橋梁支座墩臺(tái)與基礎(chǔ)作用與要求講解課件

橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)作用與要求講解課件本章內(nèi)容第一節(jié)橋梁支座第二節(jié)橋墩和墩臺(tái)第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)一、基礎(chǔ)的作用與要求基礎(chǔ)指橋梁結(jié)構(gòu)物直接與地基接觸的部分，是橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分。承受基礎(chǔ)傳來的荷載的那一部分地層（巖層或土層）則稱為地基。地基與基礎(chǔ)受到各種荷載后，其本身將產(chǎn)生應(yīng)力和變形。為了保證橋梁的正常使用和安全，地基和基礎(chǔ)必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，變形也應(yīng)在容許范圍之內(nèi)。根據(jù)地基土的土層變化情況、上部結(jié)構(gòu)的要求和荷載特點(diǎn)，橋梁基礎(chǔ)可采用各種類型。第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)基礎(chǔ)類型的選定主要取決于地質(zhì)土層的工程性質(zhì)與水文地質(zhì)條件、荷載特性、橋梁結(jié)構(gòu)型式及使用要求，以及材料的供應(yīng)和施工技術(shù)等因素。選擇的原則是：力爭(zhēng)做到使用上安全可靠、施工上簡(jiǎn)便可行、經(jīng)濟(jì)上節(jié)約合理。因此，必要時(shí)應(yīng)作不同方案的比較，從中得出較為適宜與合理的設(shè)計(jì)和施工方案。第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)眾多工程實(shí)例表明，橋梁的地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的好壞，是關(guān)系到整座橋梁質(zhì)量的根本問題。因?yàn)榛A(chǔ)工程是隱蔽工程，如有缺陷，較難發(fā)現(xiàn)，也較難彌補(bǔ)或修復(fù)，而這些缺陷往往直接影響整座橋梁的使用甚至安危?；A(chǔ)工程施工的進(jìn)度，經(jīng)?？刂迫珮蚴┕みM(jìn)度。下部工程的造價(jià)，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下或深水基礎(chǔ)，通常占全橋相當(dāng)大的比重。因此，從事這項(xiàng)工作必須做到精心設(shè)計(jì)，精心施工，確保萬無一失。第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)橋梁結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，上下部結(jié)構(gòu)和地基是共同工作，相互影響的。地基的任何變形都必然引起上下部結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位移，上下部結(jié)構(gòu)的受力行為也必然關(guān)系到地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定條件。所以，橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)、施工都應(yīng)緊密結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和要求，全面分析，綜合考慮。本節(jié)簡(jiǎn)要介紹淺置基礎(chǔ)、樁及管柱基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)。第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)二、基礎(chǔ)的類型與構(gòu)造橋梁基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺置基礎(chǔ)和深置基礎(chǔ)兩類，它們的施工方法不同，設(shè)計(jì)計(jì)算原理不同。淺置基礎(chǔ)是在墩臺(tái)處直接修建的埋深較淺的基礎(chǔ)（一般小于5m）。由于淺層土質(zhì)不良，有時(shí)需把基礎(chǔ)埋置于較深的良好地層上，這樣的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)（一般埋深大于5m）。