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2023/10/22道橋?qū)I(yè)1廣西大學(xué)橋梁-基礎(chǔ)工程土木建筑工程學(xué)院藍(lán)才武2023/10/22工程碩士12級(jí)2廣西大學(xué)橋梁-基礎(chǔ)工程主講廣西大學(xué)
藍(lán)才武2023/10/223《橋梁-基礎(chǔ)工程》課程內(nèi)容體系:荷載+地基+三類基礎(chǔ)+地基處理。廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院
藍(lán)才武4本課程使用教材(一)普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材---(公路與城市道路、橋梁專業(yè)專用))《基礎(chǔ)工程》(第四版)王曉謀主編人民交通出版社,2010年9月5本課程使用教材(二)高等學(xué)校教材---(公路與城市道路、橋梁專業(yè)專用))《基礎(chǔ)工程》凌治平、易經(jīng)武主編人民交通出版社,2004年7月6本課程使用教材(三)21世紀(jì)高等教育土木工程系列教材《基礎(chǔ)工程》金喜平、鄧慶陽(yáng)主編機(jī)械工業(yè)出版社,2007年11月7重要參文獻(xiàn)[1]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)[2]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)[3]中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD63-2007)[4]《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(新版)[5]《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》…[6]《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》…[7]《公路橋涵勘測(cè)設(shè)計(jì)手冊(cè)----墩臺(tái)與基礎(chǔ)》…[8]參考文獻(xiàn)檢索邏輯:(巖土+基礎(chǔ)+地基+土壓力)*(工程+設(shè)計(jì)+處理+改造+橋梁+技術(shù)+計(jì)算)2023/10/228橋梁基礎(chǔ)工程
橋梁基礎(chǔ)工程內(nèi)容體系第一章導(dǎo)論第二章荷載及其組合第三章地基及其承載力第四章天然地基上的淺基礎(chǔ)第五章樁基礎(chǔ)第六章沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻第七章特殊地基及地基處理●荷載+地基+三類基礎(chǔ)+地基處理
------------藍(lán)才武2023/10/229前言:參考交通部高等學(xué)校路橋?qū)I(yè)教學(xué)計(jì)劃及教學(xué)大綱,結(jié)合本校實(shí)際開(kāi)設(shè)的道橋?qū)I(yè)要求,根據(jù)教學(xué)大綱,制定本教案:一、目的與要求針對(duì)道橋?qū)I(yè)的特殊性——道橋科學(xué)碩士和工程碩士要求學(xué)習(xí)理論到位,本科要求學(xué)到適用。本課程著重要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)后,掌握基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工的指揮技能、并能運(yùn)用扎實(shí)的基礎(chǔ)理論去解決工程實(shí)際問(wèn)題,掌握關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)計(jì)、施工方法。二、理論教學(xué)內(nèi)容安排:32-36學(xué)時(shí)2023/10/2210第一章導(dǎo)論§1-1
地基與基礎(chǔ)的概念§1-2基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需要的資料§1-3基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)注意的事項(xiàng)§1-4本課程的任務(wù)與重點(diǎn)●本章總體認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)工程的共性問(wèn)題2023/10/2211第一章第一章導(dǎo)論介紹地基與基礎(chǔ)的概念、設(shè)計(jì)和施工所需的資料及計(jì)算荷載的確定,本學(xué)科發(fā)展史等?!?-1地基與基礎(chǔ)的概念三類基礎(chǔ)+人工地基如(圖1-1)所示,我們把常見(jiàn)的基礎(chǔ)類型集中于一體,通過(guò)一個(gè)模型就可以了解到基礎(chǔ)工程課程所研究的內(nèi)容。2023/10/2212橋梁基礎(chǔ)工程研究的內(nèi)容包括:1.橋涵荷載與地基承載力;2.天然地基上的淺基礎(chǔ)(包括剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ));3.樁基礎(chǔ)(包括預(yù)制樁基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)及其它樁基礎(chǔ));4.沉井基礎(chǔ)(包括一般沉井和浮運(yùn)沉井基礎(chǔ));5.人工地基。2023/10/2213(圖1-1)2023/10/2214第一章.續(xù)地基與基礎(chǔ)的概念基礎(chǔ)工程——指針對(duì)工程結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)與地基的設(shè)計(jì)與施工技術(shù),統(tǒng)稱基礎(chǔ)工程?;A(chǔ)——是直接與地層(或巖層)接觸,并將上部荷載擴(kuò)散傳給地基的那一部分結(jié)構(gòu)物。地基——是承受基礎(chǔ)傳來(lái)的荷載的那一部分地層(土層或巖層)。2023/10/2215對(duì)基礎(chǔ)和地基的要求:地基和基礎(chǔ)都必須具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及變形在允許范圍之內(nèi)。地基的類型:天然地基——不經(jīng)人工改造而直接擱置基礎(chǔ)的天然土層(巖層)。人工地基——經(jīng)人工改造后擱置基礎(chǔ)的土層(巖層)。2023/10/2216第一章.續(xù)基礎(chǔ)的類型:按埋置深度分:①淺基礎(chǔ)——埋置深度≤5m的基礎(chǔ)。②深基礎(chǔ)——埋置深度>5m的基礎(chǔ)。③深水基礎(chǔ)——埋置深度≤5m,但在水下的基礎(chǔ)。
工程上主要是以施工方式和結(jié)構(gòu)類型來(lái)區(qū)分。2023/10/2217按材料分:①混凝土基礎(chǔ);②鋼筋混凝土基礎(chǔ);③片石基礎(chǔ);④木結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);⑤鋼木結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)?;A(chǔ)類型選擇的原則:①安全可靠;②施工方便;③經(jīng)濟(jì)合理。2023/10/2218第一章.續(xù)§1-2基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需要的資料。一、所需要的資料:1.橋面平面圖(或橋址地形圖)、橋梁立面圖;2.與基礎(chǔ)有關(guān)的各種荷載;3.橋位工程勘測(cè)報(bào)告及工程地質(zhì)縱剖面圖;4.地基土質(zhì)調(diào)查試驗(yàn)報(bào)告;5.河流水文調(diào)查報(bào)告、各種水位參數(shù);6.其它調(diào)查資料:①地震;②建材;③氣象;④附近橋梁;⑤施工條件。2023/10/2219第一章.續(xù)§1-3基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)注意的事項(xiàng)一.設(shè)計(jì)計(jì)算的原則:1.基礎(chǔ)壓力<地基容許壓力:P<[p];2.地基及基礎(chǔ)的變形<結(jié)構(gòu)允許的沉降值;3.保證穩(wěn)定性;4.強(qiáng)度足夠:抗壓、抗彎、抗剪滿足要求。2023/10/2220二.考慮地基、基礎(chǔ)、墩臺(tái)及上部構(gòu)造的整體作用,必要時(shí)整體全面分析、綜合考慮。三.注意將基礎(chǔ)工程的地基、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)向極限狀態(tài)設(shè)計(jì)發(fā)展。現(xiàn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中,除個(gè)別情況外,橋涵地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范等還未采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。但我國(guó)目前已把極限狀態(tài)設(shè)計(jì)工作提到議事日程。2023/10/2221第一章.續(xù)四.基礎(chǔ)工程學(xué)科發(fā)展概況1.普遍使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),基本實(shí)現(xiàn)電算化;2.許多國(guó)家采用了概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法;3.重視地基的強(qiáng)度、變形特性的理論研究;4.進(jìn)一步開(kāi)展基礎(chǔ)型式設(shè)計(jì)理論和施工方法的研究。2023/10/2222§1-4本課程的任務(wù)與重點(diǎn)一、任務(wù):系統(tǒng)認(rèn)識(shí)橋梁、道路及其他人工構(gòu)造物地基與基礎(chǔ)的有關(guān)設(shè)計(jì)基本理論、實(shí)用的計(jì)算方法和施工要點(diǎn)。二、重點(diǎn):1.天然地基淺基礎(chǔ)2.樁基礎(chǔ)3.沉井基礎(chǔ)4.特殊地基的處理2023/10/2223第二章荷載及其組合§2-1
