1、1第一章导论1.建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。受建筑物影响的那一部分地层称为地基；建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础基础工程所要研究的主要内容：为桥梁、道路及其他人工构造物基础及其所在地基的设计与施工、以及相关概念、计算原理和计算方法。桥梁结构：桥跨上部结构（桥跨结构、支座系统） 、桥跨下部结构（桥墩、桥台、墩台基础） 、附属结构（引道、锥坡、导流护岸等调治构造物）地基与基础要求：足够的强度、稳定性和耐久性。2.地基分类：（1）天然地基：未经人工处理就能满足设计要求的地基 。 （2）人工地基：天然地层土质过于软弱或有不良的工程地质问题，需要经过人工加固或处理后才能修筑基础的地基。3
2、.基础分类：（1）浅基础：埋置深度较浅（一般在数米以内） ，且施工简单的基础 （2）深基础：由于浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土层上，且施工较复杂的基础 （3）深水基础：基础埋置在土层内深度虽较浅，但在水下部分较深，如深水中桥墩基础。4.地基和基础的重要性：A 地基和基础的设计和施工质量的优劣，对整个结构物的质量和正常使用起着根本的作用。B 基础有缺陷，难发现、难弥补。C 基础的施工进度，控制着工程。桥梁的地基与基础在设计及施工之前，除了应掌握有关包括上部结构形式、跨径、作用、墩台结构及国家颁布的桥梁设计和施工技术规范等全桥的资料外，还应注意地质、水文资料的搜集和分析，重视土质和建筑材料
3、的调查与试验。5.荷载分类 恒载（永久荷载）：在设计使用期内经常作用,且其值不随时间变化或变化微小的荷载。可变荷载 ：数值随时间变化的荷载。偶然荷载：作用时间短暂，且发生的机率很小的作用。水浮力计算相关规定：（1）基础底面位于透水性地基上的桥梁墩台，当验算稳定性时，应考虑设计水位的浮力；当验算地基应力时，可仅考虑低水位的浮力，或不考虑水的浮力。（2）基础嵌入不透水性地基上，且基底与地基接触良好的桥梁墩台基础，可不考虑水的浮力。（3）作用在桩基承台底面的浮力，应考虑全部地面积。对桩嵌入不透水地基并灌入混凝土封闭者，不应考虑桩的浮力，在计算承台底面浮力时英扣除桩的截面面积。（4）当不能肯定地基是否
4、透水时，应以透水和不透水两种情况与其他作用组合，取其最不利者。6.基础工程设计计算的原则（1）基础底面的压力小于地基的容许承载力；（2）地基及基础的变形值小于结构物要求的沉降值；（3）地基及基础整体稳定有足够保证；（4）基础本身的强度满足要求。第二章天然地基上的浅基础21 浅基础和深基础有那些区别：浅基础埋入地层的深度较浅，施工一般用敞开挖基坑修筑基础的方法，也称为明挖基础。浅基础在设计计算是，可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构形式和施工方法比较简单。深基础埋入地层较深，结构形式和施工方法较浅基础复杂，在设计计算是需考虑基础侧面土体的影响。2.刚性基础：基础圬工具有足够的截面使材料的容
5、许应力大于弯拉应力和剪应力，根部不开裂，基础内不配钢筋。刚性基础的特点：稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载;自重大，需对软弱的持力层地基进行处理或加固类型：刚性扩大基础；单独柱下基础；条形基础。3 柔性基础：基础在基底反力的作用下，根部断面产生的弯拉应力和剪应力超过基础圬工的强度极限值，需布置足够的抗拉和抗剪钢筋以防止开裂。类型：柱下扩展基础、条形基础、十字形基础、筏板基础、箱形基础等。特点：整体性能好，抗弯刚度大，适于土质较差的地基；钢筋和水泥的用量大，施工技术要求较高。4.基础的构造：刚性扩大基础；单独联合基础；条形基础；筏板和箱形基础5.基坑支护的目的（1）确保基坑开挖和基础结构施工安
