管柱基礎(chǔ)

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管柱基礎(chǔ) colonnade foundation :由鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼管柱群和鋼筋混凝土承臺組成的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
中文名
管柱基礎(chǔ)
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

管柱基礎(chǔ)簡介

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管柱基礎(chǔ)也有由單根大型管柱構(gòu)成基礎(chǔ)的。它是一種深基礎(chǔ),多用于橋梁。管柱埋入土層一定深度,柱底盡可能落在堅實土層或錨固于巖層中,其頂部的鋼筋混凝土承臺,支托橋墩(臺)及上部結(jié)構(gòu)。作用在承臺的全部荷
管柱基礎(chǔ)示意圖 管柱基礎(chǔ)示意圖
載,通過管柱傳遞到深層的密實土或巖層上。

管柱基礎(chǔ)分類

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管柱基礎(chǔ) 管柱基礎(chǔ)
管柱基礎(chǔ)的類型可按地基土的支承情況劃分:如管柱穿過土層落于基巖上或嵌于基巖中,則柱的支承力主要來自柱端巖層的阻力,稱為支承式管柱基礎(chǔ);
如管柱下端未達基巖,則柱的支承力將同時來自柱側(cè)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(chǔ)。
如為多柱式基礎(chǔ),也可以按承臺位置的高低分類:當承臺位于地面或河床面以下者,稱低承臺管柱基礎(chǔ);如承臺位于地面或河床面以上者,稱高承臺管柱基礎(chǔ)。當河床有沖刷,承臺位于最低沖刷線以上者,也應(yīng)按高承臺管柱基礎(chǔ)設(shè)計計算。
由于管柱直徑甚大(中國習慣上做成1.2米以上),雖為高承臺基礎(chǔ),仍具有足夠的剛度,如無特殊要求(如水平力過大),常在橋梁工程中采用,以省工省料。在地基密實而均勻、橋墩不高的條件下,甚至把承臺提高到橋墩墩帽位置,從而省去墩身。

管柱基礎(chǔ)施工特點

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管柱是在工廠或工地預(yù)制的鋼、鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土短管節(jié),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(nèi)進行鉆、挖或吸泥,以減少下沉阻力。如管柱落于基巖,可利用管壁作套管,進行鑿巖鉆孔,再填筑鋼筋混凝土,使管柱錨于基巖,以增加基礎(chǔ)穩(wěn)定性和支承能力。也有先在地層中鉆成大直徑孔,再把預(yù)制的管柱插入孔中,并在柱壁與孔壁之間壓入水泥沙漿,使管柱與土層緊密連接,以提高承載力。管柱內(nèi)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
由于管柱基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式和受力狀態(tài)類似樁基礎(chǔ),故其設(shè)計和計算原則與樁基礎(chǔ)大致相同。

管柱基礎(chǔ)歷史發(fā)展

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管柱基礎(chǔ)是1955年中國修建武漢長江橋時首先采用的。所用管柱直徑為1.55米并通過鉆巖錨固于巖盤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,錨固于基巖 3.5米,共約47.5米,是目前中國最深的管柱基礎(chǔ)。1962年建成的向(塘)九(江)鐵路南昌贛江公鐵兩用橋,其基礎(chǔ)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(chǔ)也在發(fā)展。如60年代初建成的委內(nèi)瑞拉的馬拉開波橋,采用直徑為1.35米的預(yù)應(yīng)力混凝土管柱;60年代中期荷蘭建成的東斯海爾德橋,采用直徑為4.26米(14英尺)的預(yù)應(yīng)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(chǔ)中多為鉛直狀,但也出現(xiàn)過少數(shù)斜管柱基礎(chǔ)。如中國京廣(北京—廣州)鐵路正定滹沱河橋墩基礎(chǔ),是由4根直徑1.55米、斜度為8:1的斜鋼筋混凝土管柱構(gòu)成。由于斜管柱的施工難度大,故很少采用。在管柱外側(cè)加鎖口,則可用于鋼鎖口管柱圍堰或沉井(見圍堰)。
管柱基礎(chǔ)施工方法包括下列工序:
  1. 鋼圍籠拼裝浮運下沉 ;
  2. 管柱制造和下沉;
  3. 管柱內(nèi)鉆巖及灌注混凝土;
  4. 插打銅板樁圍堰及圍堰內(nèi)吸泥封底;
  5. 灌注基礎(chǔ)承臺和墩身混凝土
管柱基礎(chǔ)施工的主要優(yōu)點在于:
  1. .不受水深及河床巖層性質(zhì)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(yè)在水面以上進行,改善工人勞動條件;
  4. 浮云工作簡單,施工機具較少,工作量和造價都比較低。