高清PDF带书签《桥梁墩台与基础工程(第二版)》盛洪飞

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本书为21世纪交通版高等学校教材。本书根据桥梁工程专业教学大纲要求,详细介绍了桥梁工程下部结构设计理论与计算方法。全书其 11 章,主要内容包括:概论、桥梁台、天然基浅基础、和基础的构造与施工、基础的设计与计算、沉井基础、地下连续墙基础、桥梁大型深水特殊基础,几种特殊地区土的地毕基础、地基处理、冻土地区地基与基础。每章都附有思考题,其中荷载及结构设计计算结合新颁布的《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)加以介绍并给出了相应算例。
本书可作为普通高等院校桥梁、道路、交通等相关专业本科生用教材,也可作为上述专业工程技术人员的工作参考书。

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目录 9
总 序 5
第二版前言 7
第一版前言 8
第一章概 论 12
第一节墩台基础的作用与构成 12
一、墩台基础的一般概念 12
二、墩台基础受力特点 12
第二节 桥渡设计中有关确定墩台基础位置的要求, 13
一、跨径选择问题 13
二、尽量避免在深水主槽中布墩 14
三、桥渡设计中的墩台基础冲刷问题 14
四、地质条件的要求 14
第三节墩台基础设计原则和影响因素 15
一、设计原则 15
二&墩台基础设计影响因素 16
第四节墩台基础设计施工所需资料 16
一、桥位测量资料 16
二、自然资料 16
三、规划资料 17
四、上部结构设计计算及有关设计标准的资料 17
五、工程地质钻探及土质岩石鉴定、分类、物理力学指标资料 17
六、建筑材料调查及供应资料 17
七、现场施工条件资料 17
八、施工单位资质水平、技术力量、机具设备等资料 17
九、桥梁所处环境及对建筑艺术上的特殊要求等资料 17
十、同类型桥梁有关设计、施工、使用方面的资料 17
第五节墩台基础所受作用及作用效应组合 17
一、作用分类与作用代表值 17
二、作用效应组合 19
三、作用量值计算 22
四、墩台作用效应组合 31
第六节桥梁下部结构发展概况及展望 34
第七节 关于桥涵地基基础规范引入极限状态设计 38
原理的协调应用 38
思考题 41
第二章桥梁墩台 42
第一节墩台类型简介 42
一、桥墩类型 42
m-ni 51
二、桥台类型 54
第二节 墩台的构造要求和尺寸拟定 62
一、桥墩的构造要求和尺寸拟定 62
断面I—I 65
二、桥台构造要求和尺寸拟定 66
第三节墩台验算 68
一、墩台顶帽的验算 68
二、墩(台)身截面验算 71
表2・5 72
式中:S, 72
表2-6 72
% % 75
三、墩台顶水平位移的计算 76
四、墩台与基础需整体考虑的几项验算 78
五、拱桥墩台的施工验算 78
第四节 几种桥梁墩台计算要点简介 78
一、带支承梁的梁桥轻型桥台计算要点 78
二、拱桥轻型桥台的计算要点 80
三、柔性墩计算要点 83
四、空心高墩的计算要点 87
第五节墩台的抗震计算 90
一、桥梁延性抗震设计 90
二、一般规定中的设计加速度反应谱 90
场地系数C 表312 91
三、地震作用计算 92
第六节墩台的维修加固和改造 100
一、墩台表面缺陷的维修 100
二、墩台基础加固 101
三、墩台加宽 103
思考题 105
作业题 106
第三章天然地基浅基础 109
第一节概 述 109
第二节 浅基础的分类及构造要求 110
一、扩大基础 110
二、条形基础 111
三、筏板和箱形基础 111
第三节 基础埋置深度的确定与尺寸拟定 112
一、基础埋置深度的确定 112
二、基础尺寸拟定 114
第四节刚性扩大基础验算 115
一、地基土承载力验算 116
系数% 表3-5 121
二、基底合力偏心距验算 121
△一也一也 122
三、基础稳定性验算 122
四、基础沉降验算 125
Az 值 表3-10 126
第五节浅基础施工 127
一、基础的定位放样 127
二、旱地浅基础施工 128
(二)基坑排水 131
三、水中浅基础施工 133
(一)改河截流法 133
(二)围堰施工 133
第六节基坑板桩墙支护验算 135
一、悬臂板桩墙计算 136
二、单支撑板桩墙计算 137
三、多支撑板桩墙计算 138
第七节刚性扩大基础U形桥台算例 139
一、设计资料 139
二、设计依据和参考资料 140