6、全、顺利；（2）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；（3）防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。基坑支护的作用：挡土、挡水、控制边坡变形。基坑工程的基本技术要求（1）安全可靠性（2）经济合理性（3）施工便利性和工期保证性。6.喷射混凝土厚度主要取决地质条件、渗水量大小、基坑直径和基坑深度等因素。7.基坑排水：（1）表面排水法：设备简单、费用低，一般土质条件下均可采用。（2）井点法降低地下水位：适用：对粉质土、粉砂类土等如采用表面排水极易引起流砂现象，影响基坑稳定 8 水中围堰的种类：土围堰、草（麻）袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰还有地下连续墙围堰等 。在水深较浅（2m 以内），流速缓慢，河床渗水较
7、小的河流中修筑基础，可采用土围堰、草（麻）袋围堰。9.土围堰和草袋围堰：适用：水深较浅，流速缓慢，河床渗水较小类型：竹笼片石围堰、木笼片石围堰10.钢板桩围堰：适用：河床为砂土、碎石土和半干硬性粘土，并可嵌入风化岩层。11.地基容许承载力：地基土的容许承载力是指地基土稳定的条件下，建筑结构的沉降量（即地基土的压缩变形）不超过建筑结构物正常使用所允许沉降量时的地基承载力。12.确定土的分类名称：通常把一般地基土，根据塑性指数、粒径、工程地质特性等分为六类，即粘性土、砂类土、碎卵石类土、黄土、冻土及岩石13.基础埋置深度的确定因素（1）地基的地质条件（2）河流的冲刷深度（3）当地的冻结深度（4）上
8、部结构型式（5）当地的地形条件（6）保证持力层稳定所需的最小埋置深度（7）相邻建筑物基础埋深的影响14.刚性角：墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角。15.基底合力偏心距验算目的：控制基底合力偏心距，其目的是尽可能使基底应力分布比较均匀，以免基底两侧应力相差过大，使基础产生较大的不均匀沉降，墩、台发生倾斜，影响正常使用 16.基础的沉降验算包括沉降量、相邻基础沉降差、基础由于地基不均匀沉降而发生的倾斜等。17.应该验算桥梁基础的沉降的情况：1 修建在地质情况复杂、底层分布不均匀或强度较小的软粘土地基及湿陷性黄土上的基础。2 修建在非岩石地基上的拱桥、连续梁桥等超静定结构的基础。3 当
9、相邻基础下地基土强度有显著不同或相邻跨度相差悬殊而必须考虑其沉降差时。4 对于跨线桥、跨线渡槽要保证桥下净空高度时。第三章：桩基础的基本知识及施工1 桩基础的组成与特点桩基础可以是单根桩，也可以是单排桩或多排桩。承台的作用是将外力传递给各庄并将各庄联成一整体共同承受外荷载。基桩的作用在于穿过软弱的压缩性土层或水，使桩底坐落在更密实的地基持力层上。3特点：具有承载力高，稳定性好，沉降量小而均匀，在深基础中具有耗用材料少，施工简便等特点。具有较好的适应性。2 桩基础的适用条件（1） 载荷较大，地基上部土层软弱，适应的地基持力层位置较深，采用浅基础或人工地基在技术上，经济上不合理时；（2） 河床冲刷
10、较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀，冲刷，如采用浅基础不能保证基础安全时；（3） 当地基计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩）土层，将荷载传到较坚实（低压缩性）土层。以减少建筑物沉降并使沉降较均匀。（4） 当建筑物承受较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时。（5） 当施工水位或地下水位较高，采用其他深基础施工不便或经济上不合理时。（6） 地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物抗震能力，桩基础穿越可液化并伸入下部密实稳定土层，可消除或减轻地震对建筑物的危害。3 桩与桩基础的分类一桩基础按承台位置分类分为高
11、桩承台基础（简称高桩承台）和低桩承台基础（简称地桩承台）高桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以上，低桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线以下） 。高桩承台的结构特点是基桩部分桩身沉入土中，部分桩身外露在地面以上（称为桩的自由长度） 、而低桩承台则基桩全部沉入土中（桩的自由长度为零） 。高桩承台由于承台位置较高或设在施工水位以上，可减少墩台的圬工数量，避免或减少水下作业，施工较为方便。然而，在水平力的作用，由于承台及基础露出地面的一段自由长度周围无土来共同承受水平外力，基桩的受力情况较为不利，桩身内力和位移都比同样水平外力作用下的低桩承台要大，其稳定性也比地桩承台差。二按施工方法分类沉桩（预制桩