荷載類型(分類)§2-2
荷載組合概念及基本原理§2-3
荷載的基本組合與偶然組合§2-4
荷載的短期效應(yīng)組合與長(zhǎng)期效應(yīng)組合
●本章總體認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的計(jì)算荷載值問(wèn)題2023/10/2224§2-1
荷載類型(分類)(一)荷載類型(分類)1.永久作用類——如:結(jié)構(gòu)自重、預(yù)加力、土的重力、土的側(cè)壓力、砼的收縮力和徐變力、水的浮力、基礎(chǔ)變位作用等;2.可變作用類——如:汽車荷載、汽車沖擊力、汽車離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動(dòng)力、風(fēng)荷載、流水壓力、冰壓力、溫度(均勻溫度和梯度溫度)作用、支座摩阻力;3.偶然作用類——如:地震作用、船舶或漂浮物的撞擊作用、汽車撞擊作用。2023/10/2225(二)荷載的代表值(荷載取值)1.永久作用類——取標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值;2.可變作用類——根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值、準(zhǔn)永久值作為代表值;承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)按彈性階段計(jì)算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)值作為可變作用代表值;正常使用極限狀態(tài)按短期效應(yīng)(頻遇)組合設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用頻遇值作為可變作用代表值;按長(zhǎng)期效應(yīng)(準(zhǔn)永久)組合設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用準(zhǔn)永久值作為可變作用代表值;3.偶然作用類——取標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值。2023/10/2226(一)荷載的組合概念通常不是所有荷載類型都會(huì)同時(shí)作用在橋梁的基礎(chǔ)上,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),我們需要分析研究判斷有哪些荷載會(huì)同時(shí)作用。把它們疊加在一起作為設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù),把荷載疊加在一起也可稱為組合,其結(jié)果稱為組合荷載。其過(guò)程稱為荷載組合。計(jì)算荷載---用作設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)的組合荷載值,稱為計(jì)算荷載或設(shè)計(jì)荷載?!?-2
荷載組合概念及基本原理2023/10/2227(二)荷載組合的基本原理最不利狀態(tài)組合法:分析各種存在和可能存在的荷載,把可能會(huì)同時(shí)存在而且去作用方式為最不利狀態(tài)的荷載值分別按去特定形式作用在系統(tǒng)內(nèi),然后按這個(gè)系統(tǒng)建立力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。概率頻遇值組合法:分析各種存在和可能存在的荷載,每種荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(最大值)當(dāng)作一項(xiàng),把各項(xiàng)荷載同時(shí)存在的概率用系數(shù)表示對(duì)該項(xiàng)荷載進(jìn)行放大或縮小,這個(gè)系數(shù)稱為分項(xiàng)系數(shù),把每個(gè)荷載值乘以特定的分項(xiàng)系數(shù)后分別按去特定形式作用在系統(tǒng)內(nèi),然后按這個(gè)系統(tǒng)建立力學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。2023/10/2228最不利狀態(tài)分析(一)浮力問(wèn)題作用效果;浮力主要作用是抵消部分垂直荷載,減少荷載對(duì)地基的作用力??紤]或不考慮水的浮力結(jié)果:
a.不考慮水的浮力設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和地基時(shí),偏于安全;
b.考慮水的浮力設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和地基時(shí),更合理。2023/10/2229從安全角度出發(fā),基礎(chǔ)工程對(duì)浮力可作如下處理:1、
置于透水性地基上的基礎(chǔ):
a.驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)考慮水的浮力。
b.驗(yàn)算基底強(qiáng)度時(shí)可不考慮水的浮力。2、
置于不透水性地基上基礎(chǔ):可不考慮水的浮力。3、
當(dāng)不能確定地基是否透水時(shí):
a.驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)作透水考慮水的浮力。
b.驗(yàn)算基底強(qiáng)度時(shí)作不透水計(jì)算水的浮力或按最不利情況考慮。4、
作用在樁基承臺(tái)底面的浮力,應(yīng)考慮全部底面積。2023/10/2230(二)最不利狀態(tài)法荷載組合原則:組合I:由恒載中的一種或幾種,與一種或幾種活載(平板掛車或履帶車除外)相結(jié)合。(主要結(jié)合)。如果該組中不包括混凝土收縮、徐變及水的浮力引起的影響時(shí),習(xí)慣上也稱為主要組合。組合II:由恒載中的一種或幾種,與一種或幾種活載,及其他可變荷載的一種或幾種相結(jié)合;組合III:由平板掛車或履帶車與結(jié)構(gòu)物自重、預(yù)應(yīng)力、土重力及土側(cè)壓力中的一重或幾種相結(jié)合;舊規(guī)范2023/10/2231組合Ⅳ:由活載(平板掛車或履帶車除外)的一種或幾種與恒載的一種或幾種與偶然荷載中的船只或飄流物撞擊力相結(jié)合;組合Ⅴ:施工階段驗(yàn)算荷載組合,包括可能出現(xiàn)的施工荷載如結(jié)構(gòu)自重、腳手架、材料機(jī)具、人群、風(fēng)力、拱橋單向推力等;組合Ⅵ:由地震力與結(jié)構(gòu)重力、預(yù)應(yīng)力、土重與側(cè)壓力中的一種或幾種組合。其中I——稱為主要組合;
II--Ⅵ——稱為附加組合。舊規(guī)范2023/10/2232(三)不需要同時(shí)考慮的荷載:1.考慮汽車制動(dòng)時(shí),不計(jì)支座摩擦力、流水壓力、冰壓力,考慮支座摩擦力時(shí)不計(jì)汽車制動(dòng)力;2.考慮冰壓力時(shí),不計(jì)制動(dòng)力、流水壓力,考慮流水壓力時(shí),不計(jì)汽車制動(dòng)力和冰壓力;3.地震力、船只或漂浮物撞擊力、施工荷載三者不同時(shí)考慮。2023/10/2233公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用“基本組合”和“偶然組合”兩種作用效應(yīng)組合:§2-3
荷載的基本組合與偶然組合新規(guī)范每種組合分為:“作用短期效應(yīng)組合”和“作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合”兩種作用狀況:施工階段運(yùn)行階段2023/10/2234★
荷載效應(yīng)組合:---正常使用極限狀態(tài)下請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱基本組合各符號(hào)含義見(jiàn)《JTGD60-2004》P18(一)基本組合2023/10/22352023/10/22362023/10/22372023/10/22382023/10/2239永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0;與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用,可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇怠5卣鹱饔脴?biāo)準(zhǔn)值及其表達(dá)式按現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定采用。(二)偶然組合2023/10/2240(二)偶然組合★
荷載效應(yīng)組合:---正常使用極限狀態(tài)下請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱偶然組合(不含地震)各符號(hào)含義見(jiàn)《JTGD63-2007》P12023/10/2241荷載組合-續(xù)★
荷載效應(yīng)組合:---荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱2023/10/2242荷載組合-續(xù)★
