《橋梁樁基礎講》課件

橋梁樁基礎講探索橋梁樁基施工的關鍵技術,從設計、施工到驗收,全面解析橋梁樁基的關鍵要點。課程簡介橋梁基礎概述學習橋梁建設中樁基礎的重要作用和分類知識。設計原則掌握橋梁樁基的設計原則,包括承載力、沉降、抗傾覆等。施工工藝學習不同類型樁基的施工工藝,如鉆孔灌注樁、預制樁等。檢測與監(jiān)測了解樁基檢測和監(jiān)測方法,如動測、靜測、沉降觀測等。橋梁樁基礎概述橋梁樁基是橋梁工程中不可或缺的基礎組件。它負責將橋梁上部結構荷載傳遞到地基土中。合理設計和施工樁基對于確保橋梁的安全可靠運行至關重要。橋梁樁基包括淺基礎和深基礎兩大類型,根據(jù)地基條件和荷載情況選擇合適的樁基形式。同時還需考慮承載力、沉降、抗傾覆等設計因素,確保滿足工程要求。橋梁樁基的作用承載橋梁上部結構橋梁樁基的主要作用是為上部結構提供穩(wěn)固的基礎,傳遞整個橋梁的荷載至地基。它們必須具有足夠的承載力來支撐橋墩、橋臺和橋面等構件。抵抗外界作用力樁基還需要承受來自地震、風荷載、水流等自然力的作用,保證整個橋梁的整體穩(wěn)定性和抗破壞能力。確保橋梁長期使用良好的樁基設計和施工對于橋梁的壽命和安全性至關重要。它們需要抵抗環(huán)境腐蝕,避免出現(xiàn)嚴重沉降或傾斜問題。提高整體抗震能力對于高震區(qū)橋梁,樁基的設計還需要考慮抗震性能,提高整體的地震抗災能力。橋梁樁基的分類淺基礎樁基根據(jù)樁基的埋置深度,橋梁樁基可分為淺基礎樁基。這類樁基一般埋置于地表以下5-10米的土層中。深基礎樁基深基礎樁基則一般埋置于地表以下10米以深的土層中,以確保承載力和穩(wěn)定性。復合樁基復合樁基即在淺基礎樁基的基礎上增加深基礎樁基,結合利用兩種不同深度的樁基,提高整體的承載力。組合樁基組合樁基則采用不同材質(zhì)和不同直徑的樁基混合使用,針對特定地質(zhì)條件進行優(yōu)化設計。淺基礎樁基淺基礎特點淺基礎樁基通常埋置在地表以下較淺的位置,能有效承載上部結構的荷載,適用于地質(zhì)條件良好的地區(qū)。樁承臺連接淺基礎樁基通過樁承臺與上部結構連接,承臺形狀多樣,可為正方形、長方形等,并采用鋼筋混凝土澆筑而成。受力分析淺基礎樁基主要受到豎向荷載,需要合理計算承載力,同時也需考慮水平作用力引起的彎矩和剪力。深基礎樁基深基礎樁基是指樁長超過15米的樁基，通常承擔較大的縱橫向荷載。它能為橋梁和大型建筑物提供穩(wěn)固的基礎支撐，適用于軟弱地基、土層較深、或者承載力要求較高的情況。深基礎樁基包括鉆孔灌注樁、預制樁、沉樁等多種形式。它們通過深入地基承土層、發(fā)揮摩擦阻力和端阻力的方式提供穩(wěn)定的承載能力。合理設計和施工是確保深基礎樁基安全可靠的關鍵。樁基的布置形式1單樁單根獨立的樁基,常用于支撐小跨度的橋梁。能有效承擔壓力和彎矩,適合用于地基較差的區(qū)域。2并排樁多根樁并排布置,可以有效增大承載面積和抗傾覆能力,適用于大跨度橋梁。3組合樁利用多根樁之間的相互作用,形成整體受力,可以提高整體的承載能力。4群樁多根樁密集布置,常用于大跨度橋梁。可以有效分散荷載,提高整體穩(wěn)定性。單樁簡單穩(wěn)固單根樁基是最基礎的橋梁樁基形式,結構簡單穩(wěn)固,適用于輕型和中型橋梁結構。