12、）和灌注桩桩的施工方法种类较多，但基本形式为沉桩（预制桩）和灌注桩一）沉桩（预制桩）沉桩是按设计要求在地面良好条件下制作的。桩体质量高，可大量工厂化生产，加速施工进度。1 打入桩（锤击桩）打入桩是通过锤击将各种预先制好的桩打入地基内达到所需要的深度。2 振动下沉桩震动下沉桩是将大功率的振动打桩机安装在桩顶，利用振动力已减少土对桩的阻力。3 静力压桩在软粘性土中也可以用重力将桩压入土中称为静力压桩。预制桩的特点：（1）不易穿透较厚的沙土等硬夹层，只能进入沙，砾，硬粘土。强风化岩层等坚实持力层不大的深度。 （2）沉桩方法一般采用锤击，由此产生的震动，噪声污染必须加以考虑。 （3）沉桩过程产生积土效
13、应。特别是在饱和软粘土地区沉桩可能导致周围建筑物，道路，管线等的损失。 （4）一般说来预制桩的施工质量较稳定（5）预制桩打入松散的粉土。沙砾层中，由于桩周和桩端上受到挤密，使桩测表面法相应力提高，桩测摩阻力和桩端阻力也相应提高。 （6）由于桩的灌入能力受多种因素制约，因而常常出现因桩打不到设计高程而截桩，造成浪费。 （7）预制桩由于承受运输，起吊，打击应力，需要配置较多钢筋，混凝土强度等级也要相应提高，因而其造价往往高于灌注桩。二）灌注桩灌注桩是在现场地基中钻挖桩孔，然后在孔内放入钢筋骨架，再灌注桩身混凝土而成的桩。1 钻、挖孔灌注桩：指用钻孔机在土中钻进，边破碎土体边出土杂二成孔，然后在孔内
14、放入钢筋骨架，灌注混凝土而形成的桩。2 沉管灌注桩：指采用锤击或振动的方法把带有钢筋混凝土桩尖或带有活瓣式桩尖的缸套管沉入土层中成孔，然后再套管内放置钢筋笼，并边灌混凝土边拔套管而形成的灌注桩，也可将钢管打入土中挤土成孔后向套管中灌注混凝土并拔出套管成桩。各类灌注桩有如下共同优点：（1）施工过程无大的噪声和振动（2）可根据土层分布轻狂仁义变化桩长；根据同一建筑物的荷载分布与土层情况可采用不同桩径；对于承受侧向荷载的桩，可设计成有利于提高横向承载力的异性桩，还可设计成变截面桩， ，即在受玩具较大的上部采用较大的断面。 （3）可穿过各种软硬夹层，将桩端置于坚实土层和4嵌入基岩，还可扩大桩底，以充分
15、发挥桩身强度和持力层得承载力。 （4）桩身钢筋可根据荷载与性质及荷载沿深度的传递特征，以及土层的变化配置。无需像预制桩那样配置起吊，运输，打击应力筋。三+管柱基础四）钻埋空心桩：将预制桩壳预拼连接后，吊放沉入已成的桩孔内，然后进行桩测填石压浆和桩底填石压浆而形成的预应力钢筋混凝土空心桩。钻埋空心桩具有以下优点（1） 直径可大达 4 到 5m 而无需震动下沉管柱那样繁重的设备和困难的施工（2） 水下混凝土的用量可减少 40%，同时又可以减轻自重。（3） 通过桩周和桩底二次压住水泥浆来加固地基，使她与钻孔桩相比承载力可提高 30%到 40%（4） 工程一开工后便可开始预制空心桩节，增加工程作业面，
16、实现了基础工程部分工厂化，不但保证质量，还加快可工程进度。（5） 一般碎石压浆易于确保质量，不会有断柱的情况发生，即使个别桩节有缺陷，还可以在桩中空心部分重新处理，省去了水下灌注桩必不可少的质检环节（6） 由于质量得到保证，在设计中就可以放心的采用大直径空心装结构，取消承台，省去小直径群桩基础所需要的昂贵的围堰，达到较大幅度的降低工程造价的目的。三、桩的设置效应分类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。四、载性状分类1 竖向受荷桩（1）摩擦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。一下情况可视为摩擦
17、桩。(1) 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（3）当预制桩沉桩过程由于桩距小，桩数多，沉桩速度快，是以沉入桩上涌，装端阻力明显降低时。(2) 端承桩（也称为柱桩）2 横向受荷桩（1） 主动桩（2） 被动桩（3） 竖直桩与斜桩3 桩墩五、按桩身材料分类1.钢桩2 钢筋混凝土桩桩基础的施工方法有灌注法和沉入法钻孔灌注桩的施工应根据土质，桩径大小，入土深度和机具设备等条件选用适当的钻具（目前我国常使用的钻具有旋转钻、冲击钻和冲抓钻）和钻孔方法（一）准备工作1. 准备场地2. 埋置护筒护筒的作用：（1）固定桩位（2
