桥梁基础工程-锚碇基础

锚碇基础5.1悬索桥及其锚碇桥塔主缆吊索桥面锚锭桥墩基础地基重力式锚碇（1）锚碇的基本形式隧道式锚碇地锚式岩石锚固土层锚固（重力式）扩大式沉井（箱）式桩式地下连续墙式隧道式岩锚式自锚式锚固形式（2）锚索的分散形式喇叭形散索套散索鞍分散（3）索股向锚固体的传力方式（a）索股的拉力通过数节眼杆形成的眼杆链传至锚固块后方的后锚梁。眼杆链与锚固块之间的是分离的，以保证拉力全部传至后锚梁。工艺繁杂且不经济，现已很少使用。（b）采用上端有螺纹的钢杆代替眼杆传递索股力。当钢杆过长过重时，会给施工带来困难。（c）锚固块中施加预应力后，其钢杆的长度只要保证他与锚体混凝土之间有足够的黏结力传递索股力即可，其长度可较（b）中的长度大大减小。（d）在混凝土在前锚面通过基板将连接索股的螺杆直接与预应力筋相连，将索股力传至锚体。（e）索股穿过锚固在锚体中的锚管后，固定在后锚面。5.2重力式锚碇基础的类型（1）浅埋扩大式基础施工期间：主要受自重作用，作用于竖向，此时，应保证地基承载力和沉降要求。运营期间：荷载为自重+主缆传来的拉力。除承载力和沉降外，还需重点保证锚碇不会发生水平滑移和倾覆，即应满足稳定性条件。同时，还需将基础的沉降和水平位移控制在容许范围内。•受力特点及要求分离式连体式良好岩（土）层埋深较小时适用。•厦门海沧大桥东航道大桥东锚碇基础主缆拉力120000kN。选择强风化斜长花岗斑岩为持力层，基本承载力0不小于500kPa。基础底面尺寸为79.5m×57m，底面积为4531.5m2。其中，为提高基础的抗滑能力，基础底面设计成5.41%的倒坡；同时，为尽可能减小基底的压应力但同时又能保证基础的抗覆稳定性，基础的前端部分设计为箱型，而后部则采用实体形式。（2）地下连续墙基础先以地下连续墙围成圆形或矩形截面的围护结构，然后用“逆作法”施做内衬。挖至设计深度形成基坑，再浇筑底板，然后在其中灌注（填筑）混凝土或砂、水等增加重量，最后浇筑顶板形成基础。主缆设计拉力为617900kN。锚碇位于长江南岸的I级阶地，属长江冲积平原的高河漫滩，地势相对平缓。以卵石、圆砾层作为基底持力层。连续墙外径73m，壁厚1.5m，内衬由上到下采用1.5m、2.0、2.5m不同的厚度，基坑开挖深度41.5m，底板厚度6m，坑内回填填芯混凝土，最后浇筑6-10m厚的钢筋混凝土顶板。•阳逻长江大桥南锚基础处陆地或浅水区，良好土（岩）层埋深较大时适用。阳逻长江大桥锚碇基坑（3）沉井基础良好土（岩）层埋深较大时适用。主缆拉力640000kN。地层上部为78m～86m的覆盖层，下为石灰岩。选择长69m、宽51m、高58m的特大沉井作为锚碇基础，沉井在平面上分为36个隔舱，竖向分为11节，并在沉井后段隔舱中填砂、填水，增加基础的重量，并使其重心后移，为提高基础的稳定性。•江阴长江大桥北锚基础（4）桩基础结构轻，作用机理复杂，设计者对运营期间水平位移能否有效控制无把握。目前较少采用。NewCarquinezBridge5.3重力式锚碇的设计5.3.1锚碇地基验算的内容及要求•受力特点（3）在运营阶段，在巨大的主缆拉力作用下，基底压应力变为前大后小的前倾状态。（1）在基础浇筑完成后，地基受力比较均匀。（2）基础之上的锚体浇筑后，由于锚体通常后重前轻，故属基底后端压应力较大，前端压应力较小的后倾偏心受压状态。•验算内容（1）持力层承载力（2）锚碇基础偏心距（3）锚碇整体抗滑动能力（4）锚碇抗覆稳定性（5）地基沉降及锚碇水平位移（1）持力层承载力（2）锚碇基础偏心距（3）锚碇整体抗滑动能力（4）锚碇抗覆稳定性（5）地基沉降及锚碇水平位移a[]pfmaxRa[]pf轴心荷载作用下偏心荷载作用下承载力容许值抗力系数施工到运营各阶段：按短期效应组合计算e施工到运营各阶段：核心半径运营阶段：f2K整体抗滑稳定安全系数c3K抗倾覆安全系数运营阶段：5.3.2锚碇受力分析TGNFTxTyeGexeyOeNqTNPTxTyexeyG2锚体基础FeG2eG1ePOG1浅埋扩大基础深埋基础T——主缆在散索鞍支点处的拉力；G——锚碇的重量；N——地基对锚碇基础的法向反力；F——沿基础底面方向的摩擦力。G1——锚体的重量；G2——基础（包括其中填充物）的重量；P——侧面土层对基础的横向抗力；F——沿基础底面方向的摩擦力；（1）荷载5.3.3锚碇基础的选型主缆拉力较小时可选扩大基础，较大时采用地下连续墙基础、沉井等。（2）地质水文条件岩层埋深较浅时可采用浅埋基础，较深时采用沉井基础或地下连续基础，或对地基预先加固后采用浅埋基础。（3）施工浅埋扩大基础最简单。沉井基础适用性强，可在陆地、浅水、深水区施工。但可能会出现下沉困难。倾斜、偏移等现象。地下连续墙基础适于在陆地或浅水区施工，在砂层或强度较高的岩石中成槽困难。（4）造价、工期等5.3.4锚碇基础设计步骤5.4锚碇基础的施工5.4.1浅埋扩大基础施工（1）基坑开挖海沧大桥东锚碇基础基坑（底面73.5m52m，深37.3m）降水，放坡开挖。（2）锚碇基础浇筑大体积混凝土分块、分层浇筑。分块分层浇筑28层5层5.4.2地下连续墙基础施工（广州珠江黄埔大桥南汊桥南锚碇）（1）地下连续墙施工1）分段2）导墙施工3）槽段开挖4）清孔5）验槽6）下钢筋笼7）浇筑混凝土基础示意图地下连续墙分段（2）基坑降水（3）内衬施做和基坑开挖（4）基坑施工监测（5）基坑顶板、底板、填芯等部分的施工