荷載效應(yīng)組合:---承載力極限狀態(tài)下,由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合設(shè)計(jì)值請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱2023/10/2243荷載組合-續(xù)★
荷載效應(yīng)組合:---對(duì)于永久荷載效應(yīng)控制的基本組合設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)荷載荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合值結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力設(shè)計(jì)值地基抗力系數(shù)根據(jù)施工階段和使用階段情況不同按規(guī)范(P17)取值,其中取1最安全2023/10/2244公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采用:“作用短期效應(yīng)組合”“作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合”這兩種作用效應(yīng)組合:§2-4
荷載的短期效應(yīng)組合與長(zhǎng)期效應(yīng)組合施工時(shí)運(yùn)行時(shí)2023/10/2245(一)作用短期效應(yīng)組合JTGD60-2004See---P19(二)作用長(zhǎng)期效應(yīng)組合JTGD60-2004See---P192023/10/2246各種荷載作用取值:按《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》取值或計(jì)算確定。JTGD60-2004See---P192023/10/2247基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算:JTGD63-2007See---P25基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性系數(shù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的荷載組合最小值使基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的荷載組合最大值2023/10/2248△可變荷載其作用方向在水平投影面上可分為:縱橋向——車載引起的臺(tái)背土推力、墩風(fēng)力、汽車制動(dòng)力
橫橋向——水推力、側(cè)向風(fēng)力、漂浮物作用、曲線橋的汽車離心力2023/10/2249第三章地基及其承載力§3-1基本概念§3-2非巖地基承載力的修正值§3-3巖石地基承載力的修正值§3-4軟土地基承載力的修正值§3-5軟弱下臥層地基承載力的修正值●本章總體認(rèn)識(shí)地基承載力的問(wèn)題2023/10/22503.1地基承載力的相關(guān)概念:持力層——直接承受基礎(chǔ)傳來(lái)荷載的那一部分地層。下臥層——在持力層下方的各種地層。軟弱下臥層——在持力層下方,且其承載力比其上方基底以下各地層的承載力都低的地層。§3-1基本概念2023/10/2251基底壓應(yīng)力——p地基承載力特征值——[fao]、fa修正后的地基承載力特征值——fa基本的地基承載力特征值——[fao]2023/10/2252非巖地基承載力計(jì)算請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱§3-2
非巖地基承載力計(jì)算2023/10/2253非巖地基且偏心距小于或等于0.033倍基底寬時(shí)的地基承載力計(jì)算請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱2023/10/2254巖石地基承載力計(jì)算請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱§3-3
巖石地基承載力計(jì)算2023/10/2255軟土地基承載力計(jì)算
用兩種方法之一:請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱§3-4軟土地基承載力計(jì)算2023/10/2256軟弱下臥層地基承載力計(jì)算請(qǐng)弄懂表達(dá)式中各符號(hào)的含義和量綱§3-5軟弱下臥層地基承載力計(jì)算2023/10/2257基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算:JTGD63-2007See---P25抗傾覆驗(yàn)算:合力偏心包絡(luò)邊距等效合力偏心距抗傾覆系數(shù)水平力矩豎向力矩2023/10/2258基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算:JTGD63-2007See---P25抗滑移驗(yàn)算:抗滑移系數(shù)水平阻力豎向力水平主動(dòng)力2023/10/2259基礎(chǔ)穩(wěn)定性系數(shù)的取值:作用組合驗(yàn)算項(xiàng)目穩(wěn)定性系數(shù)使用階段永久作用(不計(jì)混凝土收縮及徐變、浮力)和汽車、人群的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合抗傾覆抗滑動(dòng)ko=1.5kc=1.3各種作用(不包括地震作用)的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合抗傾覆抗滑動(dòng)ko=1.3kc=1.2施工階段的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合抗傾覆抗滑動(dòng)ko=1.2kc=1.22023/10/2260第四章天然地基上的淺基礎(chǔ)§4-1天然地基上淺基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造§4-2基礎(chǔ)埋置深度的確定及剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定§4-3剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的驗(yàn)算§4-4剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)施工§4-5板樁墻圍堰的計(jì)算§4-6埋置式橋臺(tái)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)計(jì)算算例2023/10/2261第四章第四章天然地基上的淺基礎(chǔ)§4-1天然地基上的淺基礎(chǔ)的類型、構(gòu)造及適用條件一、類型:剛性基礎(chǔ)——基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋,基礎(chǔ)受力以壓應(yīng)力為主。柔性基礎(chǔ)——基礎(chǔ)內(nèi)需配置受力鋼筋,基礎(chǔ)懸臂受彎矩作用。兩者的幾何構(gòu)造特征如(圖4-1)與(圖4-2)所示:2023/10/2262圖4-1圖4-12023/10/2263圖4-2圖4-22023/10/2264第四章.續(xù)二、構(gòu)造:(一)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的構(gòu)造:如(圖4-3)和(圖4-9)所示:C1——襟邊:對(duì)墩臺(tái)C1=200—500mm;對(duì)房屋C1=50—150mm。α——?jiǎng)傂越牵簩?duì)于鋼筋混凝土α≤400—500;對(duì)于磚石5號(hào)以下砂漿砌體αmax≤300;對(duì)于磚石5號(hào)以上砂漿砌體αmax≤350。t—臺(tái)階高:一般情況t=500—1000mm。2023/10/2265第四章.續(xù)(二)單獨(dú)和聯(lián)合基礎(chǔ)(圖4-3)所示:(三)條形基礎(chǔ)(圖4-4)和(圖4-5):(四)筏板和箱形基礎(chǔ)(圖4-6)和(圖4-7):三、適用條件剛性基礎(chǔ):適用于地基強(qiáng)度大,基礎(chǔ)截面變化小的情況;柔性基礎(chǔ):地基強(qiáng)度低,基礎(chǔ)截面變化大的情況。2023/10/2266圖4-3圖4-32023/10/2267圖4-4圖4-42023/10/2268圖4-5圖4-52023/10/2269圖4-6圖4-62023/10/2270圖4-7圖4-72023/10/2271第四章.續(xù)§4-2淺基礎(chǔ)的埋置深度及剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定一.淺基礎(chǔ)埋置深度H根據(jù)以下因素綜合考慮后確定(如圖4-8):1.地基地質(zhì)條件:各層許用應(yīng)力、土質(zhì)、巖層,土層巖層方向。2.河流沖刷深度:一般埋深不得小于1m,詳見(jiàn)表4-1。3.當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)深度:一般應(yīng)在最低凍結(jié)線以下不小于0.25m。4.上部結(jié)構(gòu)形式:超靜定結(jié)構(gòu)需埋置較深,以承受推力作用。5.地形條件:斜坡處需保證邊l深h比大于2。6.保證持力層穩(wěn)定:選擇持力層在一定深度,以免風(fēng)化,土表溫度,濕度的影響。2023/10/2272圖4-8圖4-82023/10/2273第四章.續(xù)二.剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定,如(圖4-9):1.底邊長(zhǎng):橫橋向(長(zhǎng)度)順橋向(寬度)2.剛性角:a(實(shí)際計(jì)算時(shí)用放射角<剛性角,(即:)對(duì)磚,片石,塊石,粗料石砌體:當(dāng)用5號(hào)以下沙漿砌筑時(shí):