18、）保护孔口防止孔口土层坍塌（3）隔离孔内孔外表层水，并保持钻孔内水位高出施工水位，以稳固孔壁。护筒埋设可采用：下埋式（适用于旱地埋置） ，上埋式（适用于旱地或浅水筑岛埋置）和下沉埋设（适用于深水埋置）埋设护筒时应注意以下几点（1） 护筒平面位置应埋设正确，偏差不宜大于 50mm（2） 护筒顶高程应高于地下水位和施工最高水位 1.5 到 2.0m。无水底层钻孔因护筒顶部设有溢浆口，筒顶也应高出地面 0.2 到 0.3m（3） 护筒底应低于施工最低水位。（4） 下埋式及上埋式护筒挖坑不宜太大，护筒四周应夯填密实的粘土，护筒底应埋设在稳固的粘土层中，否则也应换填粘土并夯实，其厚度一般为 0.50,m
19、3. 制备泥浆5泥浆在钻空中的作用是：在孔内产生较大的静水压力，可防止坍孔；泥浆向孔外土层渗漏，在钻进工程中，由于钻头的活动，孔壁表面形成一层胶泥，具有护臂作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；泥浆相对密度大，具有携带钻渣的作用，利于钻渣的排出。4. 安装钻机或钻架（二）钻孔1. 钻孔的方法和钻具（1）旋转钻进成孔：分为正循环和反循环，所谓正循环及在钻进的同时，泥浆泵将泥浆压进泥浆笼头，通过钻杆中心从钻头喷入钻孔内，泥浆携带钻渣沿钻孔上升，从护筒顶部排浆孔排除置沉淀池，钻渣在此沉淀而泥浆扔进入泥浆池循环使用。反循环是泥浆从钻杆与孔壁间的环状间隙流入孔内，来冷却钻头并携带沉渣有钻杆内腔返回
20、地面的一种钻进工艺。常用的正循环旋转钻机所用的钻头有鱼尾钻头、笼式钻头、刺猬钻头。常用的反循环钻头三翼空心单尖钻锥、牙轮钻头（2）冲击钻进成孔（3）冲抓钻近成孔2.钻孔过程中容易发生的质量问题及处理方法问题：（1）坍孔（2）缩孔（3）斜孔2. 钻孔注意事项（1） 在钻孔过程中，始终要保持钻孔护筒内水位要高出筒外 1 到 1.5m 的水位差和护壁泥浆的要求，以起到护壁固壁作用，防止谈孔。（2） 在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度，调整泥浆稠度，以防止谭孔及钻孔偏斜，卡钻和旋转钻机负荷超载等情况发生。（3） 钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免谭孔。（4） 钻孔过程中应加强对桩位，成孔情况的
21、检查工作。（三）清孔及装吊钢筋骨架清孔的目的是除去孔底沉淀的钻渣和泥浆，以保证灌注的钢筋混凝土质量，确保桩的承载力。清孔的方法抽浆清孔、掏渣清孔、换浆清孔。（四）灌注水下混凝土我国目前多采用直升导管法灌注水下混凝土。灌注水下混凝土注意事项（1） 混凝土拌合必须均匀，尽可能缩短运输距离和减小颠簸，防止混凝土离析而发生卡管事故（2） 灌注混凝土必须连续作业，一气呵成，避免任何原因的中断，因此混凝土的搅拌和运输设备应满足连续作业的要求，孔内混凝土上升到接近钢筋笼架底处时应防止钢筋笼架被混凝土顶起（3） 在灌注过程中，要随时测量和记录孔内混泥土灌注高程和导管入孔长度，提管时控制和保证导管埋入混凝土内有
22、 3 到 5m 深度。防止导管提升过猛，管底提离混凝土面或埋入过浅，而使导管内进水造成断桩夹泥。（4） 灌注的桩顶高程应比设计值预加一定的高度，此范围的浮浆和混凝土应凿出，以确保桩顶混凝土的质量，预加高度一般为 0.5,m，深桩应酌量增加。在适合挖孔桩施工的条件下，挖孔桩比钻孔桩有更多的优点：（1） 施工工艺和设备比较简单：只有护筒，套筒或简单模板，简单起吊设备如绞车，必要时设潜水泵等备用，自上而下，人工或机械开挖 2 质量好：不卡钻，不断桩，不塌孔。（2） 速度快：由于护筒内挖土方量小，进尺比钻孔为块，而且无须重大设备如钻机等，容易多孔平行施工，加快全桥进度。 4 成本低常用的孔壁支护方法有