基礎(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺，但在水下部分較深，如深水中的橋墩基礎(chǔ)，稱為深水基礎(chǔ)。淺置基礎(chǔ)最為簡(jiǎn)單，也最常用；當(dāng)需要設(shè)置深基礎(chǔ)時(shí)，則常采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ)，特殊橋位也可能采用其他大型基礎(chǔ)或組合形式。橋梁基礎(chǔ)的分類見表7.1。第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)淺置基礎(chǔ)淺置基礎(chǔ)又稱剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)（spreadfoundation)，也稱明挖基礎(chǔ)。其構(gòu)造參見圖7.39。淺置基礎(chǔ)是直接在墩臺(tái)處開挖基坑修建而成的實(shí)體基礎(chǔ)，適合于在岸上或水流沖刷影響不大的淺水處，且淺表地基承載力合適的地層。它構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，最為常見。第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)第七章橋梁支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基礎(chǔ)明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)的平面形狀狀常為矩形，，也有其他形形式（視墩臺(tái)臺(tái)身底面的形形狀而定）；；立面形狀可可為單層或多多層臺(tái)階擴(kuò)大大形式，其與與地基承載力力及下部荷載載大小等有關(guān)關(guān)，如圖7.39所示。自墩臺(tái)身底邊邊緣至基頂邊邊緣的距離c1以及臺(tái)階寬度度c2、c3稱為襟邊，其其作用一方面面是擴(kuò)大基底底面積增加基基礎(chǔ)承載力，，另一方面便便于對(duì)基礎(chǔ)施施工時(shí)在平面面尺寸上可能能發(fā)生的誤差差進(jìn)行調(diào)整，，同時(shí)也為了了支立墩臺(tái)身身模板的需要要。襟邊的最最小值為20～50cm?；A(chǔ)每層臺(tái)臺(tái)階的高度通通常為50～100cm，且一般情況況下各層臺(tái)階階宜采取相同同厚度?；A(chǔ)的各級(jí)臺(tái)臺(tái)階的正交方方向的坡線與與豎直線所成成夾角α稱為剛性角，，其值不應(yīng)超超過某一限值值αmax，以防基礎(chǔ)開開裂破壞。αmax與基礎(chǔ)材料有有關(guān)，混凝土土基礎(chǔ)為40~45°°，石砌基礎(chǔ)為為30~35°°。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)的常用材料料有混凝土、、片石混凝土土、漿砌片石石等。混凝土土標(biāo)號(hào)一般不不宜小于C15，漿砌片石一一般用M5以上水泥砂漿漿，25號(hào)以上石料。。明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)的特點(diǎn)是穩(wěn)穩(wěn)定性好、施施工簡(jiǎn)便、取取材容易、能能承受較大的的荷載，所以以只要地基承承載力能滿足足要求，它是是橋梁的首選選基礎(chǔ)形式。。但其缺點(diǎn)是是自重大，并并且在持力層層為軟弱土?xí)r時(shí)，由于基礎(chǔ)礎(chǔ)面積不能無無限制擴(kuò)大，，需要對(duì)地基基進(jìn)行處理或或加固后才能能采用。所以以對(duì)于荷載較較大，上部結(jié)結(jié)構(gòu)對(duì)沉降變變形較為敏感感，持力層的的土質(zhì)較差且且較厚的情況況，不宜采用用明挖擴(kuò)大基基礎(chǔ)。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)2．樁及大型管管柱基礎(chǔ)當(dāng)墩臺(tái)所處位位置的覆蓋層層很厚，適于于承載的地基基很深，或同同時(shí)水深也較較大時(shí)，往往往需要采用深深基礎(chǔ)，樁基基礎(chǔ)就是一種種常用的深基基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)由若干干根樁和承臺(tái)臺(tái)兩部分組成成，樁在平面面排列上可為為一排或幾排排，所有樁的的頂部由承臺(tái)臺(tái)（footingslab）連成一個(gè)整整體。