桥梁基础工程知识要点

1.我们一般习惯将桥梁的结构划分为上部结构和下部结构两大部分。掌握P1图1.1

2.桥梁上下部分结构划分，梁式桥以支座划分，支座以上（含支座）为上部结构。

3.上部结构是拉弯体系、下部结构是压弯体系。

4.受水流和水中的漂浮物、流水、船舶等撞击作用，这些力的作用方向，主要是横桥方向。

5.同一桥渡线上，采用大跨径将减少孔数、墩数，单增加了上部结构的工程量和施工难度。小跨径则反之（大、小跨径的优缺点）。

6.一般通航河流最小跨度不宜小于40m。

7.桥渡设计中的冲刷是决定桥墩基础埋置深度的关键因素。

8.基础设计时，优先考虑扩大基础、再考虑桩基础。

9.墩台基础设计原则：适用、经济、安全、美观，主要解决结构安全和造价经济的统一，使用功能与美学造型的统一。（八个字+两个统一）

11.桥梁下部结构由墩台与基础组成，墩台主要由墩(台)帽、墩（台）身两部分组成。

12.桥墩的类型主要由墩身的结构形式划分，一般分为实体桥墩、空心桥墩、桩（柱）式桥墩、排架桥墩及杆式（板式）结构墩等五种类型。按照受力后变形特征分为刚性墩和柔性墩。

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计算题41、66、71、72

13.实体桥墩是指桥墩由实体结构组成，又称重力式桥墩。其特点是主要是依靠自身重力（包括上部结构重力）来平衡外力保证桥墩稳定，其体积和自重较大，可就地取材，一般不设受力钢筋，用块（片）石、圬工砌体或素混凝土修建，是一般跨径桥梁较适宜的结构形式。

14.当采用桩基础时，可一桩到顶，上加盖梁作为墩帽，形成桩（柱）式桥墩。当墩柱高度大于桩的间距1.5倍时，为增加墩柱刚度而需在桩顶设置横系梁。

15.桥墩在顺桥方向的墩身可以做的很薄，叫做柔性墩。

16.拱桥墩按照构造分类有重力式墩和柱式墩。按承受的水平力的情况来分类可分为普通墩和单向推力墩。

17.桥台的结构形式分类分为重力式、埋置式、轻式、组合式和承拉式桥台。

18.重力式桥台也称实体桥台或U型桥台，它由台身（前墙）、台帽、基础与两侧的翼墙（侧墙）组成。主要依靠自重与台腔内填土重平衡后台的土压力，保持桥台的稳定性。

19.埋置式桥台是将台身埋在锥形护坡中，只露出台帽以安置支座及上部结构。其优点是所受的土压力大大减小，桥台的体积相应减少，也减少了基础圬工量。缺点是溜坡伸入到桥孔，压缩了河道。

20.实体后倾埋置式桥台实质上属于重力式桥台，它的工作原理是依靠台身后倾，使重心落在基底截面的形心之后，以平衡台后填土的倾覆力矩而保证桥台具有较好的稳定性。

21.钢筋混凝土薄壁桥台的特点是利用钢筋混凝土结构的抗弯能力来减少圬工体积而

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使桥台轻型化，薄壁轻型桥台适用于软弱地基条件。

22.铆碇板式桥台可分为分离式和结合式，分离铆碇板式桥台受力明确但结构复杂，施工不方便。结合铆碇板式桥台施工方便，但受力不明确。

23.梁板式桥桥墩构造要求，其中墩帽有四点，①一般墩帽材料采用强度等级C25以上的钢筋混凝土修筑。②在支座下面设置钢筋网。③当桥墩需要安置不同高度支座时，应设支撑垫石。④墩帽平面应设置不小于3%的排水坡。