23、下列几种1 现浇混凝土支护 2 沉井护圈 3 钢套管支护钢管下端有两种构造：一种是开口，在沉管时套以钢筋混凝土预制桩尖，拔管时，桩尖留在桩底土中；另一种是管端带有活瓣桩尖，沉管时，桩尖活瓣合拢，灌注混凝土后拔管时活瓣打开施工中应注意下列事项：（1） 套管开始沉入土中，应保持位置正确，如有偏斜或倾斜应及时纠正。（2） 拔管时应先震后拔，满灌慢拔，边震边拔。（3） 在软土中沉管时，由于排土挤压作用会使周围土体侧移及隆起，有可能挤断邻近已完成但混凝土强度还不高的灌注桩，因此桩距不宜小于 3 到 3.5 倍桩径，宜采用间断跳打的施工方法，避免对临桩挤压过大6（4） 由于沉管的挤压作用，在软粘土中或软，
24、硬土层交界处所产生的孔隙水压力较大或侧压力大小不一而已产生混凝土桩缩径。沉桩施工包括桩的制作，桩的吊装及运输和桩的沉入。常用的沉桩方法有打入法，振动法和静力压如法。打入法沉桩常用的桩锤有坠锤、单动气锤、双动气锤及柴油锤。振动沉桩机的分类较多，按其振动次数分为低频率和高频率两种，按其振动力变化分为单频率和双频率。桩架的作用是装吊桩锤，插桩、打桩、控制桩锤的上下方向。它由导杆，起吊设备，撑架及底盘、移位行走部件等组成。桩架的类型按材料不同分为木桩架和刚桩架沉桩过程中遇到的问题：（1） 桩顶桩身被打坏 2 桩位偏斜 3 桩打不下沉桩施工注意事项（1） 为了避免或减轻打桩时由于土体挤压，使后打入的桩打
25、入困难或先打入的桩被推挤移动，打桩顺序应视桩数，土质情况及周围环境而定，可由基础的一端向另一端进，或由中央向两端施打。（2） 在沉桩前，应检查锤与桩的中心内线是否一致，桩位是否正确，桩的垂直度或倾斜度是否符合设计要求，桩架是否安置牢固平稳。桩顶应采用桩帽，桩垫保护，以免打裂桩头（3） 桩开始打入时，应轻击慢打，每次的冲技能不宜过大，随着桩的打入，逐渐增大锤击的冲击能量（4） 沉桩时应记录好桩的贯入度，作为桩承载力是否达到设计要求的一个参考数据（5） 沉桩过程中应随时注意观测沉桩情况，防止基桩的偏移，并填写好沉桩记录（6） 每打一根桩应一次连续完成，避免中途停顿过久，否则因桩周围摩阻力的回复而增
26、加沉桩的困难（7） 接桩要使上下两节桩对准接准；在接桩过程中级接好打桩前，均应注意检查上下两节桩的纵轴线是否在一条直线上（8） 在建筑物靠近打桩场地或建筑物密集地区打桩时，需观测地面变化情况，注意打桩对周围建筑物的影响空心桩的施工有以下两种（1） 埋设普通内模，在内膜与孔壁之间沉放钢筋笼，灌注水下混凝土，这种做法在性质上相当于将一般的灌注桩中心挖空（2） 埋设预应力桩壳，同时既充当内模，在桩壳与孔壁之间不放钢筋笼，只埋压浆管，填石压浆。钻埋空心桩的施工工序1. 桩节的制作2. 成孔技术3. 空心桩吊，拼装及沉埋4. 压浆（1）桩周压浆（2）桩底压浆水中桩基础施工有如下特点（1） 地基地质条件比
27、较复杂，江河床底一般以松散沙砾卵石为主，很少有泥质胶结物，在近堤岸处大多有护堤抛石，而港湾或湖滨静水地带又多为流塑状淤泥（2） 护筒埋设难度大，技术要求高。尤其是水深流急时，必须采取专门措施，以保证施工质量。（3） 水面作业自然条件恶劣，施工具有明显的季节性（4） 在重要的航运水道上，必须兼顾航运和施工两者安全（5） 考虑到上部结构荷载载重及基桩自由长度大，为保证基桩有足够的承载力及其安全稳定性，桩的直径较大，入土也深。钻孔灌注桩施工的第一步是准备施工场地，根据水中桩基施工方法的不同，施工场地分为两种类型，一类是用围堰筑岛法修筑的水域岛或长堤，称为围堰筑岛施工场地；另一类是用船或支架拼装建造的
28、施工平台，称为水与工作平台，水域工作平台依据其建造材料和定位的不同可分为船式，支架式和沉浮式。因地制宜的水中桩基础施工方法有多种，就常用的基本方法分为浅水和深水施工。钢板桩围堰桩基础施工的方法与步骤如下：（1）在导向船上拼制围笼，7第四章桩基础1.桩基础组成：桩基础由若干根桩和承台两个部分组成 2.桩基础的作用：将承台以上结构物传来的外力通过承台，由桩传到较深的地基持力层中去，承台将各桩联成一整体共同承受荷载 3.桩基础的特点：具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀，在深基础中具有耗用材料少、施工简便，具有较好的适应性。4.柱桩与摩擦桩 桩穿过较松弱土层，桩底支承在岩层或硬土层（如密实的大块卵