在承臺(tái)臺(tái)上再修筑橋橋墩或橋臺(tái)及及上部結(jié)構(gòu)，，如圖7.40。樁身可全部部或部分埋入入地基土中，，當(dāng)樁身外露露在地面上較較高時(shí)，在樁樁之間應(yīng)加橫橫系梁以加強(qiáng)強(qiáng)各樁的橫向向聯(lián)系。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)我國(guó)橋梁樁基基礎(chǔ)大多采用用鋼筋混凝土土樁、預(yù)應(yīng)力力混凝土樁和和鋼樁，混凝凝土標(biāo)號(hào)一般般為C20～C40。混凝土樁的的截面形式有有圓形、環(huán)形形、方形、六六角形等，鋼鋼樁的截面形形式有圓形、、H形等。在樁軸軸方向，也分分豎直樁和斜斜樁，后者通通常用于拱橋橋墩臺(tái)基礎(chǔ)。。隨著橋梁建設(shè)設(shè)的發(fā)展和工工程技術(shù)的進(jìn)進(jìn)步，在橋梁梁工程實(shí)踐中中已形成了各各種形式的樁樁基礎(chǔ)，它們們?cè)谧陨順?gòu)造造和樁土相互互作用性能上上都具有各自自的特點(diǎn)，分分別簡(jiǎn)述如下下。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)(1)按承臺(tái)位置分分類按承臺(tái)位置的的不同，樁基基礎(chǔ)可分為高高樁承臺(tái)基礎(chǔ)礎(chǔ)和低樁承臺(tái)臺(tái)基礎(chǔ)（圖7.41）。高樁承臺(tái)臺(tái)的承臺(tái)底面面位于地面（（或沖刷線））以上，低樁樁承臺(tái)的承臺(tái)臺(tái)底面則位于于地面（或沖沖刷線）以下下。高樁承臺(tái)的樁樁身外露部分分稱為樁的自自由長(zhǎng)度，而而低樁承臺(tái)樁樁的自由長(zhǎng)度度為零。高樁承臺(tái)由于于承臺(tái)位置較較高或設(shè)在施施工水位以上上，可減少墩墩臺(tái)的材料用用量，避免或或減少水下作作業(yè)，施工較較為方便。然然而由于承臺(tái)臺(tái)和基樁外露露部分無側(cè)邊邊土層來共同同承受水平外外力，對(duì)基樁樁受力較為不不利，樁身內(nèi)內(nèi)力和位移都都將大于在同同樣水平力作作用下的低樁樁承臺(tái)，穩(wěn)定定性亦較低樁樁承臺(tái)差。近近年來由于大大直徑鉆孔灌灌筑樁的采用用，樁的剛度度、強(qiáng)度都較較大，因而高高樁承臺(tái)也多多有采用。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)(2)按施工方法分分類按施工方法的的不同，樁基基礎(chǔ)可分為鉆鉆（挖）孔灌灌筑樁和沉入入樁。灌筑樁是采用用就地成孔的的方法來完成成的一種深基基礎(chǔ)。其施工工方法是：先先用機(jī)械或人人工在土中做做成樁孔，然然后在孔內(nèi)放放入鋼筋籠架架，再灌筑樁樁身混凝土而而形成樁身，，最后在樁頂頂澆筑承臺(tái)（（或系梁）。。其中，若用用鉆（沖）孔孔機(jī)成孔，稱稱為鉆孔樁(drilledshaft)；若用人工開開挖樁孔，則則稱為挖孔樁樁。灌筑樁的的特點(diǎn)是施工工設(shè)備簡(jiǎn)單，，操作方便，，適用于各種種砂性土、黏黏性土，也適適用于碎卵石石類土層和風(fēng)風(fēng)化巖層。鉆鉆孔樁的直徑徑一般為0.8~3.0m，其長(zhǎng)度可由由幾米至百米米。挖孔樁的的直徑不宜小小于1.2m，長(zhǎng)度不宜大大于20m，以便于人工工挖土。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌筑樁常常用設(shè)備為沖沖擊型鉆機(jī)或或旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)機(jī)。前者采用用卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)動(dòng)重力式?jīng)_擊擊鉆頭，往復(fù)復(fù)吊起和落下下，沖擊成孔孔；后者由鉆鉆機(jī)機(jī)身、鉆鉆桿和鉆頭（（配備不同形形式，以對(duì)付付不同地層））組成，其鉆鉆孔速度比沖沖擊型鉆機(jī)要要快得多。在成孔過程中中，需要向孔孔內(nèi)灌入一種種特制的泥漿漿（由一種特特殊的膨脹土土加化學(xué)制劑劑用水調(diào)制而而成），其能能起到保護(hù)鉆鉆好的孔壁不不致坍塌的作作用。