三、桥台尺寸拟定和计算 140
四、作用计算 140
(一)结构重力计算 140
1S 141
(二)汽车荷载布置和支座反力、土压力计算 142
五、台身截面强度验算 145
c 2.94 145
6-2.59 145
(一)台身底截面特征值的计算 145
(二)荷载组合和计算 146
(三)截面强度验算 146
六、基础底面地基承载力验算 147
(一)基础底面特征值计算 147
(二)地基土容许承载力确定 147
(三)汽车荷载验算 147
< E/J 148
七、稳定性验算 148
1 + 1 + v/♦ q 148
八、沉降量计算 152
(一)基底应力计算 152
(二)各土层自重应力计算 152
(三)各土层附加应力计算 153
(四)压缩层厚度确定 153
(五)沉降量验算 154
思考题 154
作业题 154
第四章桩和桩基础的构造与施工 156
第一节概 述 156
一、桩基础的功能和特点 156
二、桩基础的应用范围 157
三、桩基础整体设计要求 157
第二节桩与桩基础的类型 157
一、桩的分类 157
(一)按桩的材料 158
(二)按桩截面形状 158
(三)按桩的轴线方向 158
(四)按土对桩的支承力性质 159
(五)按成桩方法的挤土效应 161
酬颂 162
二、桩基础分类 163
第三节桩与桩基础的构造 164
、桩的构造 164
(一)预制钢筋混凝土桩 164
(二)预应力钢筋混凝土桩 164
(三)钢桩 165
(四)钻(挖)孔桩 166
二、桩基础与承台构造 167
(一)桩的布置 167
d> I 000mm 167
(二)桩与承台、盖梁的连接 168
(三)承台和横系梁构造 168
第四节桩基础施工 169
一、就地灌注桩施工 169
(一)钻孔灌注桩施工 169
(二)沉管灌注桩施工 178
(三)挖孔桩施工 179
(四)大直径钻埋空心桩的成桩工艺 182
二、预制沉入桩施工 185
(一)对预制桩的要求 186
(二)桩的吊运要求 187
(三)桩锤重量的选择 187
(四)沉桩注意事项 188
三、深水桩与承台施工 189
(一)深水桩的施工 189
(二)深水承台施工 191
思考题 193
第五章桩基础的设计与计算 194
第一节单桩轴向容许承载力确定 194
、轴向荷载作用下,单桩工作状态分析 194
二、单桩轴向容许承载力确定 195
(一)静载试桩法 195
(二)按桥涵设计规范公式计算单桩轴向容许承载力 196
表5-4 199
(三)锤击沉入桩的动力公式 203
系数1/ 表5-10 205
E 值 表5-11 205
(四)按桩身材料强度确定单桩轴向承载力 205
(五)考虑负摩阻力作用桩的轴向承载力计算 208
中性点深度比(%4) 表5/5 209
(六)采用自平衡法测试桩承载力的方法简介 211
第二节单桩横轴向容许承载力确定简介 217
、概述 217
二、单桩横轴向承载力的静载试验法 218
(一)加载装置 218
(二)加载方法 218
(三)单桩横向临界荷载与极限荷载确定 219
(四)单桩横轴向容许承载力确定 220
三、单桩横轴向容许承载力的实用计算方法(规范法) 220
(一)基本计算假设简介 220
(二)地基抗力系数随深度的变化 221
(三)法计算的基本假定和各计算参数的确定 222
奄二冷 225
4-二二弗 225
布二曲 225
(四)平面受力假设 225
/V 225
第三节 弹性单桩、单排桩的内力与变位计算 226
一、基本公式推导 226
二、Q。、%的计算 228
(一)桩柱顶为自由端 228
(二)桩柱顶为弹性嵌固 228
三、%、伏)的计算 228
(一)桩底为非岩石类土或支承在基岩面上 228
(二)桩底嵌入基岩内时 230
QQ二而乙g-4曷 230
(三)X0、例计算 230
四、桩端底压应力计算 231
五、桩柱顶水平位移计算 231
六、弹性单桩、单排桩设计计算程序 232
七、单排桩基础算例 232
(一)基本设计资料 232
(二)墩柱及桩的尺寸 232
(三)荷载计算 232
(四)桩长计算 234
(五)桩身内力及变位计算 234
第四节弹性多排桩的内力与变位计算 237
一、桩顶变位的确定 237
二、单桩桩顶刚度系数确定 237
三、承台位移的计算 240
四、第,根桩柱顶变位与“作用”力的计算 241
五、斜桩计算简介 241
丁明=[ (piCos2^- +p2sin2^)Xf- +p3sin^ ] 242
= £("闻1?例 4-p2cos2g>J i = I 242