當(dāng)用5號(hào)以上沙漿砌筑時(shí):對(duì)混凝土澆筑時(shí)(砼):3.襟邊:C=20—30cm(墩臺(tái))
C=5—15cm(房屋)(常用5cm,8cm,12cm;10cm,15cm)4.臺(tái)階厚度:t(按比例計(jì)算)t=ctg?C2023/10/2274(圖4-9)圖4-92023/10/2275第四章.續(xù)§4-3剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的驗(yàn)算1、剛性角的驗(yàn)算;2、突變截面抗壓強(qiáng)度的驗(yàn)算;3、持力層地基承載力的驗(yàn)算;4、軟弱下臥層地基承載力的驗(yàn)算;5、抗傾覆驗(yàn)算;6、抗滑移驗(yàn)算;7、沉降量驗(yàn)算;8、沉降差的驗(yàn)算。2023/10/2276第四章.續(xù)§4-3剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的驗(yàn)算(一)地基承載力的驗(yàn)算1.持力層強(qiáng)度驗(yàn)算其中:N——基底以上(持力層)豎向荷載(kN);
A——基底面積(m2)
M——基底(持力層)界面承受的彎矩M=Ne0(kN.m);
W——基底截面模量(m3),對(duì)于矩形有;
ρ——基底核心半徑(m):2023/10/2277第四章.續(xù)當(dāng)已知豎向荷載合力偏心距e0時(shí),驗(yàn)算公式可改為:當(dāng)e0>ρ時(shí),基底理論上只出現(xiàn)拉應(yīng)力,即,但實(shí)際是不允許的,這時(shí)驗(yàn)算公式按下式進(jìn)行:式中:a——基礎(chǔ)橫橋向長(zhǎng)度;d——N作用點(diǎn)到基底受壓邊之距(正應(yīng)力寬度大于3d);b——基礎(chǔ)縱橋向?qū)挾?;e0——合力偏心距。2023/10/2278當(dāng)不可忽略橫向彎矩時(shí),如曲線上的橋梁,其驗(yàn)算公式按下式進(jìn)行:式中:Mx——縱橋軸彎矩(kN.m);
My——橫橋軸彎矩(kN.m);
Wx——基底對(duì)縱橋軸(x軸)的截面模量;
Wy——基底對(duì)橫橋軸(y軸)的截面模量。2023/10/22792.軟弱下臥層承載力驗(yàn)算軟弱下臥層——在持力層之下的地基范圍內(nèi),其容許承載力小于持力層的地層,這些地層稱為軟弱下臥層。軟弱下臥層的驗(yàn)算公式為:土中附加應(yīng)力土中附加應(yīng)力系數(shù)規(guī)表M.0.12023/10/2280式中:——軟弱下臥層頂面的計(jì)算應(yīng)力(kPa);
——(h+z)以內(nèi)土的換算容重(kN/m3);
——h以內(nèi)土的換算容重(kN/m3);
h——基底埋置深度(m);
z——基底到軟弱層頂面深度(m);
a——基底中心下土中附加應(yīng)力系數(shù),見(jiàn)土力學(xué),查表取值;
p——由計(jì)算荷載產(chǎn)生的基底應(yīng)力(kPa),seeP19確定其數(shù)值;
[fa]——軟弱下臥層頂面容許承載應(yīng)力(kPa)。其確定方法為:2023/10/2281下臥層附加應(yīng)力的計(jì)算附加應(yīng)力的計(jì)算公式為:土中附加應(yīng)力土中附加應(yīng)力系數(shù)規(guī)表M.0.1基底壓應(yīng)力2023/10/22823.地基容許承載力的確定按《公路橋涵基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》提供的經(jīng)驗(yàn)公式和數(shù)據(jù)來(lái)確定地基的容許承載力。其步驟和方法如下:①確定土的分類名稱:粘土、砂土、碎卵石土、黃土、凍土、巖石;②確定土的狀態(tài):堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬、硬塑、流塑、稍松、中密、密實(shí);③確定土的容許承載力:根據(jù)①、②查規(guī)范確定。2023/10/2283(二)基底合力偏心距的驗(yàn)算Δ.e0=0時(shí),其底應(yīng)力均勻,e0≠0時(shí)其應(yīng)力不均勻,且其基底應(yīng)力不均勻與|e0|成正比,|e0|越大越不安全。Δ.設(shè)計(jì)時(shí)必須使e0盡可能小,即須進(jìn)行控制。Δ.對(duì)于非巖石地基組合荷載作用時(shí),以基底不出現(xiàn)拉應(yīng)力為原則:∴e0≤ρ。ρ—基底核心半徑。2023/10/2284Δ.對(duì)于非巖石地基僅恒載作用時(shí),橋臺(tái)應(yīng)滿足:,橋墩應(yīng)滿:。Δ.對(duì)于巖石地基,可允許出現(xiàn)拉應(yīng)力,但應(yīng)控制為:e0≤(1.2~1.5)ρ。其中:;。Δ.當(dāng)基底截面不對(duì)稱時(shí),應(yīng)滿足:。橋涵的墩臺(tái)穩(wěn)定性橋涵墩臺(tái)的穩(wěn)定性,也可用基底合力偏心距來(lái)驗(yàn)算。85墩臺(tái)基底合力偏心距容許值[e0]86作用情況地基條件合力偏心距備注墩臺(tái)僅承受永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合非巖石地基橋墩[e0]≤0.1ρ拱橋、剛構(gòu)橋墩臺(tái)、其合力作用點(diǎn)應(yīng)盡量保持在基底重心附近橋臺(tái)[e0]≤0.75ρ墩臺(tái)承受作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合或偶然作用(地振作用除外)標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合非巖石地基[e0]≤ρ拱橋單向推力墩不受限制,但應(yīng)符合本規(guī)范表4.4.3規(guī)定的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)較破碎~極破碎巖石地基[e0]≤1.2ρ完整、較完整巖石地基[e0]≤1.5ρ2023/10/2287(三)基礎(chǔ)穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算一、基礎(chǔ)穩(wěn)定性的驗(yàn)算主要有兩項(xiàng):1.抗傾覆能力驗(yàn)算;2.抗滑動(dòng)能力驗(yàn)算。1.抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算設(shè)基礎(chǔ)底截面重心至壓力最大的邊緣距離為S。一般要求:k0——稱為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù);e0——合力偏心距;S——偏心方向基底最大包絡(luò)邊距。[k0]——稱為抗傾覆穩(wěn)定性基本系數(shù),其取值:基本組合永久作用時(shí)[k0]=1.5;偶然組合各種作用時(shí)[k0]=1.3;施工階段組合作用時(shí)[k0]=1.2。2023/10/22882.抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算設(shè)基礎(chǔ)底面與地基接觸面之間的摩擦系數(shù)為μ,其取值參見(jiàn)規(guī)范表4.4.2驗(yàn)算公式為:。式中:kc——稱為抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù);μ——摩擦系數(shù);Pi——豎向荷載;Hip——抗滑穩(wěn)定水平力;Hia——滑動(dòng)水平力;[kc]——稱為抗滑動(dòng)穩(wěn)定性基本系數(shù),按規(guī)范取值?;瑒?dòng)水平力抗滑水平力2023/10/22893.抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)和抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)其取值參見(jiàn)規(guī)范表4.4.3作用組合驗(yàn)算項(xiàng)目穩(wěn)定性系數(shù)使用階段永久作用(不計(jì)混凝土收縮及徐變、浮力)和汽車、人群的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合抗傾覆[ko]=1.5抗滑移[kc]=1.3各種作用(不包括地震作用)的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合抗傾覆[ko]=1.3抗滑移[kc]=1.2施工階段作用的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合抗傾覆[ko]=1.2抗滑移[kc]=1.22023/10/2290二、地基穩(wěn)定性驗(yàn)算及提高地基穩(wěn)定性的措施1.穩(wěn)定性驗(yàn)算(參見(jiàn)《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)》第八字章)這種穩(wěn)定性驗(yàn)算,取滑動(dòng)面Ⅰ--Ⅰ(如圖4-14),按土坡穩(wěn)定分析法,即用圓弧滑動(dòng)面法驗(yàn)算。圖4-142023/10/22912.提高穩(wěn)定性的措施①橋臺(tái)后傾法(適用于梁式橋臺(tái))(如圖4-15)圖4-152023/10/22922.