為排除除坍孔的危險(xiǎn)險(xiǎn)，還可采用用套管法施工工樁基礎(chǔ)。該該方法適于施施工深度不大大于40m的情況。其特特點(diǎn)是：采用用一套常備式式鋼套管，用用重錘式抓斗斗在套管內(nèi)抓抓土，同時(shí)在在地面上用一一套特殊設(shè)備備不斷晃動(dòng)套套管，使其隨隨之下沉。在在套管達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)高程后，，即可清基并并進(jìn)行后續(xù)工工序。在灌筑筑混凝土的過過程中，仍需需不斷地向上上晃動(dòng)套管，，并逐節(jié)拔除除。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)沉人樁（drivenPile）是通過汽錘錘（或柴油錘錘）或振動(dòng)打打樁機(jī)等方法法將各種預(yù)先先制好的樁（（主要是鋼筋筋混凝土實(shí)心心樁或管樁，，也有鋼樁或或木樁）沉入入或打入地基基中所需深度度。這種施工工方法適用于于樁徑較小(一般直徑在0.6~1.5m)，地基土質(zhì)為為砂性土、塑塑性上、粉土土、細(xì)砂以及及松散的不含含大卵石或漂漂石的碎卵石石類土的情況況。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)(3)按基礎(chǔ)傳力方方式分類按基礎(chǔ)的傳力力方式，樁基基礎(chǔ)可分為柱柱樁與摩擦樁樁。柱樁是將樁尖尖通過軟弱的的覆蓋層以后后再嵌人堅(jiān)硬硬的巖面，荷荷載由樁尖直直接傳到基巖巖中，樁像柱柱子一樣受力力（圖7.42(a)）。摩擦樁是當(dāng)基基巖埋藏很深深，樁尖不可可能達(dá)到時(shí)，，荷載通過位位于覆蓋層中中的樁壁與土土壤間的摩阻阻力和樁的端端部的支承力力共同承受的的樁基礎(chǔ)，見見圖7.42(b)。柱樁承載力較較大，較安全全可靠，基礎(chǔ)礎(chǔ)沉降也小，，但若巖層埋埋置很深，就就需要采用摩摩擦樁。由于于柱樁和摩擦擦樁在土中的的工作條件不不同，它們與與土共同作用用的特點(diǎn)也就就不一樣，因因此在設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算時(shí)所采用用的方法和有有關(guān)參數(shù)也不不一樣。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)內(nèi)基樁樁的布置應(yīng)根根據(jù)荷載大小小、地基土質(zhì)質(zhì)、基樁承載載力等決定。。采用大直徑鉆鉆孔灌筑樁的的公路中小跨跨度的橋梁常常用單排式（（橫向），在在大型橋梁基基礎(chǔ)中，或樁樁承受的水平平力較大時(shí)，，則采用多排排式。如圖7.43所示，(a)為行列式，(b)為梅花式?？伎紤]樁與樁側(cè)側(cè)土的共同工工作條件和施施工條件的需需要，樁與樁樁間的中心距距不得小于樁樁徑的某一倍倍數(shù)，一般為為2.0~2.5倍樁徑，參見見橋規(guī)的規(guī)定定。此外，為為避免承臺(tái)邊邊緣距樁身過過近而發(fā)生破破裂，邊樁外外側(cè)到承臺(tái)邊邊緣的距離，，亦不能太小小，一般要求求不小于0.3~0.5倍樁徑。第七章橋橋梁支座、墩墩臺(tái)與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)承臺(tái)的的平面尺寸和和形狀，應(yīng)根根據(jù)其上部墩墩臺(tái)身底面尺尺寸和形狀及及其樁的平面面布置而定，，一般采用矩矩形和圓端形形。承臺(tái)厚厚度應(yīng)應(yīng)保證證承臺(tái)臺(tái)有足足夠的的強(qiáng)度度和剛剛度。。一般般采用用鋼筋筋混凝凝土剛剛性承承臺(tái)，，承臺(tái)臺(tái)厚度度一般般不宜宜小于于1.5m，混凝凝土標(biāo)標(biāo)號(hào)不不低于于C15。承臺(tái)臺(tái)底部部需布布置一一層鋼鋼筋網(wǎng)網(wǎng)，確確保承承臺(tái)受受力均均勻，，避免免在樁樁頂荷荷載作作用下下開裂裂或破破碎。。承臺(tái)與與樁之之間的的連接接，靠靠將樁樁頂主主筋伸伸入承承臺(tái)來來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，樁樁身一一般亦亦需伸伸入承承臺(tái)15~20cm，如圖圖7.44所示。。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)總之，，樁基基礎(chǔ)是是深基基礎(chǔ)方方案的的首選選形式式，它它耗用用材料料少，，施工工簡(jiǎn)便便，適適應(yīng)性性強(qiáng)。。