29、石层）等实际非压缩性土层时，基本上依靠桩底土层抵抗力支承垂直荷载，这种桩称柱桩或支承桩。桩穿过并支承在各种压缩性土层中，主要依靠桩侧土的摩阻力支承垂直荷载，这种桩称为摩擦桩5.高桩承台和低桩承台 依据：按承台位置可以分为高桩承台基础和低桩承台基础 定义：高桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以上，低桩承台的承台底面位于地面（或冲刷线）以下。结构特点：高桩承台的结构特点是基桩部分桩身沉入土中，部分桩身外露在地面以上，减少墩台的圬工数量，可避免或减少水下作业，施工较为方便，且经济。高桩承台基础刚度较小，在水平力作用下，基桩的受力情况较为不利，桩身内力和位移较大，在稳定性方面较差。而低桩承台则基桩全
30、部沉入土中，施工、刚度受力等与高桩承台正相反。6.钻孔灌注桩的施工流程：1 准备场地.埋置护筒.制备泥浆.安装钻机或钻架 2 钻孔 3 清孔及装吊钢筋骨架 4灌注水下混凝土7.钻从方法：1 旋转钻进成孔 2 冲击钻进成孔 3 冲抓钻进成孔8.钻孔注意事项 (1)在钻孔过程中，始终要保持钻孔护简内水位要高出筒外 11.5m 的水位差和护壁泥浆的要求。(2)在钻孔过程中，应根据土质等情况控制钻进速度、调整泥浆稠度。(3)钻孔宜一气呵成，不宜中途停钻以避免坍孔，若坍孔严重应回填重钻。(4)钻孔过程中应加强对桩位、成孔情况的检查工作。终孔时应对桩位、孔径、形状、深度、倾斜度及孔底土质等情况进行检验，合
31、格后立即清孔、吊放钢筋笼，灌注混凝土。9.清孔的方法有：1 抽浆清孔 2 掏渣清孔 3 换浆清10.打桩过程应注意事项 1 打桩顺序应视桩数、土质情况及周围环境而定，可由基础的一端向另一端进，或由中央向两端施打；2 在打桩前，应检查锤与桩的中心线是否一致，桩位是否正确，桩的垂直度或倾斜度是否符合设计要求，打桩架是否安置牢固平稳。桩顶应采用桩帽、桩垫保护，以免打裂桩头。3 桩开始打入时，应轻击慢打，每次的冲击能不宜过大，随着桩的打入，逐渐增大锤击的冲击能量；4 在打桩时应记录好桩的贯入度，作为桩是否达到设计要求的一个参考数据。对于特大桥梁和地质复杂的大、中桥，打桩工程开始前应进行试桩和静载试验，
32、以确定基桩的入土深度和贯入度，保证基桩具有设计的承载能力；5 注意观测打桩情况，防止基桩的偏移，并填写好打桩记录。6 每打一根桩应一次连续完成，避免中途停顿过久，否则因桩周摩阻力的恢复而增加沉桩的困难；7 接桩要使上下两节桩对准接准；在接桩过程中及接好打桩前，均须注意检查上下两节桩的纵轴线必须在一条直线上。8 在建筑物靠近打桩场地或建筑物密集地区打桩时，需观测地面变位情况，注意打桩对周围建筑物的影响。打桩完毕基坑开挖后，应对桩位、桩顶标高进行检查，方得浇筑承台。11.桩底支承反力，它等于桩顶荷载减去全部桩侧摩阻力 土对桩的支承力是由桩侧摩阻力和桩底阻力两部分组成，桩的极限荷载（或称极限承载力）
33、就等于桩侧极限摩阻力和桩底极限阻力之和。812.当竖向荷载逐步施加于单桩桩顶，桩身上部受到压缩而产生相对于土的向下位移。与此同时桩侧面就会受到土的向上摩阻力。桩顶荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递到桩周土层中去，致使桩身轴力和桩身压缩变形随深度递减。?13.桩侧摩阻力除(影响因素)与桩土间的相对位移有关，还与土的性质、桩的刚度、时间因素和土中应力状态以及桩的施工方法等因素有关14.单桩在轴向受压荷载作用下的破坏模式 ;压曲破坏 ,剪切破坏 ,刺入破坏 15.单桩轴向容许承载力，即指单桩在轴向荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围之内所容许承受的最大荷载，它是以单
34、桩轴向极限承载力（极限桩侧摩阻力与极限桩底阻力之和）考虑必要的安全度后求得的16.单桩轴向容许承载力方法：1，静载实验法 2，经验公式法 3，静力触探法 4，动测试桩法 5，静力分析法17.负摩阻力定义：当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降速率大于桩的下沉时，则桩侧土就相对于桩作向下位移，而使土对桩产生向下作用的摩阻力，即称其为负摩阻力18.负摩阻力产生的条件：土的沉降桩的沉降 19.负摩阻力作用特性影响：桩的负摩阻力的发生将使桩侧土的部分重力传递给桩，负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载。若有负摩力发生，则桩的外荷载增大，桩的承载力相对降低，桩基沉降加大。20.桩