提高穩(wěn)定性的措施②基底設(shè)檻法(適用于拱橋臺(tái))(如圖4-16a)圖4-162023/10/22932.提高穩(wěn)定性的措施③基底斜面法(適用于拱橋臺(tái))(如圖4-16b)圖4-162023/10/22942.提高穩(wěn)定性的措施①橋臺(tái)后傾法(適用于梁式橋臺(tái))(如圖4-15)②基底設(shè)檻法(適用于拱橋臺(tái))(如圖4-16a)③基底斜面法(適用于拱橋臺(tái))(如圖4-16b)④換土加固法(適用于局部軟弱地基)⑤改用樁基法(適用于軟弱地基)2023/10/2295剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)驗(yàn)算應(yīng)特別注意:一、當(dāng)強(qiáng)度驗(yàn)算不能滿足要求時(shí)應(yīng)考慮:1.增加基礎(chǔ)層數(shù);2.加大基礎(chǔ)層高;3.在剛性角范圍內(nèi)加大放射角;4.改變基礎(chǔ)低面形狀;5.增加基礎(chǔ)的埋置深度。2023/10/2296剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)驗(yàn)算應(yīng)特別注意:二、穩(wěn)定性驗(yàn)算不滿足要求時(shí)應(yīng)考慮:1.按上述方法(1、2、3)加大基礎(chǔ)底面積;2.改變基礎(chǔ)低面形狀,提高S值;3.采用適當(dāng)?shù)拇胧┨岣叻€(wěn)定性。2023/10/2297剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)驗(yàn)算應(yīng)特別注意:三、在合力偏心距驗(yàn)算時(shí),對(duì)墩(臺(tái))的不同要求:1.對(duì)于非巖地基:對(duì)于橋墩:對(duì)于橋臺(tái):2.對(duì)于巖地基:3.對(duì)恒載和組合荷載分別進(jìn)行驗(yàn)算,以均能滿足要求為止:即:僅恒載作用時(shí)驗(yàn)算應(yīng)滿足要求,考慮組合荷載作用時(shí)驗(yàn)算也應(yīng)滿足要求。2023/10/2298(四)基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算:①沉降量≤容許值;②相鄰基礎(chǔ)沉降差≤容許值;③基礎(chǔ)傾斜引起的水平位移:;④總計(jì)算沉降量應(yīng)滿足要求:
。具體驗(yàn)算時(shí),根據(jù)土的壓縮特性指標(biāo)按《公橋基規(guī)》的單向應(yīng)力分層總和法(用沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)ms修正)計(jì)算。(seealsoJTGD63-2007),但在一般地質(zhì)情況的地基上,對(duì)于跨徑不大的橋梁也可不進(jìn)行地基沉降計(jì)算。基礎(chǔ)沉降計(jì)算2023/10/2299式中各符號(hào)含義見(jiàn)(JTG
D63-2007)-P23經(jīng)驗(yàn)系數(shù)規(guī)表4.3.5基底附加應(yīng)力基底至i層土底之距平均附加應(yīng)力系數(shù)規(guī)表M.0.2基底下第i層土的壓縮模量地報(bào)取值基底應(yīng)力土中附加應(yīng)力系數(shù)規(guī)表M.0.12023/10/22100▲一般土質(zhì)情況下的中、小橋梁的基礎(chǔ),只要滿足了地基的強(qiáng)度要求,地基(基礎(chǔ))的沉降也就滿足要求,可略驗(yàn)算?!恍┨厥馇闆r,必須驗(yàn)算基礎(chǔ)的沉降,并保證沉降量小于容許值:?!A(chǔ)傾斜由結(jié)構(gòu)頂面水平位移量驗(yàn)算:2023/10/22101其中:(cm);L——相鄰墩臺(tái)間最小跨徑長(zhǎng)度,以m計(jì),L<25m時(shí),按25m計(jì);
——自基礎(chǔ)底面至墩臺(tái)頂面的高度(m);θ——基底轉(zhuǎn)角,由求得;σ0——在、共同作用下,墩臺(tái)頂?shù)乃轿灰屏浚砂次灰朴?jì)算求得。2023/10/22102(五)柔性基礎(chǔ)計(jì)算要點(diǎn)▲柔性基礎(chǔ)多用于地基礎(chǔ)承載能力較差的房屋建筑的基礎(chǔ),特別是多用于高層建筑物的基礎(chǔ),公路結(jié)構(gòu)物較少采用;▲計(jì)算要點(diǎn)是:將柔性基礎(chǔ)倒視為梁結(jié)構(gòu)——倒梁法:荷載作反力,反力作荷載,如(圖4-17)所示:▲按梁結(jié)構(gòu)驗(yàn)算截面強(qiáng)度及配受力鋼筋(參見(jiàn)《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》)。2023/10/22103圖4-17鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)?按規(guī)范要求確定保護(hù)層厚度?受力鋼筋布置在受拉部位?鋼筋規(guī)格的選用應(yīng)符合規(guī)范要求?計(jì)算內(nèi)力(見(jiàn)結(jié)構(gòu)力學(xué))?按內(nèi)力需要配筋(見(jiàn)鋼混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))?鋼筋分為受力鋼筋和分布鋼筋104105圖4-18106圖4-19地基反力均勻分布時(shí)的基礎(chǔ)內(nèi)力計(jì)算內(nèi)力彎矩M和內(nèi)力剪力V底板有效高度底板實(shí)際高度=有效高度+鋼筋半徑+保護(hù)層厚度107基礎(chǔ)底板配筋要求1.配筋的鋼筋面積As2.強(qiáng)度條件:最大內(nèi)力彎矩小于鋼筋混凝土的許用彎矩最大內(nèi)力剪力小于鋼筋混凝土的許用剪力108109圖4-20柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)底板厚度&底板配筋1.底板厚度的確定沖切破壞錐體以外的地基凈反力所產(chǎn)生的沖切力Fl應(yīng)小于沖切面處混凝土的抗沖切能力。(各符號(hào)含義see鋼混設(shè)計(jì)&圖4-21)110111圖4-21112圖4-22113圖4-23114圖4-241.基礎(chǔ)底板的配筋基礎(chǔ)底板的配筋,按受彎承載力確定。對(duì)于矩形基礎(chǔ),如圖4-23所示合力軸心作用時(shí)(圖4-23a):I-I截面II-II截面115合力偏心作用時(shí)(圖4-23b):I-I截面II-II截面平行基底b方向的受力鋼筋面積:平行基底l方向的受力鋼筋面積:1162023/10/22117§4-4剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工基本工序:對(duì)于旱地:①清理、平整工作場(chǎng)地;②準(zhǔn)備機(jī)具;③開(kāi)挖基坑;④護(hù)壁;⑤排水;⑥平整地基;⑦砌筑基礎(chǔ);⑧回填。2023/10/22118對(duì)于水下:①清理、平整岸邊工作場(chǎng)地;②準(zhǔn)備機(jī)具;③圍堰;④排水;⑤開(kāi)挖基坑;⑥護(hù)壁;⑦排水;⑧平整地基;⑨砌筑基礎(chǔ);⑩回填。10種以上方法普通排水法井點(diǎn)排水法2023/10/22119基坑護(hù)壁的常見(jiàn)方法1.放坡護(hù)壁;2.噴射混凝土護(hù)壁;3.鋼筋網(wǎng)噴射混凝土護(hù)壁;4.板樁墻護(hù)壁;5.樁板墻護(hù)壁;6.混凝土圍圈護(hù)壁;7.地下連續(xù)墻護(hù)壁;8.泥漿護(hù)壁;9.燒結(jié)護(hù)壁;10.冷凍等其它方法護(hù)壁.考點(diǎn)2023/10/22120一、旱地基上的基坑開(kāi)挖與及圍護(hù)(一)無(wú)圍護(hù)基坑(地下水位較低或滲水量較少時(shí)采用)▲要點(diǎn):①視土質(zhì)情況(土的類別)合理確定坑壁坡度m,見(jiàn)課本表2-1;②當(dāng)深度超過(guò)5m時(shí),應(yīng)加設(shè)平臺(tái);③最后30cm用人工開(kāi)挖,同時(shí)平整;④基坑底尺寸應(yīng)比基礎(chǔ)底尺寸每邊大0.5-1.0m。2023/10/22121(二)有圍護(hù)基坑1.板樁墻支護(hù)方式板樁分為:木板樁;鋼筋混凝土板樁;鋼板樁。具體視情況選用。122
基礎(chǔ)施工明挖基礎(chǔ)施工
坑壁加固的基坑使用條件:坑深、土方量大、場(chǎng)地窄、土松、水大。加固方式:擋板支撐、噴射混凝土、混凝土圍圈等。(1)擋板支撐豎擋板橫擋板123
基礎(chǔ)施工明挖基礎(chǔ)施工
框架式大面積基坑支撐2023/10/22124▲使用板樁墻應(yīng)注意:①多用鋼板樁(木板樁、鋼筋混凝土板樁很少使用);②注意板樁的加固形式及選用:無(wú)支撐式:支撐式:錨固式:③板樁接頭的形式及選用(鋼板接頭也可焊接):一字型板:槽型板:
Z字型板:2023/10/221252.噴射混凝土護(hù)壁宜用于土質(zhì)較穩(wěn)定。參水量不大。深度小于10m。直徑為6~12m的圓形基坑。有關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)P28。126
基礎(chǔ)施工明挖基礎(chǔ)施工(2)噴射混凝土施工要點(diǎn):適用條件:噴射機(jī)噴射含速凝劑混凝土由上而下每段0.5~1.0m,厚3~5cm(碎石類土無(wú)滲水)至10~15cm(砂類土、無(wú)滲水)。開(kāi)挖地基穩(wěn)定性好、滲水量??;直徑10m左右、挖深小于10m。1271281292023/10/221303.混凝土圍圈護(hù)壁主要用于深基坑(h>10m),基坑為圓形或多邊形均可使用這一方法.要點(diǎn):①圍圈頂層約2m高,以下每層1~1.5m高為宜;②圍圈上大下小,無(wú)外模板,內(nèi)模板斜置;③同一圍圈要間隔灌筑,且接縫要錯(cuò)開(kāi)。131