受力均勻單樁受力傳遞更加均勻,有利于整體結構的穩(wěn)定性,是最常見的橋梁基礎形式之一。工藝簡單高效單樁基礎的施工工藝相對簡單高效,是橋梁工程中常用的一種經(jīng)濟實用的基礎形式。并排樁并排樁是指兩根或多根樁排列在一組的形式，常用于承載較大橋梁或高層結構的重荷載。這種樁基形式具有承載能力大、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，可有效分散荷載，提高整體抗剪能力。合理確定樁間距是關鍵，既要保證承載力，又要避免樁與樁之間的相互影響。橋梁樁基的設計原則承載力橋梁樁基必須具有足夠的承載能力,能夠安全承受上部結構的荷載,并有足夠的安全系數(shù)。設計時需要充分考慮各種荷載作用下的承載能力。穩(wěn)定性橋梁樁基必須具有良好的穩(wěn)定性,抵抗傾覆、滑移和沉降等現(xiàn)象。設計時需要保證樁基在各種荷載作用下均能保持穩(wěn)定。經(jīng)濟性橋梁樁基的設計應盡量兼顧經(jīng)濟性,選擇合理的樁型、樁徑和樁長,最大限度地降低施工成本?？墒┕ば栽O計時應充分考慮當?shù)氐氖┕l件,選擇合適的施工工藝,確保樁基能夠順利施工。承載力50T單樁允許承載力通常設計為50噸以上10M總承載力多樁集群能達到千萬噸級20%安全系數(shù)設計時會考慮20%的安全冗余橋梁樁基的承載力是指樁基能承受的最大安全荷載。主要通過承樁承臺的抗壓強度以及地基土的承載能力來確定。在設計時要充分考慮樁基自重、上部結構荷載和地基反力等因素。同時還需要設置一定的安全系數(shù)以確保橋梁運營的安全性。沉降橋梁樁基在使用過程中會發(fā)生不同程度的沉降。圖中顯示了樁基在不同使用時間下的沉降量變化情況。設計時需要充分考慮此因素,確保橋梁結構安全?？箖A覆橋梁樁基的抗傾覆能力是指其在豎向荷載和水平荷載的作用下,能夠保持結構整體穩(wěn)定,不發(fā)生傾覆的能力。這主要取決于樁基的結構形式、混凝土強度、樁長和樁徑等因素。影響因素分析樁基結構形式立式樁基、斜樁基等不同形式具有不同的抗傾覆能力混凝土強度混凝土強度越高,樁基的抗壓強度越大,抗傾覆能力越強樁長和樁徑樁長和樁徑越大,樁基的抗力臂越長,抗傾覆能力越強抗滑移30°臨界角基礎與地基之間的臨界摩擦角，需滿足抗滑移要求。1.5安全系數(shù)確?；A足夠穩(wěn)定，抗滑移系數(shù)大于或等于1.5。20%附加重量在計算時還需考慮20%的附加重量。橋梁樁基的構造要求樁長樁長的確定需要考慮地質(zhì)條件、橋梁荷載及沉降要求等因素，以確保樁基能提供足夠的承載能力和穩(wěn)定性。樁徑樁徑的選擇需平衡成本、施工難度和承載能力的需求。一般采用大徑樁能提高承載能力，但同時也增加了施工難度。樁間距樁間距的合理布置能有效分散荷載并增強整體穩(wěn)定性。根據(jù)不同設計條件合理確定樁間距是關鍵。樁頭處理樁頭處理需滿足荷載傳遞、變形協(xié)調(diào)等要求。常見的處理措施包括截樁、擴大斷面、加強鋼筋等。樁長樁長是樁基設計的重要參數(shù),決定了樁基的承載能力和抗傾覆力。一般短樁用于地基較好的場合,中等樁應用于普通地基,而長樁則主要用于軟弱地基。樁長的選擇需要考慮地質(zhì)條件、荷載及強度等因素。樁徑橋梁樁基的樁徑大小是一個重要的設計參數(shù),它直接影響著樁基的承載能力和施工難度。