m r 242
y加=[(pi -pJX.sin^cos^. -p3cos^. 242
六、群桩基础的整体验算 243
(一)单桩与群桩的工作特点 243
(二)群桩作为整体基础的计算 244
七、低桩承台式基础计算 246
八、桥台基桩直接承受梯形土压力的计算 247
九、多排桩设计计算要点简介 248
(一)多排桩的选择原则 248
(二)承台高程的确定 249
(三)桩的根数估算 249
(四)参数计算 250
(六)桩身内力、变位计算与配筋 251
(七)多排桩的整体验算 251
(八)承台座板的受力计算与配筋 见本章第五节。 251
十、多排桩算例 251
(一)设计资料 251
(二)单桩轴向容许承载力验算 252
(略) 252
(三)单桩所受作用的计算 252
第五节承台座板计算 254
一、承台座板按其各种受力状态的计算 254
(一)桩顶承台混凝土局部受压验算 254
(二)埋入承台部分桩顶处桩侧与承台座板混凝土受压验算 254
(三)承台悬出部分验算 255
二、承台座板按“撑杆一系杆体系”计算配筋 259
思考题 260
作业题 260
第六章沉井基础 263
第一节概 述 263
'ss 264
-15wal5_1s-l5-l5-l5_l5-l5-l5-6 264
‘冽6" 可可 264
第二节沉井基础的类型和构造要求 264
一、沉井基础的类型 264
(一)根据沉井建筑材料分类 264
(二)根据沉井施工方法分类 265
(三)根据沉井平面形状分类 265
(四)根据沉井的立面形状分类 265
二、沉井的构造 265
(一)刃脚 266
(二)井壁 266
(三)隔墙 266
(四)井孔 266
(五)凹槽 267
(六)封底混凝土 267
(七)顶盖板 267
(八)预埋管组 267
第三节沉井基础施工 267
一、旱地上的沉井施工 267
(一)平整场地铺设垫木 267
(二)制作底节沉井 268
(三)拆模和抽垫木 268
(四)挖土下沉 268
(五)沉井接高 268
(六)地基检验和处理 269
(七)沉井封底及浇注顶盖板 269
二、水中沉井施工 269
(一)筑岛法 269
(二)浮运沉井施工 270
~ n 11 \a a \ n / /理环缀角 272
三、沉井下沉的助沉和纠偏 272
(一)沉井下沉的助沉措施 272
(二)沉井的纠偏 275
第四节沉井基础的设计与计算 276
一、沉井基础的尺寸拟定 276
二、沉井作为刚性深基础的整体设计与计算 277
(一)非岩石类地基上刚性深基础的计算 277
(二)基底嵌入基岩中的刚性深基础的计算 280
三、沉井施工过程的结构验算 282
(一)沉井下沉的自重验算 282
(二)第一节(底节)沉井竖向挠曲验算 283
(三)沉井刃脚的竖向和水平向强度验算 284
M=必+必+此『+ / +此 287
(四)井壁受力计算 289
(五)内隔墙的验算 291
(六)混凝土封底及顶盖板的计算 292
此3 =场+从吼 292
四、薄壁浮运沉井浮运过程稳定性验算 293
(一)正浮状态稳定性验算 293
(二)倾斜角度验算 295
(三)井壁出水高度验算 295
第五节沉井基础算例 296
一、基本设计资料 296
二、沉井尺寸拟定和材料选取 296
三、沉井作为整体刚性深基础的验算 297
° = """2j8 61/i(3A - h) 298
(一)水平压应力验算 298
(二)基础底面竖向压应力验算 299
四、沉井施工过程各种验算 299
(一)沉井顺利下沉自重验算 299
(二)第一节沉井验算 299
(四)井壁计算 303
(五)封底混凝土与顶盖板计算 305
思考题 305
作业题 306
第七章地下连续墙基础 307
第一节概 述 307
第二节 地下连续墙施工要点简介 309
一、地连墙施工程序 310
二、施工要点简介 310
第三节地下连续墙支护结构设计 314
一、地连墙基坑支护设计内容和规定 314
二、地连墙支护结构计算 316
第四节地下连续墙基础设计 320
一、地连墙基础类型 321
二、构造规定 322
三、地连墙基础承受各种作用及效应组合计算简介 323
思考题 323
第八章桥梁大型深水特殊基础 325
第一节概 述 325
一、重力式钻井平台基础 325
二、钢塔钻井平台的大直径桩基础 325
三、自浮移式钻井平台基础 327
四、管形筏式基础 327
第二节气压沉箱基础 327
一、沉箱结构构造 328
二、沉箱结构设计 329
丝一 330
