的受力特性不尽相同。
首先我们讨论不考虑承台效应的群桩基础单桩的受力。对于摩擦型中柱距较大的疏桩或者端承型桩，由于基桩之间力的影响较小即可认为与单桩受力特性基本上无差别，是单桩承载力简单的相加。即群桩效应系数为1。对于柱距较小的摩擦型群桩，由于基桩之间距离较近，假设桩侧摩阻力在土中引起的附加应力以某一角度向下扩散，在桩端土所受的附加应力将会明显增大，进而导致土的压缩量增加。也就是说在与单桩达到同一沉降量的时候，群桩中的基桩必然受力要小于单桩。这就导致了在群桩受力计算时不能将单桩的承载力进行简单的叠加，而是需要考虑一定的效应系数。
对于低承台桩基在群桩受力中还有可能考虑承台效应。承台效应是指对于摩擦型群桩来说，在竖向荷载作用下，由于桩土间相对的位移，导致承台下的桩间土对承台产生一定的竖向抗力，成为竖向承载力的一部分而分担荷载。像这种考虑了承台效应的桩基础一般被称为复合桩基。要想计算承台下土的抗力，其前提条件是要有相对位移的产生。对于一些对沉降敏感的建筑物，不宜考虑承台效应。对于一些桩周土层相对于桩侧向下位移的情况也不应考虑承台效应，比如承台下桩周土是自重湿陷性黄土、可液化土、欠固结土。《建筑桩基技术规范》规定对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其符合基桩竖向承载力特征值：1.上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2.对差异沉降适应性强的排架结构和柔性构筑物；3.按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4.软土地基的减沉复合疏桩基础。
当桩周土层产生的沉降大于基桩在荷载作用下产生的沉降时，桩侧摩阻力方向向下，即产生的负摩阻力。《规范》规定了需要考虑负摩阻力的下列情形：1.桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时；2.桩周存在较软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；3.由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。在桩土相对位移为零的地方称该截面为中性点。在中性点以上产生负摩阻力，在负摩阻力产生的下拉荷载作用下，桩的轴力逐渐增大，到中性点时轴力达到了最大。在中性点以下，由于桩侧阻力的作用，轴力逐渐减小。最后轴力传到桩端。桩端土在竖向荷载作用下产生压缩，导致桩向下位移增大，中性点向上移动。土的沉降固结也随着时间而变化，所以中性点的位置并不是固定的。中性点的位置随着时间的变化而变化的。中性点的深度可以根据桩端土持力层的性质确定，也可以根据桩周土沉降与桩沉降相等的原则来确定。
四、结语
考察桩基础在各种荷载作用下的受力特性，了解桩基础在受荷时基桩、承台、桩周土、承台下土的反应规律。运用这些规律，有效的采用合适的桩距，桩的布置形式，还有运用恰当的方法去估算桩基在特定条件下的承载力，为工程实际服务。