但當(dāng)當(dāng)上層層軟弱弱土層層很厚厚，樁樁底不不能達(dá)達(dá)到堅(jiān)堅(jiān)實(shí)土土層時(shí)時(shí)，就就需使使用較較多、、較長(zhǎng)長(zhǎng)的樁樁來傳傳遞荷荷載，，這時(shí)時(shí)樁基基礎(chǔ)的的穩(wěn)定定性稍稍差，，沉降降量也也較大大；當(dāng)當(dāng)覆蓋蓋層很很薄時(shí)時(shí)，樁樁的穩(wěn)穩(wěn)定性性也可可能會(huì)會(huì)存在在問題題。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)管柱基基礎(chǔ)（（tubularcolumnfoundation）是一一種大大直徑徑樁基基礎(chǔ)，，適用用于深深水、、有潮潮汐影影響以以及巖巖面起起伏不不平的的河床床。它它是將將預(yù)制制的大大直徑徑（直直徑1.5~5.8m，壁厚厚10~14cm）鋼筋筋混凝凝土或或預(yù)應(yīng)應(yīng)力混混凝土土管柱柱，用用大型型的振振動(dòng)沉沉樁錘錘沿導(dǎo)導(dǎo)向結(jié)結(jié)構(gòu)將將樁豎豎向振振動(dòng)下下沉到到基巖巖，然然后以以管壁壁作護(hù)護(hù)筒，，用沖沖擊式式鉆機(jī)機(jī)進(jìn)行行鑿巖巖鉆孔孔，再再吊入入鋼筋筋籠架架并灌灌筑混混凝土土，將將管柱柱與基基巖牢牢固連連接。。管柱柱施工工需要要有振振動(dòng)沉沉樁錘錘、鑿鑿巖機(jī)機(jī)、起起重設(shè)設(shè)備等等大型型機(jī)具具，動(dòng)動(dòng)力要要求也也高，，一般般用于于大型型橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)（見見圖7.45）。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)3．沉井井及沉沉箱基基礎(chǔ)沉井（（opencaisson）基礎(chǔ)礎(chǔ)是一一種歷歷史悠悠久的的施工工方法法，適適用于于地基基表層層較差差而深深部較較好的的地層層，既既可以以用在在陸地地上，，也可可以用用在較較深的的水中中。所謂沉沉井基基礎(chǔ)，，就是是用一一個(gè)事事先筑筑好的的充當(dāng)當(dāng)基礎(chǔ)礎(chǔ)的混混凝土土井筒筒，一一邊挖挖土，，一邊邊靠其其自身身重力力不斷斷下沉沉直至至設(shè)計(jì)計(jì)高程程的方方法來來完成成的。?；臼┦┕すすば蚴鞘牵菏资紫仍谠诘孛婷妫ㄈ羧粼跍\淺水中中則人人工筑筑島））上做做成鋼鋼筋混混凝士士沉井井底節(jié)節(jié)，底底節(jié)足足部的的內(nèi)側(cè)側(cè)井壁壁做成成由內(nèi)內(nèi)向外外斜的的“刃腳”；然后后用機(jī)機(jī)械或或人工工力一一法挖挖掘與與清除除井底底土壤壤，使使之不不斷下下沉，，沉井井底節(jié)節(jié)以上上隨之之逐節(jié)節(jié)接高高；沉沉并下下沉到到設(shè)計(jì)計(jì)高程程后，，再以以混凝凝土封封底，，并建建筑沉沉井頂頂蓋，，沉井井基礎(chǔ)礎(chǔ)便告告完成成。最最后再再在其其上修修建墩墩身。。沉井井基礎(chǔ)礎(chǔ)的施施工步步驟如如圖7.46所示。。下沉沉?xí)r，，為了了減少少沉井井側(cè)壁壁和上上壤之之間的的摩阻阻力，，可以以采用用泥漿漿護(hù)套套、空空氣幕幕或塑塑料布布膜襯襯壁等等方法法。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)沉井基基礎(chǔ)是是橋梁梁工程程中一一種較較常見見的基基礎(chǔ)形形式。。我國(guó)國(guó)南京京長(zhǎng)江江大橋橋1號(hào)墩就就是采采用的的鋼筋筋混凝凝土沉沉井基基礎(chǔ)。。江陰陰長(zhǎng)江江大橋橋北錨錨碇的的沉井井基礎(chǔ)礎(chǔ)的平平面尺尺寸達(dá)達(dá)69m×51m。沉井的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是埋埋置深深度可可以很很大，，整體體性強(qiáng)強(qiáng)，穩(wěn)穩(wěn)定性性好，，能承承受較較大的的垂直直荷載載和水水平荷荷載；；沉井井既是是基礎(chǔ)礎(chǔ)，又又是施施工時(shí)時(shí)的擋擋土和和擋水水圍堰堰（cofferdam）結(jié)構(gòu)構(gòu)物，，施工工工藝藝也不不復(fù)雜雜。