35、基础质量检验：1 桩的几何受力条件检验 2 桩身质量的检验 3 桩身强度与单桩承载力检验9第五章沉井基础及地下连续墙1.沉井的定义:沉井是井筒状的结构物，是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物的基础形式。 2.沉井特点：1）埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；2）沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，施工工艺并不复杂，在桥梁工程中广泛应用。3）沉井施工时对邻近建筑物影响较小且内部空间可资利用 缺点：施工工期较长；对粉、细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成
36、沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均给施工带来一定困难。3.沉井适用范围：1）上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时；2）在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工时；3）岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰有困难时。 4.沉井的分类a 按沉井施工方法的分类 1 一般沉井：指就地制造下沉的沉井。2 浮运沉井：岸边浇筑，浮运就位下沉，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井。 b 按沉井的形状的分类1)按沉井的
37、平面形状分圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使用抓泥斗挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其刃脚均匀地支承在土层上；在侧压力作用下，井壁只受轴向力（侧压力均布时） ，或稍受挠曲（侧压力非均布时）；对水流方向正交或斜交均有利。矩形沉井：具有制造简单，基础受力有利的优点，常能配合墩台（或其他结构物）底部平面形状。矩形沉井在侧压力作用下，井壁受较大的挠曲力矩；在流水中阻水系数较大，冲刷较严重。圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷均较矩形者有利，但沉井制造较复杂。对平面尺寸较大的沉井，可在沉井中设隔墙，使沉井由单孔变成双孔或多孔。 2）按立面分类：分为柱形、阶梯形和锥形沉井。柱形沉井受周围土体约
38、束均衡，下沉过程中不易发生倾斜，井壁接长较简单，模板可重复利用，但井壁侧阻力较大，当土体密实，下沉深度较大时，易出现下部悬空，造成井壁拉裂，故一般用如图不深或土质较松软的情况。阶梯形沉井和锥形沉井可以减小土与井壁的摩阻力，井壁抗侧压力性能较为合理，但施工较复杂，消耗模板多，沉井下沉过程中易发生倾斜。多用于土质较密实，沉井下沉深度大，且要求沉井自重不太大的情况。通常锥形沉井壁坡度为 1/20-1/50,阶梯形井壁的台阶宽约为 100-200mm，最底下一层台阶高度 h1=（1/3-1/4）Hc.按沉井的建筑材料的分类1)混凝土沉井：抗压强度高，抗拉能力低，宜做成圆形，并适用于下沉深度不大(4-7
39、m)的软上层中。2)钢筋混凝土沉井：抗拉及抗压能力较好，下沉深度可以很大，当下沉深度不很大时，井壁上部用混凝土，下部（刃脚）用钢筋混凝土的沉井，在桥梁工程中得到较广泛的应用。当沉井平面尺寸较大时，可做成薄壁结构，沉井外壁采用泥浆润滑套，壁后压气等施工辅助措施就地下沉或浮运下沉。此外，钢筋混凝土沉井井壁隔墙可分段（块）预制，工地拼接，做成装配式。3)竹筋混凝土沉井：采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替部分钢筋，在沉井分节接头处及刃脚内仍用钢筋。4)钢沉井：用钢材制造沉井其强度高、重量较轻、易于拼装、宜于做浮运沉井，但用钢量大 d.按数量和相互影响分为单井和群井。单个独立的沉井，或多个沉井，但沉井之间