橋梁基礎(chǔ)施工明挖基礎(chǔ)施工(3)現(xiàn)澆混凝土圍圈
構(gòu)造與施工要求:
基坑垂直開(kāi)挖,自上而下,逐段立模灌筑混凝土,壁厚8~15cm,每層高1.0~1.5,24h拆模。2023/10/221324.(坑外排水護(hù)壁)5.(泥漿護(hù)壁)6.(冷凍護(hù)壁)2023/10/22133二.基坑排水目前常用:表面排水法和井點(diǎn)降低水位法兩種方法。(坑外排水法、坑內(nèi)排水法)㈠表面排水法(采用水泵進(jìn)行)㈡井點(diǎn)法降低地下水位法(適用于粉質(zhì)土,粉沙類土)
基本方法:在基坑開(kāi)挖前預(yù)先在基坑周圍(基坑外圍)打入若干根井管(濾孔2mm),各井管用集水管連接后再與抽水泵連接,采用抽水的辦法降低基坑的地下水位.如(圖2-20)、(圖2-20)所示。134
基礎(chǔ)施工明挖基礎(chǔ)施工基坑排水及水中挖基
排水方法:匯水井排水、井點(diǎn)法降水
匯水井排水法抽水設(shè)備:滲水量約1.5~2.0倍優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單,費(fèi)用低;缺點(diǎn):黏聚力小的土中易涌沙2023/10/22135136
基礎(chǔ)施工明挖基礎(chǔ)施工
井點(diǎn)降水法類型:抽水:水中挖基抓土斗、空氣吸泥機(jī)輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、射流泵井點(diǎn)、深井泵井點(diǎn)真空泵、離心泵、多級(jí)離心泵或獨(dú)立泵2023/10/221372023/10/22138要點(diǎn):①井點(diǎn)法適用于滲透系數(shù)為(0.1~80)m/d的沙土;②最低水位的計(jì)算(井底水位)一個(gè)管:
式中y—是距井管x處水頭(m)
H—原地下水至不透水層深(m)或井管打入地下水深度(m)
q—抽水流量(井管抽水流量m3/s)2023/10/22139多個(gè)管(i個(gè))k—滲透系數(shù)(m/s)
R—井的影響半徑(m)
x—距井管某處的水平距離(m)③圖中y值不可能為零,所以井點(diǎn)法排水對(duì)基坑底部無(wú)能為力,此時(shí)應(yīng)結(jié)合使用表面排水法,從井內(nèi)抽排水?;蛐枰丫懿宓帽瓤拥滓畹枚嗖艥M足排水的要求。④施工過(guò)程中(包括基礎(chǔ)砌筑)不能停止抽水。140三.水中基坑開(kāi)挖時(shí)的圍堰工程
Δ在水中開(kāi)挖基坑時(shí),需要圍堰后(或筑土臺(tái))進(jìn)行。圍堰----在此指隔截水的結(jié)構(gòu)物,(攔水設(shè)施)圍堰種類:淺水可填筑土臺(tái)2023/10/22141㈠土圍堰和土袋圍堰適用條件:水深較淺(2m以內(nèi))、流速緩慢(不沖刷填土)、河床滲水較小。㈡鋼板樁圍堰
Δ當(dāng)水較深時(shí),采用鋼板樁圍堰,--單層鋼板樁圍堰。
Δ堰內(nèi)采用萬(wàn)能桿件構(gòu)架式圍囹(圍籠)支撐,以保證堰內(nèi)抽水后鋼板處平衡穩(wěn)定。2023/10/22142適用條件:河床為砂土、碎石土和半干硬性粘土,并可嵌入風(fēng)化巖層。水較深:圍內(nèi)抽水深度最大可達(dá)20m左右。要點(diǎn):①將2~3塊鋼板拼組,在鎮(zhèn)口填充防水料,同時(shí)打入。防水料的制作:黃油;瀝青:干鋸末;干沾土=2:2:2:1②樁底與封底混凝土接觸部位涂些防水混合料,減少撥樁阻力。③在圍堰壁適當(dāng)深度設(shè)置連通管,抽水時(shí)再堵塞,以防圍堰內(nèi)水位高于圍堰外水位而造成破壞(拉裂)。④撥樁時(shí),先解除樁與支撐的連接,并在圍堰內(nèi)灌水高出圍堰外水位1~1.5m,使鋼板與混凝土分離,后撥樁。2023/10/22143㈢雙壁鋼板圍堰:為了提高鋼板的鋼度,用雙層鋼板、中間加隔倉(cāng)板制成的圓形浮運(yùn)沉井。見(jiàn)(圖2-25)和(圖2-26)。2023/10/221442023/10/221452023/10/22146鋼圍堰接高2023/10/22147§4-5板樁墻圍堰的計(jì)算計(jì)算內(nèi)容主要有:
1.側(cè)向壓力計(jì)算;
2.單支撐板樁墻計(jì)算或多支撐板樁墻計(jì)算;
3.基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算;
4.封底混凝土厚度計(jì)算。2023/10/22148一、側(cè)壓力計(jì)算主動(dòng)土壓力(每米寬,應(yīng)力):被動(dòng)土壓力(每米寬,應(yīng)力):式中:和均為定值;Z——為入土深度;γ——是土的容重;Φ——土的內(nèi)摩擦角,查表2-8取值。2023/10/22149可見(jiàn),土壓力是深度的線性函數(shù),壓力圖為斜線,如(圖2-27)所示。2023/10/22150水壓力按水力學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算,或或壓強(qiáng):。疊加后得:
注意:上式適用于透水層,而且圖的容重應(yīng)取浮容重,如果是非透水層,只把土面以上水的壓力當(dāng)均布荷載考慮。2023/10/22151二、單支撐板樁墻計(jì)算按板樁下端入土深度不同分成兩種:入土深度較淺時(shí),下端看作簡(jiǎn)支點(diǎn)。(支桿)入土深度較深時(shí),下端看作固定支點(diǎn)。彈性固端兩種受力情況不同,土壓力分布不同,計(jì)算方法也不同。現(xiàn)分別介紹如下:下端入土深度較淺(下端板載面能產(chǎn)生角位移時(shí))計(jì)算簡(jiǎn)圖為(圖2-28)所示:2023/10/221522023/10/22153每延米寬受力計(jì)算為:由∑X=0得即每延米寬所需支撐力,并由此按簡(jiǎn)支梁繪內(nèi)力圖M圖、Q圖2023/10/22154下端入土深度較深時(shí)(下端板彈性固端)計(jì)算簡(jiǎn)圖為(圖2-29):2023/10/22155把板樁按兩段等值梁計(jì)算,其步驟為:1、求土壓力零點(diǎn)K的位置其中2023/10/221562、對(duì)AK段,由及得:
2023/10/221573、對(duì)KG段,由得由上式解出x值后板樁的最小入土深度為t=u+1.2x或t=u+x+△x
其中△x=x20%4、由等值梁求算最大彎矩值。AK及KG段受力簡(jiǎn)圖為按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求內(nèi)力圖,M圖、即得Mmax值。2023/10/22158三、多支撐板墻計(jì)算(一)支撐桿布置形式:1、等彎矩布置:使各支撐之間最大彎矩相等。2、等反力布置:使各支撐桿反力相等。2023/10/22159(二)受力分析及計(jì)算簡(jiǎn)圖如(圖2-30):原始受力分析圖(計(jì)算簡(jiǎn)圖)先近似地將外力分配到板樁支撐上;按等彎矩或等反力分配。對(duì)第一層支撐點(diǎn)取彎矩平衡方程式求出板樁入土深度t。(∑MA=0,求得)2023/10/221602023/10/22161四、基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算有兩項(xiàng):①坑底流沙驗(yàn)算;②坑底隆起驗(yàn)算。2023/10/22162坑底流沙驗(yàn)算(如圖2-31)按驗(yàn)算式中K——安全系數(shù)區(qū)K=2.0i——基坑內(nèi)外水力梯度
——水的容重
——土的浮容重如果驗(yàn)算不符合要求,可增大t值,即增大板樁入土深度。2023/10/22163(二)坑底隆起驗(yàn)算因?yàn)榭油鈮毫Ρ瓤觾?nèi)大,在樁底形成一滑動(dòng)面。設(shè)安全系數(shù)為K,則驗(yàn)算式為:式中——最底支撐上到坑口連縣與樁的夾角(用弧度表示),(圖2-32)
——滑動(dòng)面上不排水坑剪力強(qiáng)度。
——土的容重。
——地面上分布荷載。
——基坑深(m)。2023/10/221642023/10/22165五、基坑封底混凝土厚度計(jì)算基坑如(圖2-33),封底層混凝土厚x1.按下式:(板樁打入基坑較深時(shí))
(一元二次方程求解)求解x,即為封底厚度。式中[σ
]——水下混凝土容許彎拉應(yīng)力一般取[σ]=100~200KPa——圍堰寬度(m)
——混凝土容重。取
——水的容重。取
H——水面至坑底深(m)2023/10/22166第五章樁基礎(chǔ)§5-1概述一、樁基礎(chǔ)的組成與特點(diǎn)組成:如(圖3-1),由承臺(tái)和樁兩部分組成特點(diǎn):①承臺(tái)將各樁聯(lián)成整體;②樁是柱形結(jié)構(gòu);③荷載通過(guò)樁底及側(cè)面?zhèn)鬟f給地基;④耗材少、施工簡(jiǎn)便,可避免或減少水下工程。2023/10/22167圖3-1樁基礎(chǔ)2023/10/22168二、樁基礎(chǔ)的適用條件1.荷載大,地基上部土層軟弱。2.河床沖刷較大、河床不穩(wěn)定。3.地基計(jì)算沉降量過(guò)大或不均勻。4.施工水位較高,水下施工困難。5.可液化地基。是否使用樁基礎(chǔ),應(yīng)綜合考慮后確定。
2023/10/22169§3-2樁和樁基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造