合理選擇樁徑可以確保橋梁結構的安全性和經(jīng)濟性。樁基類型常見樁徑鉆孔灌注樁0.8m-2.5m預制樁0.4m-1.2m沉樁0.6m-2.0m靜壓樁0.5m-1.5m樁間距2-6M樁間距樁基的樁間距通常為2-6米,與橋梁跨度、跨徑和橋墩布置等因素有關。10-30D樁徑倍數(shù)樁間距一般為樁徑的10-30倍,保證樁與樁之間的相互作用。≥3樁數(shù)橋墩下一般不少于3根樁,以確保承載能力和抗傾覆穩(wěn)定性。樁頭處理1平整處理對樁頭進行切平、修整,確保承受上部結構荷載的平整性。2鋼筋連接在樁頭保留足夠長度的鋼筋,并與上部結構的鋼筋進行可靠連接。3防腐處理對暴露在外環(huán)境中的樁頭采取防腐防銹措施,確保長期耐久性。4灌漿封頭在樁頭澆筑混凝土封頭,提高上部結構與樁基的整體性。樁基施工工藝1鉆孔灌注樁利用鉆機在地基中鉆孔,注入混凝土形成2預制樁在場外預制,然后運至施工現(xiàn)場安裝3沉樁通過振動錘或其他方式將預制樁沉入地基4靜壓樁使用靜壓機將預制樁緩慢推入地基樁基的施工工藝包括鉆孔灌注、預制樁、沉樁和靜壓樁等多種方式。每種方式都有自己的優(yōu)點,需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件和工程要求進行選擇。無論選擇哪種施工工藝,嚴格的施工質(zhì)量控制都是確保樁基安全的關鍵。鉆孔灌注樁1鉆孔通過鉆機在地基中鉆掘洞孔2灌注混凝土向鉆好的洞孔中澆注混凝土3鋼筋籠安裝將預制的鋼筋籠置入鉆孔中鉆孔灌注樁是一種常見的樁基施工方式。首先通過鉆機在地基中鉆掘洞孔,然后向洞孔中澆注混凝土形成樁身,最后將預先制作的鋼筋籠置入樁身中。這種方法施工靈活,適用于各種地質(zhì)條件,是橋梁工程中廣泛使用的一種基礎形式。預制樁預制樁簡介預制樁是在工廠預先制造好的樁,具有標準化、質(zhì)量可控等優(yōu)點。樁型選擇根據(jù)工程需求,可選用混凝土樁、鋼管樁等不同型號的預制樁。運輸與安裝預制樁需運輸至施工現(xiàn)場,并采用吊裝等方式進行安裝就位。連接處理預制樁的樁頭需進行處理,以確保與上部結構可靠連接。沉樁1樁體就位將預制好的樁身小心地吊起并垂直放置在預先挖好的樁基孔中。2擊打沉樁利用靜壓或動力錘等設備對樁頂進行持續(xù)施加壓力或沖擊力,使其緩慢下沉進入地基。3質(zhì)量檢查通過測量樁身深度、傾斜度等指標,確保沉樁施工達到設計要求。靜壓樁慢速加載靜壓樁通過輕緩的加載施加在樁體上,能有效避免樁身受到過大沖擊力。高精度定位靜壓樁可以精確地定位于指定位置,確保整體受力均衡。噪音低潔凈靜壓樁施工時噪音較低,對周圍環(huán)境影響小,非常適用于環(huán)境敏感區(qū)域。適用場景廣靜壓樁可廣泛應用于各類地基加固工程,尤其是在軟弱土質(zhì)地基中表現(xiàn)優(yōu)異。樁基檢測與監(jiān)測動測通過振動響應檢測樁基的受力狀態(tài)和承載力情況?？梢粤私鈽痘耐暾院蜆痘?土體相互作用。靜測使用靜力加載試驗以準確測定樁基的承載能力。可以評估樁基實際承載力與設計值的偏差。水準測量通過精密水準測量來監(jiān)測樁基的沉降情況,確保建筑物穩(wěn)定。及時發(fā)現(xiàn)異常情況并采取措施。