40、的间距较大，功能独立，互不影响可以称为单井。沉井数量较多，沉井之间的间距较小，功能相互影响的沉井群可以称为群井。沉井深度超过 30m 称为深度沉井5.沉井的一般构造 1 井壁 2 刃脚 3 内隔墙 4 井孔 5 凹槽 6 射水管 7 封底 8 顶盖板浮运沉井构造：不带气筒的浮运沉井和带气筒的浮运沉井106.沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛及浮运沉井旱地施工程序如下：1.清整场地 2.制造第一节沉井 3.拆模及抽垫 4.挖土下沉 5.接高沉井 6.设置井顶防水围堰 7.基地检验和处理 8.沉井封底 9.井孔填充和顶板浇筑筑岛法：当水深小于 3m，流速=Htan(450 /2)且=2m（H
41、 为筑岛高度， 为砂在水中的内摩擦角） 。其余施工方法与旱地沉井施工相同浮运施工：若水深（如）10m） ，人工主导困难或不经济时，可采用浮运法施工。即将沉井在岸边做成空体结构，或采用其他措施（如带钢气筒等）使沉井浮运水上，利用在岸边铺成滑道滑入水中，然后用绳索牵引至设计位置。在悬浮状态下，逐步将水或混凝土注入空体中，使沉井徐徐下沉至河底，但整个过程应保证沉井本身稳定。当刃脚切入河床一定深度后，即可按一般沉井下沉施工6.沉井下沉遇到的问题及处理1）偏斜原因主要有：1.土岛表面松软，或制作场地或河底高低不平，软硬不均 2.刃脚制作质量差，井壁与刃脚中线不重合3.抽垫方法欠妥，回填不及时 4.除土不
42、均匀，下沉时有突沉和停沉现象 5.刃脚遇障碍物顶住而未及时发现6.排土堆放不合理，或单侧受水流冲击掏空等导致沉井承受不对称外力作用，引起偏移 纠正偏斜，通常可用除土、压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方法处理，空气幕沉井也可采用单侧压气纠偏。若沉井倾斜，在沉井高的一侧集中挖土；在低的一侧回填砂石；在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层；必要时可在沉井顶面施加水平力扶正。纠正沉井中心位置发生偏移的方法是：先使沉井倾斜，然后均匀除土，使沉井底中心线下沉至设计中心线后，再进行纠偏。在刃脚遇到障碍物的情况，必须予以清除后再下沉。清除方法可以是人工排除，如遇树根或钢材可锯断或烧断，遇大孤石宜用少量炸药
43、炸碎，以免损坏刃脚。在不能排水的情况下，由潜水工进行水下切割或水下爆破。2）沉井下沉困难下沉困难指沉井下沉过慢或停沉。主要原因：1.开挖面深度不够，正面阻力大 2.偏斜或刃脚下遇到障碍物、坚硬岩层和土层 3.井壁摩阻力大于沉井自重 4.井壁无减阻措施或泥浆套、空气幕等减阻构件遭到破坏。 解决措施：（1）增加压重 1.提前浇接筑下节沉井，以增加沉井自重 2。在井顶加压砂袋、钢轨等重物迫使沉井下沉 3.不排水下沉时，可井内抽水，减少浮力，迫使下沉，但需保证土体不产生流砂现象。（2）减小井壁摩阻力：1.可以将沉井设计成阶梯形、钟形，或在施工中尽量使外壁光滑；2.井壁内埋设高压射水管组，射水辅助下沉
44、3.利用泥浆套或空气幕辅助下沉 4.增大开挖范围和深度，必要时还可采用 0.1-0.2kg 炸药起爆助沉，但同一沉井每次只能起爆一次，且需适当控制炮振次数3.）突沉突沉常发生在软土地区，容易使沉井产生较大的倾斜或超沉。引起突沉的主要原因是：井壁摩阻力较小，当刃脚下土被挖除时，沉井支撑削弱，排水过多、挖土太深、出现塑流等。防止突沉的措施一般是控制均匀土，减小刃脚处挖土深度。此外，在设计时可采用增大刃脚踏面宽度或增设底梁的措施提高刃脚阻力4）.流砂在份、细砂层中下沉沉井，经常出现流砂现象，若不采取适当措施将造成沉井严重倾斜。产生流砂的主要原因是图中动水压力的水头梯度大于临界值。故防止流砂的措施是：1.排水下沉时发生流砂，可采取向井内灌水，或不排水除土下沉时，减小水头梯度 2.采用井点，或深井和深井泵降水，降低井壁外水位，改变水头梯度方向使土层稳定，防止流砂发生8.沉井的设计计算内容:包括沉井基础(作为结构物的基础)与沉井结构(挡土、挡水的结构物）两方面的设计与计算 沉井作为整体深基础的设计与计算 沉井作为整体深基础设计主要是根据上部结构特点、荷载大小以及水文、地质情况，结合沉井的构造要求及施工方法，拟定出沉井的平面尺寸，埋置深度，然后进行沉井基础的计算。1、当沉井埋置深度在最大冲刷线以下较浅仅数米时：