24.墩帽尺寸拟定，除满足安放支座的要求外，还应考虑温度影响下梁的伸缩和荷载作用下梁挠曲后引起梁端转动的要求。

25.墩身当采用混凝土时，强度等级要不低于C20。对于轻型桥墩墩身，应采用不低于C25的混凝土或钢筋混凝土。墩身尺寸主要以墩帽尺寸确定。

26.墩台帽的验算，梁式桥重力式墩台顶帽局部承压验算。

28.墩台表面的缺陷主要表现在剥蚀和裂缝两个方面。

27.墩（台）身截面验算：截面强度、刚度和稳定性验算。桥梁墩台身强度验算截面位置，常选取墩台身截面突变处和墩台身与基础交界处，采用悬臂式墩台帽的墩身，还应对与墩台帽交界的墩身截面进行验算。当桥墩较高时，由于危险截面不一定是在墩身底部，需沿墩身每隔2~3m选取一个验算截面。

29.裂缝一般分为两类：①非结构受力裂缝，（4种施工及环境因素）②结构受力裂缝。（3种）

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对于非结构受力裂缝主要是消除裂缝可用下列方法：（1）表面封闭修补法，适用于封闭细小裂缝、死缝和没有结构意义的裂缝。（2）压力灌浆法，用于裂缝较多且深入结构内部的情况。对于结构受力裂缝有（1）加配钢筋修补法。（2）粘贴修补法，粘贴钢板或者碳纤维布等。

30.对单排柱式桥墩采用增补基桩加固时，如原有桩距较大（4~5倍桩径）时，可在桩间插桩。

31.墩（台）身加固方法：围绕整个台身设置钢筋混凝土护套的方法进行加固。

32.墩台加宽①确定采用单侧加宽还是双侧加宽。②确定加宽部分的结构类型。

33.根据基础埋置于途中的深度将其分为浅基础和深基础。一般浅基础通常修建于天然地基上，称为天然地基上的浅基础，其特点是地基土保持自然形成的结构和特性。

34.浅基础根据其构造形式和尺寸大小可分为扩大基础、条形基础及阀板和箱形基础。

35.扩大基础就是在墩台身底截面的基础上扩大而成的基础。

36.刚性扩大基础通常采用片石、块石砌体或者混凝土等圬工结构，不配置钢筋。满足刚性扩大基础的基本条件是刚性角小于圬工材料的刚性角。一般当基础高度超过1.0m以后可设台阶，台阶宽度为0.2~0.5m，高度不小于0.5m一般台阶为等高，每一台阶均需满足刚性角的要求。

37.刚性扩大基础顶面要设襟边，其作用有①调整墩身的位置。②支立墩身模板。③扩大墩身底面积。

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38.柔性扩大基础是钢筋混凝土结构。

39.直接承受基础荷载的一定厚度的地基土层称为持力层，其特点是①强度高；②压缩变形小。确定基础埋置深度的原则是“能浅则不深”。

40.影响埋置深度的因素（答4点即可）①桥位处地质条件②河流冲刷深度的要求，对于小桥涵基础，基底埋深在局部冲刷线以下不小于1.0m③季节性冻土地区考虑地基土冻胀性的基础埋置深度④上部结构类形和荷载的影响⑤桥位地形条件⑥保持地基土稳定性的最小埋置深度，为了保证持力层的稳定和不受扰动，规定基础底面埋深均应在天然底面或无冲刷线河流的河床以下不小于1.0m⑦相邻建筑物基础埋深的影响。

41.刚性扩大基础验算，地基土承载力验算，算至P100页公式3.8

42.基础稳定性验算包括①抗倾覆稳定性验算②抗滑动稳定验算

43.基坑开挖可采用人工开挖和机械开挖，人工开挖的注意事项：使每个人有一个适当的工作面，注意弃土的的堆放不影响坑壁稳定和妨碍施工。机械开挖的注意事项：①注意机械行走时，不要引起坑壁的坍塌，要距离坑缘不小于2.0m。②机械开挖当距离基底标高0.3~0.5m时，余下深度应人工开挖，以免破坏基底土的结构。③基坑开挖后最好马上砌筑基础，如不能连续施工时，在基底标高以上预留0.1~0.2m的保护土层，以面地基土长时间暴露削弱地基承载力。

