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第三章桥梁桩基础第一节概述一、桥梁的组成及概念
基础的分类:浅基础:刚性扩大基础(材料:砖石,素混凝土,钢筋混凝土)深基础:桩、沉井(钢筋混凝土)浅基础和深基础的区别:浅基础:埋深h小于或等于5m,施工简单,可以明挖,计算时不考虑土抗力.深基础:埋深h5m,施工较复杂,计算时,要考虑周围土抗力.埋置深度h——对于有冲刷的河流,是从最大冲刷线至基础底面的距离;对于无冲刷河流,是从河底或地面至基础底面的距离。地基的分类:人工地基——需要经过人工加固或处理的地基;天然地基——可直接放置基础的地基。桥梁桩基础的概念:组成:承台+基桩作用:将上部结构传来的力传入地基中。
二、桩的适用条件?1.荷载较大,地基上部土层软弱,适宜的持力层较深。?2、河床冲刷大,采用浅基础施工困难或不够安全。?3、结构对不均匀沉降敏感时。?4、施工水位过高,避免水下施工。?5、地震区。
第二节桩基的类型和构造?一、按受力条件分:?1.摩擦桩和柱桩:?摩擦桩:桩穿过并支撑于各可压缩土层中,主要依靠桩侧摩阻力支承荷载。?柱桩:桩穿过土层,支撑在岩石等非压缩土层中,主要依靠桩底支承力荷载,忽略桩侧摩阻力。?2.竖直桩和斜桩;?竖直桩:常用于承受垂直力。?斜桩:为了承受较大水平力,一般用于拱桥桥台。?3.高承台桩:台底位于地面(或冲刷线)以上,圬工少,施工方便。?低承台桩:台底位于地面(或冲刷线)以下,圬工多,稳定性好。
?二、按施工方法分:钻孔灌注桩打入桩?????静力压桩沉管灌注桩爆扩桩管柱桩
?三、桩基础的构造?钢筋组成和作用。?摩擦桩:分段配筋;?柱桩:全长均匀配筋。?桩与承台连接时,应成喇叭形,并放置钢筋网在顶端。
第三节钻孔灌注桩的施工?施工特点:简单、方便。?适用于:各种砂性土、粘性土、碎卵石类土、岩层。?慎用:在有淤泥,可能有流砂或有承压水的土质地点。
?施工顺序:?1.准备场地:三通一平??浅水施工:筑岛围堰深水施工:搭支架、搭便桥,安装水中平台、用浮船。?2.埋护筒:?种类:木、钢、混凝土?作用:1)固定桩位,做钻孔导向;??2)保护孔口,防止坍塌;3)隔离地面水,保持水头差。
?埋护筒要求:?1)平面位置应埋设正确;?2)筒顶标高应高出地下水位和施工最高水位1.5~2.0m。?3)筒底应低于施工最低水位0.1`0.3m?4)护筒四周应夯填密实的粘土,埋在稳定土层中。?3.制备泥浆:?作用:?1)产生较大的悬浮液压力,防止塌孔;?2)在孔壁表面形成胶泥层,有护壁作用;?3)泥浆比重大,具有浮渣作用,利于钻渣的排出。
?4.安装钻机或钻架。?5.钻孔:?方法:1)旋转钻2)冲击钻3)冲抓钻
?注意事项:?1)保持水头差?2)注意速度?3)一气呵成?4)加强检查
?6.清孔:目的:除去孔底钻渣、泥浆,保证质量。?方法:1)换浆清孔?2)掏渣清孔?3)抽浆清孔?7.下钢筋笼
8.灌注水下混凝土?采用直升导管法:?关键:导管不能到底部;?浇注前放置隔水栓;?及时上提,防止断桩。?第一斗混凝土的用量;?第一次灌注1~1.5m深。
?对混凝土要求:?1)应有必要的流动性,坍落度18~20cm;?2)混凝土搅拌均匀,防止离析;?3)一气呵成,防止中断;?4)保证导管埋入混凝土一定深度。?第九步:桩头处理
***钻孔灌注桩常见事故及处理?1.坍孔?2.漏浆?3.卡钻或掉钻头?4.浮笼?5.断桩
第四节单桩承载力?一、单桩轴向荷载传递机理和特点:?竖向承载力=桩侧摩阻力+桩底处土的支承力?1)对于摩擦桩:?在竖向荷载作用下,摩阻力先出现,逐步增大,直至达到极限,而后桩底反力开始出现,并达到最大。?2)对于柱桩,桩底承载力发挥充分,摩阻力很小。
?3)粘性土打入桩:摩阻力沿入土深度呈抛物线型分配,力约等于中等强度粘土在不排水时抗剪强度。?4)砂性土打入桩:?入土深度在(10`20)d内,摩阻力直线增长;?入土深度超过(10`20)d,摩阻力近乎均匀或逐渐减少。
?5)钻孔灌注桩:侧向压力在施工中解除现象,摩阻力分布均匀。?6)长期荷载作用下,桩身总摩阻会减小,而桩端总阻力增加。?7)相同土层中,长桩发挥的摩阻力大于短桩。
二、轴向荷载下桩的破坏模式?1)桩身的纵向挠曲破坏(岩石地基);?2)桩端土发生整体剪切破坏(穿过软弱土层、支承在强度较高的硬土层上的摩擦桩);?3)刺入式破坏(入土深度大的桩)。
三、单桩轴向容许承载力的确定?(一)静载试验法?(二)桥梁规范法:?假定:1.桩承载力=侧摩阻力+桩尖支承力?2.灌注桩侧摩阻力、桩底力均匀分布
钻孔灌注
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