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。基礎(chǔ)工程施工的進(jìn)度，經(jīng)常控制全橋施工進(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）?；A(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)明挖挖擴(kuò)擴(kuò)大大基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的平平面面形形狀狀常常為為矩矩形形，，也也有有其其他他形形式式（（視視墩墩臺(tái)臺(tái)身身底底面面的的形形狀狀而而定定））；；立立面面形形狀狀可可為為單單層層或或多多層層臺(tái)臺(tái)階階擴(kuò)擴(kuò)大大形形式式，，其其與與地地基基承承載載力力及及下下部部荷荷載載大大小小等等有有關(guān)關(guān)，，如如圖圖7.39所示示。。自墩墩臺(tái)臺(tái)身身底底邊邊緣緣至至基基頂頂邊邊緣緣的的距距離離c1以及及臺(tái)臺(tái)階階寬寬度度c2、c3稱為為襟襟邊邊，，其其作作用用一一方方面面是是擴(kuò)擴(kuò)大大基基底底面面積積增增加加基基礎(chǔ)礎(chǔ)承承載載力力，，另另一一方方面面便便于于對(duì)對(duì)基基礎(chǔ)礎(chǔ)施施工工時(shí)時(shí)在在平平面面尺尺寸寸上上可可能能發(fā)發(fā)生生的的誤誤差差進(jìn)進(jìn)行行調(diào)調(diào)整整，，同同時(shí)時(shí)也也為為了了支支立立墩墩臺(tái)臺(tái)身身模模板板的的需需要要。。襟襟邊邊的的最最小小值值為為20～50cm?；A(chǔ)礎(chǔ)每每層層臺(tái)臺(tái)階階的的高高度度通通常常為為50～100cm，且且一一般般情情況況下下各各層層臺(tái)臺(tái)階階宜宜采采取取相相同同厚厚度度。?；A(chǔ)礎(chǔ)的的各各級(jí)級(jí)臺(tái)臺(tái)階階的的正正交交方方向向的的坡坡線線與與豎豎直直線線所所成成夾夾角角α稱為為剛剛性性角角，，其其值值不不應(yīng)應(yīng)超超過過某某一一限限值值αmax，以以防防基基礎(chǔ)礎(chǔ)開開裂裂破破壞壞。。αmax與基基礎(chǔ)礎(chǔ)材材料料有有關(guān)關(guān)，，混混凝凝土土基基礎(chǔ)礎(chǔ)為為40~45°，石砌基基礎(chǔ)為30~35°。第七章橋橋梁梁支座、、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程程第三節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)明挖擴(kuò)大大基礎(chǔ)的的常用材材料有混混凝土、、片石混混凝土、、漿砌片片石等。?；炷镣翗?biāo)號(hào)一一般不宜宜小于C15，漿砌片片石一般般用M5以上水泥泥砂漿，，25號(hào)以上石石料。明挖擴(kuò)大大基礎(chǔ)的的特點(diǎn)是是穩(wěn)定性性好、施施工簡(jiǎn)便便、取材材容易、、能承受受較大的的荷載，，所以只只要地基基承載力力能滿足足要求，，它是橋橋梁的首首選基礎(chǔ)礎(chǔ)形式。。但其缺缺點(diǎn)是自自重大，，并且在在持力層層為軟弱弱土?xí)r，，由于基基礎(chǔ)面積積不能無無限制擴(kuò)擴(kuò)大，需需要對(duì)地地基進(jìn)行行處理或或加固后后才能采采用。所所以對(duì)于于荷載較較大，上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)對(duì)沉降降變形較較為敏感感，持力力層的土土質(zhì)較差差且較厚厚的情況況，不宜宜采用明明挖擴(kuò)大大基礎(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?；炷翗兜牡慕孛嫘问接杏袌A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。