44.无支护基坑，一般基坑深度在5m以内，施工期较短，基坑底在底下水位以上，土的湿度正常（接近最佳含水量），土层构造均匀时，可用无支护基坑。

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45.有支护基坑包括①木板支撑（随挖随撑）②板桩墙支护③喷射混凝土护壁④混凝土围圈护壁。其中板桩墙支护中，如果基坑地面标高低于底下水位，且渗水量较大时，可用防渗性能较好的板桩作支撑。

46.基坑排水一般采用①表面排水法，适用于岩石及碎石类土也适用于渗水率不大的粘性土基坑②井点降水法，适用于粉细砂土。可以从根本上降低基坑下地下水位，形成稳定的降落曲线，土壤疏干，抗剪强度高，稳定坑壁，可不必放坡或坡度改陡，减少挖方和回填土量。并降低支撑要求。

47.在水中浅基础施工，主要是解决围水挡水问题。

48.(一)改河截流法（二）围堰施工，应有如下要求①围堰高度应高出施工期间可能出现的最高水位（包括浪高）不小于0.5~0.7m。②河床断面压缩一般不超过流水断面积的30%。③一般围堰坡脚距离基坑边缘的宽度，需根据土质和坑深酌定，但不应小于1.0m。④具有一定的强度、稳定性和防渗性。

49.围堰包括：①土围堰与土袋围堰。②木板桩围堰。③钢板桩围堰，插打一般自上游插向下游，拆除时自下游拆向上游。

50.若干根桩通过顶端的承台板（或盖梁）联结成整体的承（传）力结构称为桩基础。其作用是将承台（或盖梁）以上结构物传来的各种荷载外力，通过承台（或盖梁）传给各根桩，再由桩传到深层的地基持力层中。其优点是①承载力较高。②沉降变形小。③稳定性好。④变水下作业为水上作业。⑤适用于机械化施工。⑥适应各种复杂的土质条件。

51. 按土对桩的支承力性质分为：摩擦桩和柱桩。

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①摩擦桩：桩所穿过是较弱的土层并支撑在各种压缩性土中，此时桩主要依靠作用在桩壁侧面的摩擦力来承受竖向荷载，而桩底土的支承力所占比例很小，甚至可以忽略不计。

②柱桩（柱承桩）：桩底支撑在岩层或坚硬土层等非压缩性土层上，此时桩主要依靠桩底土层的土抗力来支承竖向荷载，因桩的沉降只有桩身累积弹性压缩变形，而认为摩擦力可忽略不计。

柱承桩承载力大，基础沉降小，较安全，但若岩层埋置很深，采用柱桩不经济，就采用摩擦桩。

52.按施工方法分为以下几种

①沉入桩：将预制的钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、木桩及螺旋桩等，采用适当的方法将桩沉入途中的桩。

②就地灌注桩可分为1.挖孔灌注桩。2.钻孔灌注桩。③管柱基础

53.从设计计算和施工考虑可分为高桩承台基础和低桩承台基础。

①高桩承台：基桩部分桩身埋入土中，上面有部分桩身露出在地面线或局部冲刷线以上，这段外露桩长称为桩的自由长度。

自由长度：基底（承台底部）至局部冲刷线的长度。

②低桩承台：承台底面位于地面线（无冲刷）或局部冲刷线以下。

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高桩承台由于承台位置较高，能减少墩台圬工量，减轻自重，施工较为方便，也较经济。但由于高桩承台的自由长度段周围无土固结共同受力，使基础整体刚度小，桩身内力和位移较大，稳定性方面不如低桩承台，近年来由于大直径钻孔灌注桩的推广应用，桩的刚度、强度都较大因而高桩承台在桥梁基础工程中应用较广泛。

.预制钢筋混凝土桩通常采用实心方桩，桩身混凝土标号不低于C25桩身配筋应按起吊、运输、沉桩和使用各阶段的内力要求通长配筋。

55.群桩基础桩的平面布置应符合下述原则：

①桩的中距及边桩外侧与承台边缘的距离应符合规范要求；

②应使群桩所围面积形心尽量与外荷载合力作用点重合或接近；

③一般可采用均匀布置（如行列式、梅花式、环形等），当承受较大弯矩时，为使各桩受力均匀，也可不等距布置；

④在满足桩距的要求情况下，应尽可能将桩布置在承台外围，以增加桩基础的整体惯矩。

56. ①预制桩与承台的连接：当桩径（边长）小于600mm时，埋入长度a≥2D(b)；当桩径（边长）为600~1200mm时，a≥1200mm，当桩径（边长）大于1200mm时，a≥D（b）