一、樁的類型1.受力條件分:①端承樁;摩擦樁;端承摩擦樁;摩擦端承樁②豎直樁與斜樁③樁墩(分:端承樁墩和摩擦樁墩)2.按施工方法分①沉樁(預(yù)制樁):打入樁、振動(dòng)下沉樁、靜力壓樁②灌注樁:鉆(挖)孔灌注樁、沉管灌注樁、爆擴(kuò)樁③管柱樁類型的選擇2023/10/221703.按材料分:①鋼筋混凝土樁②素混凝土樁③鋼管樁④木樁2023/10/22171二、高樁承臺(tái)和低樁承臺(tái),見(jiàn)(圖3-2)土中水中空中承臺(tái)類型的選擇2023/10/22172二、高樁承臺(tái)和低樁承臺(tái),見(jiàn)(圖3-8)2023/10/22173三、不同樁身材料的樁及其構(gòu)造(一)就地灌注鋼筋混凝土樁的構(gòu)造(鉆孔、挖孔、沉管)灌注樁采用這種結(jié)構(gòu):1.混凝土標(biāo)號(hào)不低于20號(hào);2.孔徑范圍及樁型關(guān)系:孔徑按強(qiáng)度要求、樁數(shù)確定:直徑0.8~1.8m,采用鉆孔直徑(邊長(zhǎng))>1.2m,才能采用挖孔直徑0.3~0.6m,采用沉管3.材料尺寸參數(shù)要求如(圖3-9)4.強(qiáng)度滿足要求前提下,采用空心樁利于節(jié)約水泥。
樁徑的選擇2023/10/22174樁長(zhǎng)的確定:(一)端承樁長(zhǎng)度的確定最小樁長(zhǎng)=承臺(tái)底到巖石頂面深度+樁的入巖深度h(二)摩擦樁長(zhǎng)度的確定最小樁長(zhǎng)=承臺(tái)底到最低沖刷線深度+單樁承載力確定的樁長(zhǎng)L樁長(zhǎng)的確定方樁圓樁2023/10/22175樁的構(gòu)造灌注樁預(yù)制樁(一)樁的一般構(gòu)造2023/10/221762023/10/22177★鋼筋混凝土預(yù)制樁分為:1、普通鋼筋混凝土預(yù)制樁
2、鋼筋混凝土管樁和管柱
1、普通鋼筋混凝土預(yù)制樁結(jié)構(gòu)如(圖3-10):2023/10/221782023/10/221791.長(zhǎng)度要求:·工廠生產(chǎn);節(jié)長(zhǎng)L≤12m,·就地預(yù)制;節(jié)長(zhǎng)=25~30m(視起吊,沉樁設(shè)備而定)2.截面要求:·形狀有圓形實(shí)心、圓形空心、方形實(shí)心、方形空心·大小及配筋由強(qiáng)度計(jì)算確定3.吊環(huán)布置·通過(guò)等彎矩計(jì)算確定:由結(jié)構(gòu)力學(xué)原理,有:對(duì)于等截面樁:吊環(huán)中段間距=0.586L吊環(huán)邊距=0.207L如(圖3-34或圖3-10)所示·吊環(huán)用Φ20~25鋼筋制作,并做合理布置。2023/10/221804.鋼筋及其布置:主筋:Φ19~25,一般8根,最少含筋率≥0.8%箍筋:Φ6~8,間距100~200mm,兩端力密間距50mm5.樁尖、樁頂特殊處理;·樁尖處把所有主筋彎在一起并焊接并加錐形鋼套·樁頂放置三層方格網(wǎng)片,提高抗捶擊強(qiáng)度6.混凝土要求:不低于25號(hào),保護(hù)層厚度不小于35mm。7.分節(jié)制作時(shí):接頭一般采用焊接鋼板接頭。2023/10/22181▲預(yù)制樁與現(xiàn)澆樁的主要區(qū)別(一)(圖A)和(圖B)分別是何種類型的樁?(二)兩種樁的鋼筋籠有何區(qū)別?為什么?(三)各鋼筋的名稱及其作用是什么?2023/10/22182思考注意螺旋箍筋總長(zhǎng)計(jì)算答:(一)(圖A)是預(yù)制樁,也叫沉樁;(圖B)是灌注樁,也叫現(xiàn)澆樁。答:(二)兩種樁的鋼筋籠骨架的主筋、箍筋和加強(qiáng)筋是相同的,主要區(qū)別在于:預(yù)制樁設(shè)有樁尖(利于定位和破土下沉)、樁帽(施工時(shí)保護(hù)樁頂)、吊環(huán)(利于吊運(yùn),用鋼索吊運(yùn)時(shí)也可不設(shè)吊環(huán));而灌注樁設(shè)有定位鋼筋,用于吊裝鋼筋籠時(shí)能使鋼筋籠自動(dòng)獲得最小間隙而確保樁的保護(hù)層獲得最小厚度。2023/10/22183答:(三)①⑥--主筋,起主要承受樁身彎矩和剪力作用;②⑦—箍筋,約束主筋和樁身,提高樁的承載力,同時(shí)參與承受樁身的剪力;③--定位筋,用于吊裝鋼筋籠時(shí)能使鋼筋籠自動(dòng)獲得最小間隙而確保樁的保護(hù)層獲得最小厚度。④⑨—加強(qiáng)箍筋(加勁筋),用于提高鋼筋籠的剛度;⑤--加密箍筋,用于提高樁頂抗沖擊強(qiáng)度;⑧--吊環(huán)鋼筋,用于對(duì)樁吊運(yùn)的定位和與吊鉤連接;⑩--樁尖,利于沉樁時(shí)的定位和破土下沉,減少沉樁時(shí)的阻力。2023/10/221842023/10/221852、鋼筋混凝土管樁和管柱①管樁由預(yù)制工廠以離心旋轉(zhuǎn)機(jī)生產(chǎn),有:·普通鋼筋混凝土管樁·預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁(相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)件,按尺寸、強(qiáng)度、形狀選用)②管柱;實(shí)質(zhì)上是一種大直徑薄壁鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土圓管節(jié)。最下端的管柱具有剛?cè)心_,用薄鋼板制成。2023/10/22186(三)鋼樁類型:開(kāi)口樁、閉口樁、半閉口樁(鋼管樁)、H型鋼樁開(kāi)口樁穿透土層的能力較強(qiáng),但沉樁過(guò)程中底部土涌入樁內(nèi)形成土蕊。(適用于摩擦樁)鋼管的分段長(zhǎng)度一般宜于12~15m,上下節(jié)之間用對(duì)焊連接。常用直徑為400~1000mm。2023/10/22187(四)木樁因木材強(qiáng)度持久性差,一般宜用于臨時(shí)工程。如:臨時(shí)搶修工程,戰(zhàn)爭(zhēng)工事,伐區(qū)臨時(shí)橋梁。(五)承臺(tái)及樁與承臺(tái)的連接。
1、承臺(tái)的構(gòu)造:具體構(gòu)造根據(jù)上部構(gòu)造及強(qiáng)度要求確定(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))一般情況:厚度不宜小于1.5m,混凝土標(biāo)號(hào)不宜低與5號(hào)。
2、樁與承臺(tái)的連接:
·樁頂主筋伸入承臺(tái),并設(shè)箍筋,整體澆注而成。
·鋼筋網(wǎng)的材料要求及布置密度。P61頁(yè),見(jiàn)(圖3-15)2023/10/221882023/10/22189§3-3樁基礎(chǔ)的施工
一、鉆孔灌注樁的施工
過(guò)程:準(zhǔn)備工作——安裝設(shè)備及護(hù)筒——建造泥漿循環(huán)系統(tǒng)——鉆孔——一次清孔——裝吊鋼筋骨架——二次清孔——安裝導(dǎo)管——灌注水下混凝土——檢查質(zhì)量——修樁頂——裝模板——布設(shè)承臺(tái)鋼筋——澆筑承臺(tái)。2023/10/22190鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中各主要環(huán)節(jié)的技術(shù)要領(lǐng)如下:①平整場(chǎng)地:保證有足夠的堅(jiān)實(shí)的平地安裝鉆機(jī);②定位裝護(hù)筒:定位要準(zhǔn)確、護(hù)筒要垂直、長(zhǎng)度適當(dāng)、排渣口方位正確;③安裝鉆架和鉆機(jī):能通過(guò)鉆架調(diào)整鉆機(jī)的定位、鉆桿上的動(dòng)力盤(轉(zhuǎn)盤)要水平;④制備泥漿:要保證泥漿的稠度和重度符合要求,以利排渣;2023/10/22191⑤鉆孔、排渣護(hù)壁:適當(dāng)控制進(jìn)鉆速度、注意調(diào)整泥漿重度;⑥清孔:先停止進(jìn)鉆繼續(xù)循環(huán)排渣,再用適當(dāng)方法(如掏渣、吸渣)完全排渣清孔;⑦吊裝鋼筋籠:先拆鉆機(jī),吊入第一節(jié),再吊第二節(jié),依此類推…,節(jié)間實(shí)施焊接;⑧水下灌注混凝土:掌握好第一斗的操作,連續(xù)施工。2023/10/22192(一)準(zhǔn)備工作
1、準(zhǔn)備場(chǎng)地:清除雜物、平整場(chǎng)地、搭設(shè)支架、安裝施工平臺(tái)、搭蓋臨時(shí)工棚。
2、埋置護(hù)筒:護(hù)筒的作用:①固定樁位、導(dǎo)入鉆頭;②保護(hù)孔口,防止孔口土層坍塌;③隔離孔內(nèi)外表層水,并保持孔內(nèi)水位高出孔外施工水位,以穩(wěn)定孔壁(利用孔內(nèi)外的壓力差加強(qiáng)護(hù)壁效果)。2023/10/22193·護(hù)筒埋設(shè)方式:見(jiàn)(圖3-17)
★埋置護(hù)筒應(yīng)注意:①護(hù)筒平面位置應(yīng)埋設(shè)正確,偏差<50mm;②護(hù)筒頂應(yīng)高出筒外水面1.5~2.0m,無(wú)水層也應(yīng)高出0.2~0.3m③護(hù)筒底應(yīng)低于最低水位0.1~0.3m④深水護(hù)筒應(yīng)沉入穩(wěn)定深度(粘土0.5~1.0m,砂土3~4m)⑤上(下)埋式護(hù)筒挖坑不宜太大:比護(hù)筒直徑大1.0~0.6m即可。2023/10/221942023/10/221953、制備泥漿:(泥漿循環(huán)系統(tǒng)的組成)泥漿的作用是:①提高孔內(nèi)浮力,防止坍孔;②借鉆頭旋轉(zhuǎn)在孔壁形成膠泥,起護(hù)壁作用,阻止孔內(nèi)水外滲;③浮渣作用;④潤(rùn)滑鉆頭,提高鉆孔的工作效率。4、安裝鉆機(jī)或鉆架:鉆架是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土的支架。2023/10/22196(二)鉆孔1、鉆孔方法和鉆具①旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔:見(jiàn)P63頁(yè)(圖3-19)
鉆頭類型:
·正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆頭;
·逆循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆頭;
·潛水電鉆;