第七七章章橋橋梁梁支支座座、、墩墩臺(tái)臺(tái)與與基基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁梁工工程程第三三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基基礎(chǔ)礎(chǔ)(1)按承承臺(tái)臺(tái)位位置置分分類類按承承臺(tái)臺(tái)位位置置的的不不同同，，樁樁基基礎(chǔ)礎(chǔ)可可分分為為高高樁樁承承臺(tái)臺(tái)基基礎(chǔ)礎(chǔ)和和低低樁樁承承臺(tái)臺(tái)基基礎(chǔ)礎(chǔ)（（圖圖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)。前者采用用卷揚(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。考考慮樁與樁側(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)節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)礎(chǔ)樁基礎(chǔ)承臺(tái)臺(tái)的平面尺尺寸和形狀狀，應(yīng)根據(jù)據(jù)其上部墩墩臺(tái)身底面面尺寸和形形狀及其樁樁的平面布布置而定，，一般采用用矩形和圓圓端形。承臺(tái)厚度應(yīng)應(yīng)保證承臺(tái)臺(tái)有足夠的的強(qiáng)度和剛剛度。一般般采用鋼筋筋混凝土剛剛性承臺(tái)，，承臺(tái)厚度度一般不宜宜小于1.5m，混凝土標(biāo)標(biāo)號(hào)不低于于C15。承臺(tái)底部部需布置一一層鋼筋網(wǎng)網(wǎng)，確保承承臺(tái)受力均均勻，避免免在樁頂荷荷載作用下下開裂或破破碎。承臺(tái)與樁之之間的連接接，靠將樁樁頂主筋伸伸入承臺(tái)來來實(shí)現(xiàn)，樁樁身一般亦亦需伸入承承臺(tái)15~20cm，如圖7.44所示。第七章橋橋梁支座座、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)第七章橋橋梁支座座、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)總之，樁基基礎(chǔ)是深基基礎(chǔ)方案的的首選形式式，它耗用用材料少，，施工簡(jiǎn)便便，適應(yīng)性性強(qiáng)。但當(dāng)當(dāng)上層軟弱弱土層很厚厚，樁底不不能達(dá)到堅(jiān)堅(jiān)實(shí)土層時(shí)時(shí)，就需使使用較多、、較長(zhǎng)的樁樁來傳遞荷荷載，這時(shí)時(shí)樁基礎(chǔ)的的穩(wěn)定性稍稍差，沉降降量也較大大；當(dāng)覆蓋蓋層很薄時(shí)時(shí)，樁的穩(wěn)穩(wěn)定性也可可能會(huì)存在在問題。第七章橋橋梁支座座、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)管柱基礎(chǔ)（（tubularcolumnfoundation）是一種大大直徑樁基基礎(chǔ)，適用用于深水、、有潮汐影影響以及巖巖面起伏不不平的河床床。它是將將預(yù)制的大大直徑（直直徑1.5~5.8m，壁厚10~14cm）鋼筋混凝凝土或預(yù)應(yīng)應(yīng)力混凝土土管柱，用用大型的振振動(dòng)沉樁錘錘沿導(dǎo)向結(jié)結(jié)構(gòu)將樁豎豎向振動(dòng)下下沉到基巖巖，然后以以管壁作護(hù)護(hù)筒，用沖沖擊式鉆機(jī)機(jī)進(jìn)行鑿巖巖鉆孔，再再吊入鋼筋筋籠架并灌灌筑混凝土土，將管柱柱與基巖牢牢固連接。。管柱施工工需要有振振動(dòng)沉樁錘錘、鑿巖機(jī)機(jī)、起重設(shè)設(shè)備等大型型機(jī)具，動(dòng)動(dòng)力要求也也高，一般般用于大型型橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)（見圖7.45）。第七章橋橋梁支座座、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)第七章橋橋梁支座座、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程第三節(jié)橋橋梁基礎(chǔ)礎(chǔ)3．