②钻孔桩与承台的连接：桩身嵌入承台内的深度为150~200mm，对于盖梁，桩身可不嵌入。伸入承台或盖梁内的桩顶主筋可做成喇叭形（与竖直线约成15°角）。

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57.承台坐板的厚度宜为桩直径的1.0~2.0倍，且不小于1500mm，混凝土强度等级不低于C25。

58.桩基础的施工工艺：埋设护筒→泥浆制备→钻孔→清孔→钢筋骨架组装和吊安→灌注水下混凝土。

护筒作用是：①保护孔口不坍；②固定桩位钻孔时起导向作用；③隔离地面水并保持护筒内水位高度，保护孔壁不坍。

泥浆的作用：①在孔壁形成一层泥皮，隔断孔内外水流起着护壁的作用；②润滑钻头，减少钻进阻力。

泥浆的三项重要指标：相对密度、粘度、含砂率。

钻孔分为①旋转钻孔法：其中包括正循环旋转钻进和反循环旋转钻进。②冲抓钻孔法；③冲击钻孔法。

清孔的目的：减小孔底沉淀土层厚度，以达到设计要求，保证桩尖土的承载能力；为灌注水下混凝土创造良好条件，保证水下混凝土灌注质量。

对于分节制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接，并要求主筋错开，同一断面主筋接头数不超过50%。

灌注水下混凝土：在导管使用前应进行水密、承压和接头抗拉等试验。

59.吊环的位置、数目要根据桩长、起吊设备及吊运方法通过计算确定，其原则是按均

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布配筋，最大正负弯矩相等确定吊环位置。

60.桩锤重量的选择原则是：重锤低击。

61.锤击沉桩的停锤控制标准一般是以控制贯入度决定。

62.一般作用在单桩桩顶上的外荷载有三种：轴向力、横轴向力、弯矩。

63.从单桩受力和破坏机理分析得知，桩承受的轴向力主要决定桩的入土深度（对摩擦桩）和桩身受压强度（对柱桩），这是桩基础在设计计算中首先要解决的最主要的问题。

而桩承受的横轴向力和弯矩，则是在桩处于一种压弯构件的工作状态，用来确定桩身的压弯强度和配筋。桩在轴向荷载作用下破坏的两种模式：柱桩破坏模式和摩擦桩破坏模式。

.摩擦桩荷载传递破坏规律：首先产生摩阻力；首先摩阻力达到极限值；首先摩阻力破坏。

65.加载方式采用分级加载方法，并能看懂P176的图5.4并注意单位

66.P177页计算单桩的容许承载力

67.“假极限”一般出现在饱和细中、粗、砂中连续出击沉桩时。

“吸入”一般在粘土、亚粘土中连续锤击沉桩时。

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68.桩在横向荷载作用下有如下两种破坏状况：①桩周土体稳定性破坏②桩身材料破坏。

在横轴向力作用下正常工作的基本要求是：桩侧土稳定性不破坏；桩身材料不断裂；桩顶的水平位移和转角不超过结构物要求的容许值。

69.试验加卸载法一般采用单向多循环加卸载法。

70.单桩横向容许承载力实用计算方法一般用“m”法计算在横轴向荷载作用下算容许承载力。

两个基本假设①弹性地基梁计算挠曲变形的基本假设；②文克尔假设计算土抗力。

Cz地基系数：某深度处单位面积地基土产生单位位移所需施加的力，是计算土抗力的物理参数，单位KN/m3 m为土的地基系数随深度变化的比例系数（kN/m4）

71.计算P195-197，当在hm深度内有几层土层时，应换算成一个m值，其方法为令换算钱的地基系数面积与换算后的地基系数面积相等推导而来的。72.计算P208 桩长的计算

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