管柱基礎

管柱基礎 colonnade foundation :由鋼筋混凝土、預應力混凝土或鋼管柱群和鋼筋混凝土承台組成的基礎結構。

基本介紹

  • 中文名:管柱基礎
  • 外文名: colonnade foundation 
  • 組成:鋼筋混凝土
  • 施工特點:管柱與土層緊密,提高承載力
  • 管柱直徑:1.55
簡介,分類,施工特點,歷史發展,

簡介

管柱基礎也有由單根大型管柱構成基礎的。它是一種深基礎,多用於橋樑。管柱埋入土層一定深度,柱底儘可能落在堅實土層或錨固於岩層中,其頂部的鋼筋混凝土承台,支托橋墩(台)及上部結構。作用在承台的全部荷載,通過管柱傳遞到深層的密實土或岩層上。
管柱基礎示意圖管柱基礎示意圖

分類

管柱基礎的類型可按地基土的支承情況劃分:如管柱穿過土層落於基岩上或嵌於基岩中,則柱的支承力主要來自柱端岩層的阻力,稱為支承式管柱基礎;
管柱基礎管柱基礎
如管柱下端未達基岩,則柱的支承力將同時來自柱側土的摩擦力和柱端土的阻力,稱為摩擦式或支承及摩擦式管柱基礎。
如為多柱式基礎,也可以按承台位置的高低分類:當承台位於地面或河床面以下者,稱低承台管柱基礎;如承台位於地面或河床面以上者,稱高承台管柱基礎。當河床有沖刷,承台位於最低沖刷線以上者,也應按高承台管柱基礎設計計算。
由於管柱直徑甚大(中國習慣上做成1.2米以上),雖為高承台基礎,仍具有足夠的剛度,如無特殊要求(如水平力過大),常在橋樑工程中採用,以省工省料。在地基密實而均勻、橋墩不高的條件下,甚至把承台提高到橋墩墩帽位置,從而省去墩身。

施工特點

管柱是在工廠或工地預製的鋼、鋼筋混凝土或預應力混凝土短管節,在工地接長,用振動或扭擺方法使其強迫沉入土中,同時在管內進行鑽、挖或吸泥,以減少下沉阻力。如管柱落於基岩,可利用管壁作套管,進行鑿岩鑽孔,再填築鋼筋混凝土,使管柱錨於基岩,以增加基礎穩定性和支承能力。也有先在地層中鑽成大直徑孔,再把預製的管柱插入孔中,並在柱壁與孔壁之間壓入水泥沙漿,使管柱與土層緊密連線,以提高承載力。管柱內可填充混凝土或鋼筋混凝土,甚至作成部分空心體。
計算原則
由於管柱基礎的結構形式和受力狀態類似樁基礎,故其設計和計算原則與樁基礎大致相同。

歷史發展

管柱基礎是1955年中國修建武漢長江橋時首先採用的。所用管柱直徑為1.55米並通過鑽岩錨固於岩盤2~7米深處。南京長江橋所用管柱直徑增至3.0和3.6米,其中9號墩的管柱穿過覆蓋層約44米,錨固於基岩 3.5米,共約47.5米,是目前中國最深的管柱基礎。1962年建成的向(塘)九(江)鐵路南昌贛江公鐵兩用橋,其基礎管柱直徑達5.8米,是當前中國直徑最大的管柱。在其他國家,管柱基礎也在發展。如60年代初建成的委內瑞拉的馬拉開波橋,採用直徑為1.35米的預應力混凝土管柱;60年代中期荷蘭建成的東斯海爾德橋,採用直徑為4.26米(14英尺)的預應力混凝土管柱,而70年代巴西瓜納巴拉灣橋,則使用了直徑為1.8米的鋼管柱等。
到目前為止,管柱在基礎中多為鉛直狀,但也出現過少數斜管柱基礎。如中國京廣(北京—廣州)鐵路正定滹沱河橋墩基礎,是由4根直徑1.55米、斜度為8:1的斜鋼筋混凝土管柱構成。由於斜管柱的施工難度大,故很少採用。在管柱外側加鎖口,則可用於鋼鎖口管柱圍堰或沉井(見圍堰)。
管柱基礎施工方法包括下列工序:
  1. 鋼圍籠拼裝浮運下沉 ;
  2. 管柱製造和下沉;
  3. 管柱內鑽岩及灌注混凝土;
  4. 插打銅板樁圍堰及圍堰內吸泥封底;
  5. 灌注基礎承台和墩身混凝土
管柱基礎施工的主要優點在於:
  1. .不受水深及河床岩層性質等條件的限制;
  2. 相對地不受水位限制,全年可展開工作,縮短工期;
  3. 全部作業在水面以上進行,改善工人勞動條件;
  4. 浮雲工作簡單,施工機具較少,工作量和造價都比較低。

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