沉井及沉沉箱基礎(chǔ)沉井（opencaisson）基礎(chǔ)是一一種歷史悠悠久的施工工方法，適適用于地基基表層較差差而深部較較好的地層層，既可以以用在陸地地上，也可可以用在較較深的水中中。所謂沉井井基礎(chǔ)，，就是用用一個(gè)事事先筑好好的充當(dāng)當(dāng)基礎(chǔ)的的混凝土土井筒，，一邊挖挖土，一一邊靠其其自身重重力不斷斷下沉直直至設(shè)計(jì)計(jì)高程的的方法來來完成的的?；臼┕すすば蚴鞘牵菏紫认仍诘孛婷妫ㄈ粼谠跍\水中中則人工工筑島））上做成成鋼筋混混凝士沉沉井底節(jié)節(jié)，底節(jié)節(jié)足部的的內(nèi)側(cè)井井壁做成成由內(nèi)向向外斜的的“刃腳”；然后用用機(jī)械或或人工力力一法挖挖掘與清清除井底底土壤，，使之不不斷下沉沉，沉井井底節(jié)以以上隨之之逐節(jié)接接高；沉沉并下沉沉到設(shè)計(jì)計(jì)高程后后，再以以混凝土土封底，，并建筑筑沉井頂頂蓋，沉沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)便告完完成。最最后再在在其上修修建墩身身。沉井井基礎(chǔ)的的施工步步驟如圖圖7.46所示示。。下下沉沉?xí)r時(shí)，，為為了了減減少少沉沉井井側(cè)側(cè)壁壁和和上上壤壤之之間間的的摩摩阻阻力力，，可可以以采采用用泥泥漿漿護(hù)護(hù)套套、、空空氣氣幕幕或或塑塑料料布布膜膜襯襯壁壁等等方方法法。。第七七章章橋橋梁梁支支座座、、墩墩臺(tái)臺(tái)與與基基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁梁工工程程第三三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基基礎(chǔ)礎(chǔ)第七七章章橋橋梁梁支支座座、、墩墩臺(tái)臺(tái)與與基基礎(chǔ)礎(chǔ)橋梁梁工工程程第三三節(jié)節(jié)橋橋梁梁基基礎(chǔ)礎(chǔ)沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)是是橋橋梁梁工工程程中中一一種種較較常常見見的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)形形式式。。我我國(guó)國(guó)南南京京長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋1號(hào)墩墩就就是是采采用用的的鋼鋼筋筋混混凝凝土土沉沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。江江陰陰長(zhǎng)長(zhǎng)江江大大橋橋北北錨錨碇碇的的沉沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的平平面面尺尺寸寸達(dá)達(dá)69m××51m。沉井井的的優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是是埋埋置置深深度度可可以以很很大大，，整整體體性性強(qiáng)強(qiáng)，，穩(wěn)穩(wěn)定定性性好好，，能能承承受受較較大大的的垂垂直直荷荷載載和和水水平平荷荷載載；；沉沉井井既既是是基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，又又是是施施工工時(shí)時(shí)的的擋擋土土和和擋擋水水圍圍堰堰（（cofferdam）結(jié)構(gòu)物，施施工工藝也不不復(fù)雜。其不不足是工期較較長(zhǎng)；對(duì)細(xì)砂砂及粉砂類上上在井內(nèi)抽水水易發(fā)生流砂砂現(xiàn)象，造成成沉井傾斜；；沉井下沉過過程中遇到大大孤石、樹干干或井底巖層層表面傾斜過過大，均會(huì)給給施工帶來一一定困難。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)按下沉方式，，沉井基礎(chǔ)可可分為就地建建造下沉的沉沉井和浮運(yùn)就就位下沉的沉沉井。按建筑材料，，沉井基礎(chǔ)可可分為混凝土土沉井，鋼筋筋混凝土沉井井等。