·沖擊鉆錐。2、鉆孔注意事項(xiàng):見(jiàn)P65頁(yè)(1)-(4)2023/10/22197
圖3-15
正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔
1-鉆機(jī);2-鉆架;3-泥漿籠頭;4-護(hù)筒;5-鉆桿;6-鉆頭;7-沉淀池;8-泥漿池;9-泥漿泵3-4樁基礎(chǔ)的施工第三章樁基礎(chǔ)3-4樁基礎(chǔ)的施工第三章樁基礎(chǔ)正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔動(dòng)畫演示3-4樁基礎(chǔ)的施工第三章樁基礎(chǔ)反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆孔動(dòng)畫演示2023/10/22201(三)清孔及吊裝鋼筋籠清孔方法:1、抽漿清孔:用空氣吸泥機(jī)吸出含鉆渣的泥漿。2、掏渣清孔:用掏渣筒掏清孔內(nèi)粗粒鉆渣。3、換漿清孔:鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,不進(jìn)鉆,繼續(xù)循環(huán)換漿清渣。吊裝鋼筋籠:利用鉆架或扒桿進(jìn)行,也可專門利用起重機(jī)進(jìn)行,對(duì)于多節(jié)鋼筋籠,要分節(jié)吊裝并焊接,同時(shí)注意檢查管的連接,保證接頭不漏水。2023/10/22202(四)灌注水下混凝土:見(jiàn)P67頁(yè),見(jiàn)(圖3-27)一般采用直升導(dǎo)管法灌注水下混凝土。
·設(shè)法使混凝土在水底部自下而上涌入,而排水出孔口,保證混凝土不被水稀釋。方法如(圖3-27)2023/10/222032023/10/22204方法如(圖3-27)
1、灌注方法及有關(guān)設(shè)備漏斗體積的計(jì)算:
式中HC——第一斗混凝土填高
hi——第一斗后,孔內(nèi)外水壓平衡所需的高度。2023/10/22205用到的主要設(shè)備和工具有:①混凝土運(yùn)輸車;②混凝土泵送機(jī);③吊車;④混凝土漏斗;⑤斗閥;⑥導(dǎo)管;⑦測(cè)繩;⑧導(dǎo)管鎖卡;⑨混凝土泵送管;⑩混凝土連接管。2023/10/222062、灌注水下混凝土注意事項(xiàng)①混凝土要攪拌均勻;②灌注必須連續(xù)作業(yè);③導(dǎo)管提速要適當(dāng),要與混凝土注入速度協(xié)調(diào);④灌注到樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高超出0.5m,事后鑿除,以保質(zhì)量。2023/10/22207二、挖孔灌注樁和沉管灌注樁的施工(一)挖孔灌注樁(適用于無(wú)水、少水、密實(shí)土、樁徑>1.4m,孔深<20m)★基本工藝過(guò)程:開(kāi)挖樁孔(同時(shí)通風(fēng)照明排水)——護(hù)壁和支撐——吊裝鋼筋骨架——灌注樁身混凝土。(參見(jiàn)P68-69)2023/10/22208(二)沉管灌注樁的施工★施工過(guò)程:就位——沉管(錘擊、振動(dòng))——灌注混凝土——撥管振動(dòng)——下鋼筋籠——灌注成型。參見(jiàn)P69頁(yè),(圖3-30)2023/10/222092023/10/22210三、打入樁的施工(一)樁錘類型:墜錘、單動(dòng)氣錘、雙動(dòng)氣錘、柴油錘(二)樁架作用:裝吊樁錘、插樁、打樁、控制樁錘的上下方向。常用:萬(wàn)能打樁架如(圖3-33)(P71)
2023/10/222112023/10/22212(三)樁的吊運(yùn)雙吊點(diǎn)吊運(yùn);單吊點(diǎn)吊運(yùn)。2023/10/22213(四)打樁的過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)
1、打樁順序:從中間到邊緣或從一邊到另一邊逐步進(jìn)展。
2、保持、確保樁的垂直度或傾斜度符合要求。吊點(diǎn)對(duì)位。
3、打樁過(guò)程中要注意對(duì)樁的貫入度*做好記錄,可作樁支承能力估計(jì)。
4、打樁開(kāi)始輕慢隨樁的深度增加打擊力度。2023/10/222145、注意打入樁的偏移量,必要式做糾正。6、打樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行避免中途停頓過(guò)久。7、接樁時(shí),上下兩節(jié)樁要對(duì)準(zhǔn)。8、在建筑物周圍打樁時(shí),注意打入過(guò)程對(duì)周圍建筑物的影響。*貫入度——每次打入的深度。2023/10/22215四、水中樁基礎(chǔ)施工(一)淺水中樁基礎(chǔ)施工方法一:先圍堰,后沉樁,在圍堰上或臨時(shí)樁上搭設(shè)腳手架施工。方法二;在橋位旁修建施工便橋,在便橋上搭設(shè)腳手架施工。(二)深水中樁基礎(chǔ)施工常采用:·籠架圍堰施工;
·吊箱施工。2023/10/222161、籠架圍堰樁基礎(chǔ)的施工:①在船上拼制圍籠,拖運(yùn)至墩位,將圍籠沉下,接高,沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高,并用船或錨定位。②在圍籠內(nèi)插打定位樁(可以直接利用基樁作定位樁),并將圍籠定位在樁上,退出定位船。③在圍籠上搭設(shè)工作臺(tái),安裝鉆機(jī)或打樁設(shè)備。④沿圍籠插打鋼板樁,組成防水圍堰。2023/10/22217⑤完成全部基樁的施工(鉆孔灌注或打入樁)。⑥用吸泥機(jī)吸泥,開(kāi)挖基坑。(承臺(tái)基坑)⑦基坑合格后,灌注水下混凝土封底。⑧抽水、修筑承臺(tái)和墩身直至水面以上。⑨拆除圍籠,拔除鋼板樁。2023/10/222182、吊箱法和套箱法:⑴吊箱施工方法與步驟:①在岸上或船上拼制吊箱圍堰,浮運(yùn)到定位點(diǎn),沉下到設(shè)計(jì)標(biāo)高。②插打圍堰處定位樁,固定吊箱于定位樁上。③基樁施工(打入全部基樁)。④填塞底板縫隙,灌注水下混凝土封底。⑤抽水,將樁頂鋼筋伸入承臺(tái),鋪設(shè)承臺(tái)鋼筋,灌注承臺(tái)及墩身混凝土(至高出水面)。⑥拆除吊箱、圍籠。2023/10/22219⑵套箱法:①先在墩位打完基樁。②在樁頂套入套箱(鋼制式、混凝土制式)。③封底。④抽水。⑤布鋼筋灌筑承臺(tái)。⑥修筑墩身至水面以上。3、沉井結(jié)合法:見(jiàn)P752023/10/22220五、樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢驗(yàn):(一)樁的幾何受力檢驗(yàn):(定位誤差<50mm,傾斜誤差≤1%)(二)樁身質(zhì)量檢驗(yàn):①幾何尺寸符合圖紙、規(guī)范要求;②表面蜂窩面積<0.5%;③表面收縮裂縫寬度<0.2mm;④鋼筋籠頂面與底面標(biāo)高比設(shè)計(jì)標(biāo)高誤差應(yīng)小于±50mm。(見(jiàn)P76)2023/10/22221(三)樁身強(qiáng)度與單樁承載力檢驗(yàn):①預(yù)留試塊的坑壓強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度,對(duì)于水下混凝土應(yīng)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度高出20%。②單樁承載力檢測(cè),按有關(guān)規(guī)程進(jìn)行。2023/10/22222§3-4樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)一、樁基礎(chǔ)類型的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求,現(xiàn)場(chǎng)條件,各類樁的特點(diǎn),綜合考慮選定。必須考慮的問(wèn)題有:(一)承臺(tái)底面標(biāo)高(二)柱樁與摩擦樁的考慮(選擇持力層)(三)單排樁和多排樁的考2023/10/22223(一)承臺(tái)底面標(biāo)高(一)承臺(tái)底面標(biāo)高
1、承臺(tái)底面必須在凍土層以下不少于0.25m。
2、常年水位較高,保證受力條件時(shí),可采用高承臺(tái)。
3、承臺(tái)底面應(yīng)低于最低冰層不少于0.25m。
4、水上漂流物多時(shí),應(yīng)采用低承臺(tái)。
5、木樁時(shí),承臺(tái)須低于最低水位以下不少于0.3m。2023/10/22224(二)柱樁與摩擦樁的考慮(選擇持力層)1、當(dāng)基巖埋深較淺時(shí),應(yīng)采用柱樁基礎(chǔ)。2、當(dāng)巖層埋置較深時(shí),應(yīng)采用摩擦樁基礎(chǔ)。3、在同一基礎(chǔ)中各樁的類型、材料、規(guī)格要統(tǒng)一。4、采用柱樁時(shí),樁底應(yīng)嵌入巖層h深度。并按(m)(取h≥0.5m)式中:h——樁嵌入巖層深度(m)
d——嵌入巖層部分樁的設(shè)計(jì)直徑(m)
--——在巖層頂面處的樁的內(nèi)力彎矩(kN·m)
β——折減系數(shù),取β=0.5~1.0
——天然濕度的巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度(kPa)2023/10/222255、采用方形柱樁時(shí),樁底應(yīng)嵌入巖層h深度。并按(m)(取h≥0.5m)式中:h——樁嵌入巖層深度(m)
b——樁的最小邊長(zhǎng)(m)
——在巖層頂面處的樁的內(nèi)力彎矩(kN·m)
β——折減系數(shù),取β=0.5~1.0
——天然濕度的巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度(kPa)2023/10/222262023/10/22227(三)單排樁和多
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