桥梁桩基础竖向承载力分析

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1、山东大学工程硕上学位论文桩基础包括深入地下的桩基础和连接桩顶的承台两部分(见右图)，选择何种桩基础类型与尺寸一般取决于当地地基基础的条件。桩在中国起源于距今6000,---7000年的新石器时代，关于桩基础的应用，我们的祖先业在世界桥梁建筑史上写下了不少光辉灿烂的篇章。我国山河多，地理条件错综复杂，古代桥梁不但数量惊人，而且类型业丰富多样，现代桥梁多用多孔桩基础，据历史考证，我国在春秋战国时期已遍于黄河流域和其他地区，不同的是，古代用的是木桩，而今用钢筋混凝土代之。早在新石器时代，人类在湖泊和沼泽地里，栽木桩搭台作为水上住所。在中国，汉朝已经开始用木桩修桥，到了宋朝，桩基

2、技术己发展得比较成熟，今上海的龙华塔和山西太原的晋祠圣母殿，都是现存的北宋年代挂基磕重修建的桩基建筑物。在欧洲，如英国也保存有一些罗马时代修建的木桩基础建筑物。上世纪五十年代，我国修建武汉长江大桥时，在世界上首次采用了大型管柱基础，随后，这种先进深水基础型式得到了推广和发展，大型管柱的直径从1．55m发展到5．8m，最大埋置深度达47．5m。在沉井施工方面，成功采用了先进的触变泥浆套下沉技术，大幅度减少了基础圬工数量，并使下沉速度加快3～1l倍。此外，我国还广泛的采用和推广了钻孔灌注桩基础。与国外同类型的桥基础比较，要求的施工机械少，动力设备简易，操作方便迅速，并能钻入很

3、深的土层。北镇黄河公路桥成功地采用这种基础施工，钻孔深度达104m。在50年代到60年代，我国的铁路和公路桥梁，曾大量采用预制混凝土桩或钻孔灌注桩。新的城市和开发区不断涌现，目前工程建设中主要采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预应力管桩、沉管灌注桩等桩型，且桩的直径和长度不断增大。从成桩工艺的发展过程来看，最早采用的桩基施工方法是打入法。打入的工艺从手锤到自由落锤，然后发展到蒸汽驱动、柴油驱动和以压缩空气为动力的各种打桩机。另外，还发展了电动的振动打桩机和静力打桩机。随着预制桩基础和钻孔灌注桩的出现，钻孔机械也不断改进。如适用于地下水位以上的长、短螺旋钻孔机，适用于不同地层的各

4、种正、反循环钻孔机，旋转套管机等。为提高桩基础的承载力，出现了扩大桩端直径的各种扩孔机，出现了孔底或周边压浆的新工艺。目前，桩基的成桩工艺还在不断的发展中。2山东大学T程硕十学位论文1．2桩基础的定义桩基础又称桩基，是深入土层的柱型构件，其作用是将上部结构的荷载通过桩身穿过较弱地层或水传递到深部较坚硬的、压缩性小的土层或岩层中，从而减少上部建筑物的沉降，确保建筑物的长久安全。1．3桩基础的特点1、桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。2、具有很大的

5、竖向单桩刚度(端承桩)或群刚度(摩擦桩)，在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。3、凭借巨大的单桩侧向刚度(大直径桩)或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。4、桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等，其适用条件和

6、要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。1．4桩基础的适用性桩基础不仅能有效地承受竖向压力，还能承受水平荷载和上拔力，并能作为抗震地区的减震措施。桩基础具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化施工及适用性强等特点。目前，桩基础已成为在土质不良地区修建房屋、桥梁和港口等所广泛采用的基础型式。根据工程实践经验，在下列情况下可考虑选用桩基础方案：1．荷载较大，地基的上部土层软弱，持力层埋深较大，采用浅基础或人工地基在技术上、经济上不合理时：2．河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易准确计算，若采用浅基础施工困难或不能保证基础安全时：3．当上部结构对不均匀沉降敏感或沉降量

7、过大时；3山东大学工程硕上学位论文4．当施工水位或地下水位较高时：5．在地震区，需加强结构物的抗震能力时，可采用桩基础穿过可液化土层，以消除或减轻震害。但是，在以下情况下应慎重采用桩基础：1．层土比下层土坚硬2．欠固结土或大量抽吸地下水的地区3．地质条件异常复杂地区(如土层中存在块石、1-5常见桩基础的类型及相应特点1．5．1按桩的功能分类溶洞等)。桩在基础工程中，可能承受轴向垂直荷载，或主要承受横向水平荷载，或两种荷载都有。在高耸塔形建筑物和水中的高桩承台基础中，桩还要承受风和浪所引起的往复拉和压的荷载。因此，按功能桩可分为