其其不足足是工工期較較長(zhǎng)；；對(duì)細(xì)細(xì)砂及及粉砂砂類上上在井井內(nèi)抽抽水易易發(fā)生生流砂砂現(xiàn)象象，造造成沉沉井傾傾斜；；沉井井下沉沉過程程中遇遇到大大孤石石、樹樹干或或井底底巖層層表面面傾斜斜過大大，均均會(huì)給給施工工帶來來一定定困難難。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)按下沉沉方式式，沉沉井基基礎(chǔ)可可分為為就地地建造造下沉沉的沉沉井和和浮運(yùn)運(yùn)就位位下沉沉的沉沉井。。按建筑筑材料料，沉沉井基基礎(chǔ)可可分為為混凝凝土沉沉井，，鋼筋筋混凝凝土沉沉井等等。橋梁上上常用用的是是鋼筋筋混凝凝土沉沉并，，它的的抗拉拉及抗抗壓能能力較較好，，下沉沉深度度可以以很大大，可可達(dá)幾幾十米米。當(dāng)下沉沉深度度不大大時(shí)，，沉井井壁大大部分分用混混凝土土，下下部（（刃腳腳）用用鋼筋筋混凝凝土。。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)沉井依依外觀觀形狀狀的分分類，，在平平面上上可分分為圓圓形、、矩形形及圓圓端沉沉井（（圖7.47）等。。圓形形沉井井（圖圖7.47(c)、(d)）受力力好，，適用用于河河水主主流方方向易易變的的河流流；矩矩形沉沉井制制作方方便，，但四四角處處的土土不易易挖除除；圓圓端形形沉井井（圖圖7.47(a)）兼有有前兩兩類的的特點(diǎn)點(diǎn)。沉井基基礎(chǔ)的的平面面形狀狀常取取決于于墩（（臺(tái)））底部部的形形狀。。對(duì)矩矩形墩墩或圓圓端形形墩，，可采采用相相應(yīng)形形狀的的矩形形和圓圓端形形沉井井。采采用矩矩形沉沉井（（圖7.47(b)）時(shí)為為了保保證下下沉的的穩(wěn)定定性，，沉井井的長(zhǎng)長(zhǎng)邊和和短邊邊之比比不宜宜大于于3。當(dāng)墩墩的長(zhǎng)長(zhǎng)度和和寬度度較為為接近近時(shí)，，可采采用圓圓形沉沉井或或方沉沉井。。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工工程第三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)沉井豎豎直剖剖面外外形主主要有有豎直直式、、傾斜斜式及及階梯梯式（（圖7.48）等。。采用形形式主主要視視沉井井需要要通過過的土土層性性質(zhì)和和下沉沉深度度而定定。外外壁豎豎直形形式的的沉井井，在在下沉沉過程程中不不易傾傾斜，，井壁壁接長(zhǎng)長(zhǎng)較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，，模板板可重重復(fù)使使用，，故當(dāng)當(dāng)土質(zhì)質(zhì)較松松軟、、沉井井下沉沉深度度不大大時(shí)，，可以以采用用這種種形式式。傾傾斜式式及階階梯式式井壁壁可以以減少少土與與井壁壁的摩摩阻力力，其其缺點(diǎn)點(diǎn)是施施工較較復(fù)雜雜，消消耗模模板多多，同同時(shí)沉沉井下下沉過過程中中容易易發(fā)生生傾斜斜，故故在土土質(zhì)較較密實(shí)實(shí)、沉沉井下下沉深深度大大、要要求在在不太太增加加沉井井本身身重量量的情情況下下，可可采用用這類類沉井井。傾傾斜式式的沉沉井井井壁坡坡度般般為1/40~1/20，階梯梯形井井壁的的臺(tái)階階寬度度約為為100~200mm。第七章章橋橋梁梁支座座、墩墩臺(tái)與與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)雖有多種種形式，但構(gòu)造基基本相同。它由刃刃腳、并壁、隔墻墻、井孔、凹槽、、射水管和探測(cè)管管、封底、頂蓋（（或承臺(tái)）以及環(huán)環(huán)箍等組成，如圖圖7.49所示。刃腳位于井壁的下下端，其作用是切切割土層。井壁是沉井的外殼殼，在下沉過程中中起防水擋土作用用；當(dāng)沉至設(shè)計(jì)位位置后，井壁則成成為基礎(chǔ)的組成部部分。設(shè)置凹槽是為了滿滿足傳遞封底混凝凝土底的基底反力力至井壁，并增強(qiáng)強(qiáng)封底混凝土和井井壁的連接。頂蓋用于承托其上上部的墩臺(tái)身，一一般為鋼筋混凝土土。第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)歷史上，氣壓沉箱箱（caisson）是最早采用的大大型深水基礎(chǔ)。它它類似于沉井，其其不同之處是在沉沉井刃腳以上適當(dāng)當(dāng)高度處設(shè)置一層層密封的頂蓋板。。頂蓋板以下為工工作室，以上構(gòu)造造與沉井類似。