沉降觀測長期監(jiān)測樁基的沉降變形,分析變形趨勢并預測最終穩(wěn)定狀態(tài),確保橋梁工程質(zhì)量。動測測試目的通過動測可以迅速地了解樁基的承載能力和動態(tài)特性。測試方法使用沖擊荷載對樁基進行動測,觀察其動態(tài)響應。測試指標通過動測可以得到動剛度、阻尼比等關鍵參數(shù)。靜測靜載荷試驗通過在樁基上施加靜態(tài)荷載,測量樁基在受力下的沉降變形,分析樁基的承載能力。樁基測斜儀采用專門的測斜儀器,對樁基在沉降過程中的傾斜變形進行檢測,及時發(fā)現(xiàn)異常情況。水準測量通過精密的水準測量,測定樁基沉降量,為橋梁安全提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。水準測量精準定位水準測量能精準測定樁基的垂直位置,確保橋梁結構的穩(wěn)定性和安全性。這是樁基質(zhì)量控制的關鍵環(huán)節(jié)。監(jiān)測沉降通過持續(xù)的水準測量,可以監(jiān)測樁基沉降情況,及時發(fā)現(xiàn)和解決問題,保證橋梁在使用過程中的安全。沉降觀測1測量基準選擇穩(wěn)固的基準點進行水準測量,確保測量結果準確可靠。2測量時間定期進行測量,及時掌握沉降變化趨勢,及時發(fā)現(xiàn)問題。3測量位置在樁基位置、橋臺等關鍵部位進行測量,全面掌握整體沉降情況。4數(shù)據(jù)分析對測量數(shù)據(jù)進行分析,及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應的處理措施。樁基常見問題及處理橋梁樁基在使用過程中可能會出現(xiàn)一些常見的問題,比如樁基損壞、樁基沉降過大和樁基傾斜等。針對這些問題,需要采取相應的處理措施來確保橋梁的安全穩(wěn)定。樁基損壞可能是由于材料缺陷、施工質(zhì)量問題或外部環(huán)境因素造成的。需要通過檢測評估樁基狀況,并采取維修加固、更換等措施來解決。樁基沉降過大會嚴重影響橋梁的使用安全,需要采取增加樁長、提高單樁承載力、調(diào)整樁基布置等措施來控制樁基沉降。樁基傾斜會導致橋梁結構不穩(wěn)定,需要及時檢查定位問題所在,并采取糾偏加固、局部更換等措施。樁基損壞樁基在建設過程中可能會出現(xiàn)各種問題導致?lián)p壞,例如施工操作不當、外部因素影響等。常見的損壞情況包括樁身破壞、樁頭破壞、樁身變形等。這些問題會嚴重影響橋梁的承載能力和穩(wěn)定性,需要及時檢查并采取相應的修復措施。對于嚴重的樁基損壞,可能需要拆除重建。在此過程中,需要評估整體橋梁結構的影響,制定詳細的施工方案,確保在最小影響下完成修復工作。樁基沉降過大樁基沉降過大是常見的橋梁樁基問題。這可能是由于基礎土層強度不足、承載力不足或樁基施工不當造成的。過大的沉降會影響橋梁的穩(wěn)定性,甚至威脅橋梁安全。因此,必須采取有效的措施來控制和降低樁基的沉降。樁基傾斜樁基傾斜是一種常見的橋梁樁基問題,通常是由于基礎設計或施工不當導致。傾斜可能會影響樁基的穩(wěn)定性和承載能力,嚴重影響整個橋梁的使用安全。因此對于樁基傾斜問題,必須及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施進行修復