由鋼筋混凝土、預應力混凝土或鋼管柱群和鋼筋混凝土承臺組成的基礎結構。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,柱底盡可能落在堅實土層或錨固於巖層中,其頂部的鋼筋混凝土承臺,支托橋墩(臺)及上部結構。作用在承臺的全部荷載,通過管柱傳遞到深層的密實土或巖層上(見圖)。

  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巖上或嵌於基巖中,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;如管柱下端未達基巖,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,也可以按承臺位置的高低分類:當承臺位於地面或河床面以下者,稱低承臺管柱基礎;如承臺位於地面或河床面以上者,稱高承臺管柱基礎。當河床有沖刷,承臺位於最低沖刷線以上者,也應按高承臺管柱基礎設計計算。

  由於管柱直徑甚大(中國習慣上做成1.2米以上),雖為高承臺基礎,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。

  施工特點和計算原則 管柱是在工廠或工地預制的鋼、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,同時在管內進行鉆、挖或吸泥,以減少下沉阻力。如管柱落於基巖,可利用管壁作套管,進行鑿巖鉆孔,再填築鋼筋混凝土,使管柱錨於基巖,以增加基礎穩定性和支承能力。也有先在地層中鉆成大直徑孔,再把預制的管柱插入孔中,並在柱壁與孔壁之間壓入水泥沙漿,使管柱與土層緊密連接,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。

  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。

  歷史和發展 管柱基礎是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米並通過鉆巖錨固於巖盤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,錨固於基巖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。在其他國傢,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,采用直徑為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,采用直徑為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,則使用瞭直徑為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,故很少采用。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)。

  

參考書目

 H.M.戈洛鐸夫,K.C.西林等著,鐵道部大橋工程局譯:《管柱基礎》,科技衛生出版社,上海,1959。