三、沉箱的制造与下沉 331
Li / 333
I ill 11/ 333
第三节沉井管柱组合基础 333
(一)自然条件 333
(二)结构布置 334
(三)结构设计 335
第四节锁口钢管桩与双承台管桩基础 336
一、锁口钢管桩基础 336
(一)锁口钢管桩施工要点 338
(二)锁口钢管桩计算要点 338
「那号 339
二、双承台管桩(柱)基础 340
第五节设置基础 341
一、设置沉井基础 342
二、钟铃形设置基础 343
思考题 344
第九章几种特殊地区土的地基基础 345
第一节软土地区基础 345
一、软土地基承载力确定 345
表9/ 346
二、地基变形验算 350
S,=图工产―[金坨(卷上也)] (9-12) 351
E 1 + 6% L \ pvi / J 351
三、软土地基处理 351
四、天然地基的评价 351
五、桩基承载力与变形 352
第二节湿陷性黄土地基础 356
一、测定黄土湿陷性的试验 357
二、黄土湿陷性评价 359
三、湿陷性黄土地基沉降和地基承载力计算 361
四、湿陷性黄土地区的桩基础 362
五、湿陷性黄土地基处理 363
第三节膨胀土地基 364
一、膨胀土特性因素和膨胀土地基的胀缩等级的判别 364
(一)影响膨胀土胀缩特性的主要因素 364
(二)膨胀土的工程特性指标 365
(三)膨胀土的判别和地基评价 367
二、膨胀土地基设计计算 367
(一)膨胀土地基变形量计算 367
大气影响深度(m) 表9-19 369
(二)膨胀土地基承载力 369
三、膨胀土地区桥涵基础工程的问题要点 370
思考题 371
第十章地基处理 372
第一节概 述 372
第二节置换垫层法 375
一、砂砾垫层厚度与宽度确定 375
垫层压力扩散角0(°) 表10-2 376
二、基础底面地基承载力 376
三、基础沉降量计算 376
第三节排水固结法 377
一、排水固结法原理 377
二、砂井堆载预压排水固结法 378
(一)砂井构造设计 378
(二)砂井地基固结度计算 379
三、其他方法简介 383
(一)真空预压法 383
(二)电渗固结法 383
(三)降低地下水位法 384
第四节振密、挤密法 384
一、砂桩挤密加固法 384
(一)桩材料和尺寸 384
(二)成桩方法 384
(三)砂桩面积与桩距计算 385
(四)砂桩的灌砂量 385
二、楔形桩挤宙加固法 385
(一)工作原理 386
(二)单桩容许承载力计算 386
三、强力夯实法 386
(一)工作原理 387
(二)强夯设计 387
第五节化学加固法 387
一、高压喷射注浆法 387
(一)注浆材料的使用数量 387
(二)喷射压力与距离关系 388
(三)布孔形式及孔距 388
二、深层搅拌法 389
(一)工作原理 389
(二)粉喷桩的计算 389
三、灌浆法 390
思考题 391
第十一章冻土地区地基与基础 392
第一节冻土的基本概念 392
第二节冻土的工程分类 393
一、季节冻土按冻胀性的分类 393
表 11-1 394
二、多年冻土按融沉性的分类 395
第三节 土的冻胀力 397
一、切向冻胀力 397
二、法向冻胀力 397
三、水平冻胀力 398
第四节 考虑地基土冻胀作用桥涵基础埋置深度确定 399
一、季节性冻土地区地基与基础 399
二、扩大基础切向冻胀力抗冻拔验算 400
三、基桩冻拔稳定验算 401
第五节多年冻土地区地基与基础 401
一、多年冻土地区地基与基础设计原则 401
(一)保持冻结状态原则 401
(二)逐渐融化状态和预先融化状态原则 402
二、多年冻土地基计算 402
(一)保持冻结状态地基的计算 402
(二)逐渐融化状态和预先融化状态地基的计算 403
(三)多年冻土墩台基础抗冻拔稳定性计算 405
第六节基础防冻害措施 406
一、防冻胀措施 406
二、防融沉措施 407
第七节冻土地区桥台填土水平冻胀力验算 407
一、轻型桥台水平冻胀力验算 408
二、重力式桥台稳定性验算 408
思考题 408
附录I 409
地基承载力基本容许值 409
一、岩石地基承载力基本容许值 409
二、碎石土地基承载力容许值 409
三、砂土地基承载力基本容许值 410
四、粉土地基承载力基本容许值 410
五、黏性土地基承载力基本容许值 410
附录n弹性桩计算用表 412
附录HI中国季节性冻土标准冻深线图 416

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