桥梁基础工程施工教案(8)

福建交通职业技术学院教案纸 第 36 页

课程： 桥梁基础工程施工 09-10 学年 第_1学期 第 2 周 8 月 31日

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根据成桩方法和成桩过程的挤土效应，将桩分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩三类。 1、挤土桩

实心的预制桩、下端封闭的管桩、木桩以及沉管灌注桩在锤击或振入过程中都要将桩位处的土大量排挤开（一般把用这类方法设置的桩称为打入桩），因而使土的结构严重扰动破坏（重塑）。粘性土由于重塑作用使抗剪强度降低（一段时间后部分强度可以恢复）；而原来处于疏松和稍密状态的无粘性土的抗剪强度则可提高。 2、部分挤土桩

底端开口的钢管桩、型钢桩和薄壁开口预应力钢筋混凝土桩等，打桩时对桩周土稍有排挤作用，但对土的强度及变形性质影响不大。由原状土测得的土的物理、力学性质指标一般仍可用于估算桩基承载力和沉降。 3、非挤土桩

先钻孔后打入预制桩以及钻（冲、挖）孔桩在成孔过程中将孔中土体清除掉，不会产生成桩时的挤土作用。但桩周土可能向桩孔内移动，使得非挤土桩的承载力常有所减小。

在饱和软土中设置挤土桩，如果设计和施工不当，就会产生明显的挤土效应，导致未初凝的灌注桩桩身缩小乃至断裂，桩上涌和移位，地面隆起，从而降底桩的承载力，有时还会损坏邻近建筑物；桩基施工后，还可能因饱和软土中孔隙水压力消散，土层产生再固结沉降，使桩产生负摩阻力，降低桩基承载力，增大桩基沉降。挤土桩若设计和施工得当，又可收到良好的技术经济效果。

在不同的地质条件下，按不同方法设置的桩所表现的工程性状是复杂的，因此，目前在设计中还只能大致考虑桩的设置效应。

四、按桩土相互作用特点分

建筑物荷载通过桩基础传递给地基。垂直荷载一般由桩底土层抵抗力和桩侧与土产生的摩阻力来支承。由于地基土的分层和其物理力学性质不同，桩的尺寸和设置在土中方法的不同，都会影响桩的受力状态。水平荷载一般由桩和桩侧土水平抗力来支承，而桩承受水平荷载的能力与桩轴线方向及斜度有关，因此，根据桩土相互作用特点，基桩可分为： 1．竖向受荷桩 （1）摩擦桩

桩穿过并支承在各种压缩性土层中，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时，统称为摩擦桩，如图3-2-3a）所示。以下几种情况均可视为摩擦桩。 1) 当桩端无坚实持力层且不扩底时；

2）当桩的长径比很大，即使桩端置于坚实持力层上，由于桩身直接压缩量过大，传递到桩端的荷载较小时；

3）当预制桩沉桩过程由于桩距小、桩数多、沉桩速度快，使已沉入桩上涌，桩端阻力明显降低时。 （2）端承桩或柱桩

桩穿过较松软土层，桩底支承在坚实土层（砂、砾石、卵石、坚硬老粘土等）或岩层中，且桩的长径比不太大时，在竖向荷载作用下，基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时，称为端承桩或柱桩，如图3-2-3b）所示。按照我国习惯，柱桩是专指桩底支承在基岩上的桩，此时因桩的沉降甚微，认为桩侧摩阻力可忽略不计，

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全部垂直荷载由桩底岩层抵抗力承受。

柱桩承载力较大，较安全可靠，基础沉降也小，但如岩层埋置很深，就需采用摩擦桩。柱桩和摩擦桩由于它们在土中的工作条件不同，其与土的共同作用特点也就不同，因此在设计计算时所采用的方法和有关参数也不一样。

2.横向受荷桩 (1)主动桩

桩顶受横向荷载作用，桩身轴线偏离初始位置，桩身所受土压力因桩主动变位而产生。风力、地震力、车辆制动力等作用下的建筑物桩基属于主动桩。

(2)被动桩

沿桩身一定范围内承受侧向压力，桩身轴线被该土压力作用而偏离初始位置。深基坑支挡桩、坡体抗滑桩、堤岸护桩等均属于被动桩。

(3)竖直桩与斜桩

按桩轴方向可分为竖直桩、单向斜桩和多向斜桩等, 如图3-2-4所示。在桩基础中是否需要设置斜桩，斜度如何确定，应根据荷载的具体情况而定。一般结构物基础承受的水平力常较竖直力小得多，且现已广泛采用的大直径钻、挖孔灌注桩具有一定的抗剪强度，因此，桩基础常全部采用竖直桩。拱桥墩台等结构物桩基础往往需设斜桩以承受上部结构传来的较大水平推力，减小桩身弯矩、剪力和整个基础的侧向位移。

图3-2-3 端承桩和摩擦桩 图3-2-4 竖直桩和斜桩

1-软弱土层；2-岩层或硬土层；3-中等土层 a)竖直桩；b)单向斜桩；c）多向斜桩

斜桩的桩轴线与竖直线所成倾斜角的正切不宜小于1/8，否则斜桩施工斜度误差将显著地影响桩的受力情况。目前为了适应拱台推力，有些拱台基础已采用倾斜角大于45?的斜桩。

3．桩墩 1）定义及分类

桩墩是通过在地基中成孔后灌注混凝土形成的大口径断面柱形深基础，即以单个桩墩代替群桩及承台。 桩墩基础底端可支承于基岩之上也可嵌入基岩或较坚硬土层之中，分为端承桩墩和摩檫桩墩两种，如图3-2-5所示。

2）构造及特点

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桩墩一般为直柱形，在桩墩底土较坚硬的情况下为使桩墩底承受较大的荷载，也可将桩墩底端尺寸扩大而做成扩底桩墩（图3-2-5b））。桩墩断面形状常为圆形，其直径不小于0.8m 。桩墩一般为钢筋混凝土结构 ,当桩墩受力很大时也可用钢套筒或钢核桩墩（图3-2-5b） c)）。

桩墩的受力分析与基桩相类似，但桩墩的断面尺寸较大而且有较高的竖向承载力和可承受较大的水平荷载。对于扩底桩墩还具有抵抗较大上拔力的能力。

3）适用条件

对于上部结构传递的荷载较大且要求基础墩身面积较小时的情况，可考虑桩墩深基础方案。桩墩的优点在于墩身面积小、美观、施工方便、经济，但外力太大时，纵向稳定性较差，对地基要求也高，所以在选定方案时尤其受较大船撞力的河流中应用此类型桥墩更应注意。

五、按桩身材料分

1、 钢桩 1）特点

钢桩强度高、运输方便、施工质量稳定，能承受强大的冲击力和获得较高的承载力，沉桩时贯入能力强、速度较快，且排挤土量小，对邻近建筑影响小。

可根据荷载特征制作成各种有利于提高承载力的断面，即其设计的灵活性大，壁厚、桩径的选择范围大，便于割接，桩长容易调节。

还可根据弯矩沿桩身的变化情况局部加强其断面刚度和强度。 主要缺点是用钢量大，成本昂贵，在大气和水土中钢材具有腐蚀性。 2、钢筋混凝土桩 1）特点

钢筋混凝土桩的配筋率较低（一般为0.3~1.0%），而混凝土取材方便、价格便宜、耐久性好。钢筋混凝土桩既可 …… 此处隐藏：3123字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……