橋梁上常用的的是鋼筋混凝凝土沉并，它它的抗拉及抗抗壓能力較好好，下沉深度度可以很大，，可達(dá)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）等等。。采用用形形式式主主要要視視沉沉井井需需要要通通過過的的土土層層性性質(zhì)質(zhì)和和下下沉沉深深度度而而定定。。外外壁壁豎豎直直形形式式的的沉沉井井，，在在下下沉沉過過程程中中不不易易傾傾斜斜，，井井壁壁接接長(zhǎng)長(zhǎng)較較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，，模模板板可可重重復(fù)復(fù)使使用用，，故故當(dāng)當(dāng)土土質(zhì)質(zhì)較較松松軟軟、、沉沉井井下下沉沉深深度度不不大大時(shí)時(shí)，，可可以以采采用用這這種種形形式式。。傾傾斜斜式式及及階階梯梯式式井井壁壁可可以以減減少少土土與與井井壁壁的的摩摩阻阻力力，，其其缺缺點(diǎn)點(diǎn)是是施施工工較較復(fù)復(fù)雜雜，，消消耗耗模模板板多多，，同同時(shí)時(shí)沉沉井井下下沉沉過過程程中中容容易易發(fā)發(fā)生生傾傾斜斜，，故故在在土土質(zhì)質(zhì)較較密密實(shí)實(shí)、、沉沉井井下下沉沉深深度度大大、、要要求求在在不不太太增增加加沉沉井井本本身身重重量量的的情情況況下下，，可可采采用用這這類類沉沉井井。。傾傾斜斜式式的的沉沉井井井井壁壁坡坡度度般般為為1/40~1/20，階梯形形井壁的的臺(tái)階寬寬度約為為100~200mm。第七章橋橋梁梁支座、、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程程第三節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)第七章橋橋梁梁支座、、墩臺(tái)與與基礎(chǔ)橋梁工程程第三節(jié)橋橋梁梁基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)雖有多多種形式式，但構(gòu)構(gòu)造基本本相同。。它由刃刃腳、并并壁、隔隔墻、井井孔、凹凹槽、射射水管和和探測(cè)管管、封底底、頂蓋蓋（或承承臺(tái)）以以及環(huán)箍箍等組成成，如圖圖7.49所示。刃腳位于于井壁的的下端，，其作用用是切割割土層。。井壁是沉沉井的外外殼，在在下沉過過程中起起防水擋擋土作用用；當(dāng)沉沉至設(shè)計(jì)計(jì)位置后后，井壁壁則成為為基礎(chǔ)的的組成部部分。設(shè)置凹槽槽是為了了滿足傳傳遞封底底混凝土土底的基基底反力力至井壁壁，并增增強(qiáng)封底底混凝土土和井壁壁的連接接。頂蓋用于承托托其上部的墩墩臺(tái)身，一般般為鋼筋混凝凝土。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)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)歷史上，氣壓壓沉箱（caisson）是最早采用用的大型深水水基礎(chǔ)。它類類似于沉井，，其不同之處處是在沉井刃刃腳以上適當(dāng)當(dāng)高度處設(shè)置置一層密封的的頂蓋板。頂頂蓋板以下為為工作室，以以上構(gòu)造與沉沉井類似。頂頂蓋板中開有有空洞，安置置升降井筒伸伸出水面，井井筒上端為氣氣閘。壓縮空空氣經(jīng)氣閘和和井筒輸入工工作室，當(dāng)壓壓力相當(dāng)于刃刃腳處水頭時(shí)時(shí)，工作室內(nèi)內(nèi)積水被排出出，施工人員員就可以進(jìn)入入工作室，在在氣壓（2~3個(gè)大氣壓，視視沉箱下沉深深度而定）下下進(jìn)行挖土。。挖出的土通通過井筒提升升，經(jīng)氣閘運(yùn)運(yùn)出。這樣，，沉箱就可以以利用其自重重下沉到設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高。沉箱箱的主要缺點(diǎn)點(diǎn)是對(duì)施工人人員的身體有有害（易得沉沉箱?。?，工工效很低。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)4．