頂頂蓋板中開有空洞洞，安置升降井筒筒伸出水面，井筒筒上端為氣閘。壓壓縮空氣經(jīng)氣閘和和井筒輸入工作室室，當(dāng)壓力相當(dāng)于于刃腳處水頭時(shí)，，工作室內(nèi)積水被被排出，施工人員員就可以進(jìn)入工作作室，在氣壓（2~3個(gè)大氣壓，視沉箱箱下沉深度而定））下進(jìn)行挖土。挖挖出的土通過井筒筒提升，經(jīng)氣閘運(yùn)運(yùn)出。這樣，沉箱箱就可以利用其自自重下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高。沉箱的主要要缺點(diǎn)是對(duì)施工人人員的身體有害（（易得沉箱?。?，工效很低。第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)4．復(fù)式基礎(chǔ)復(fù)式基礎(chǔ)（complexfoundation）指由一些常見基基礎(chǔ)通過組合而形形成的深水基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)。例如沉井加管柱基基礎(chǔ)（可用于水下下軟弱覆蓋層很厚厚的情況）、沉井井加鉆挖樁基礎(chǔ)（（當(dāng)土層中含有大大顆粒的卵石，沉沉井不易穿透時(shí)，，可先將沉井下沉沉到最大可能深度度，然后在井壁的的預(yù)留孔內(nèi)，鉆挖挖成樁，直至持力力深層）、雙壁鋼鋼圍堰加鉆孔灌筑筑樁基礎(chǔ)（鋼圍堰堰逐段接高下沉，，在水中形成工作作空間，然后鉆孔孔）等。圖7.50所示為我國(guó)九江大大橋正橋基礎(chǔ)中采采用的雙壁鋼圍堰堰加鉆孔灌筑樁基基礎(chǔ)形式。第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)鎖口鋼管（板）樁樁是指由焊接鋼管管（板）相互扣接接形成的樁壁，其其可用于港口內(nèi)壁壁或防波堤，也用用于建筑基礎(chǔ)工程程或橋梁基礎(chǔ)。見見圖7.51，鋼管（板）之間間的扣接方式多樣樣，可在水中形成成環(huán)形或矩形空問問，抽干該空間內(nèi)內(nèi)的水，就可著手手基礎(chǔ)施工。施工完成后，還可可通過水下切割，，回收一部分樁壁壁材料。這種輔助基礎(chǔ)施工工的主要特點(diǎn)有：：設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理，，對(duì)水平和垂直荷荷載的支撐強(qiáng)度高高，適用大部分地地基情況，容易調(diào)調(diào)整樁壁高度，易易于施工和縮短工工期，阻水效果好好等。第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)三、明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與計(jì)算基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與計(jì)算算方法與基礎(chǔ)形式式有很大關(guān)系，淺淺置基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)礎(chǔ)的計(jì)算原理明顯顯不同，深基礎(chǔ)的的計(jì)算一般較復(fù)雜雜。以下僅介紹明挖擴(kuò)擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算方法。明挖擴(kuò)擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過過程是，首先確定基礎(chǔ)的埋置深度；；其次擬訂基礎(chǔ)尺寸，包括基基礎(chǔ)厚度、平面尺尺寸和立面分層尺尺寸；然后進(jìn)行地基和基礎(chǔ)各項(xiàng)驗(yàn)驗(yàn)算?；A(chǔ)的驗(yàn)算內(nèi)容包包括地基強(qiáng)度驗(yàn)算算，基底合力偏心心距驗(yàn)算，基礎(chǔ)的的整體穩(wěn)定性（傾傾覆、滑動(dòng)）驗(yàn)算算。對(duì)超靜定橋梁梁結(jié)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)行行地基沉降景，相相鄰基礎(chǔ)沉降差，，地基不均勻沉降降等驗(yàn)算。驗(yàn)算所用荷載應(yīng)取取最不利荷載組合合值。第七章橋梁支支座、墩臺(tái)與基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋梁基基礎(chǔ)1．基礎(chǔ)埋置深度的的確定確定基礎(chǔ)的埋置深深