復(fù)式基礎(chǔ)復(fù)式基礎(chǔ)（complexfoundation）指由一些常常見基礎(chǔ)通過過組合而形成成的深水基礎(chǔ)礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。例如沉井加管管柱基礎(chǔ)（可可用于水下軟軟弱覆蓋層很很厚的情況））、沉井加鉆鉆挖樁基礎(chǔ)（（當(dāng)土層中含含有大顆粒的的卵石，沉井井不易穿透時(shí)時(shí)，可先將沉沉井下沉到最最大可能深度度，然后在井井壁的預(yù)留孔孔內(nèi)，鉆挖成成樁，直至持持力深層）、、雙壁鋼圍堰堰加鉆孔灌筑筑樁基礎(chǔ)（鋼鋼圍堰逐段接接高下沉，在在水中形成工工作空間，然然后鉆孔）等等。圖7.50所示為我國(guó)九九江大橋正橋橋基礎(chǔ)中采用用的雙壁鋼圍圍堰加鉆孔灌灌筑樁基礎(chǔ)形形式。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)鎖口鋼管（板板）樁是指由由焊接鋼管（（板）相互扣扣接形成的樁樁壁，其可用用于港口內(nèi)壁壁或防波堤，，也用于建筑筑基礎(chǔ)工程或或橋梁基礎(chǔ)。。見圖7.51，鋼管（板））之間的扣接接方式多樣，，可在水中形形成環(huán)形或矩矩形空問，抽抽干該空間內(nèi)內(nèi)的水，就可可著手基礎(chǔ)施施工。施工完成后，，還可通過水水下切割，回回收一部分樁樁壁材料。這種輔助基礎(chǔ)礎(chǔ)施工的主要要特點(diǎn)有：設(shè)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理理，對(duì)水平和和垂直荷載的的支撐強(qiáng)度高高，適用大部部分地基情況況，容易調(diào)整整樁壁高度，，易于施工和和縮短工期，，阻水效果好好等。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)三、明挖擴(kuò)大大基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)與計(jì)算基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與與計(jì)算方法與與基礎(chǔ)形式有有很大關(guān)系，，淺置基礎(chǔ)與與深基礎(chǔ)的計(jì)計(jì)算原理明顯顯不同，深基基礎(chǔ)的計(jì)算一一般較復(fù)雜。。以下僅介紹明明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算算方法。明挖挖擴(kuò)大基礎(chǔ)的的設(shè)計(jì)過程是是，首先確定基礎(chǔ)的埋置深深度；其次擬訂基礎(chǔ)尺寸，包包括基礎(chǔ)厚度度、平面尺寸寸和立面分層層尺寸；然后進(jìn)行地基和基礎(chǔ)各各項(xiàng)驗(yàn)算?；A(chǔ)的驗(yàn)算內(nèi)內(nèi)容包括地基基強(qiáng)度驗(yàn)算，，基底合力偏偏心距驗(yàn)算，，基礎(chǔ)的整體體穩(wěn)定性（傾傾覆、滑動(dòng)））驗(yàn)算。對(duì)超超靜定橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)，還應(yīng)進(jìn)進(jìn)行地基沉降降景，相鄰基基礎(chǔ)沉降差，，地基不均勻勻沉降等驗(yàn)算算。驗(yàn)算所用荷載載應(yīng)取最不利利荷載組合值值。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．基礎(chǔ)埋置深深度的確定確定基礎(chǔ)的埋埋置深度是基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的的重要步驟，，它涉及結(jié)構(gòu)構(gòu)物建成后的的牢固、穩(wěn)定定及正常使用用問題。在確定基礎(chǔ)的的埋置深度時(shí)時(shí)，必須考慮慮把基礎(chǔ)設(shè)置置在變形小而而強(qiáng)度又較高高的持力層上上，以保證地地基強(qiáng)度滿足足要求，而且且不致產(chǎn)生過過大的沉降或或沉降差。此外還還要使使基礎(chǔ)礎(chǔ)有足足夠的的埋置置深度度，以以保證證基礎(chǔ)礎(chǔ)的穩(wěn)穩(wěn)