第十章 天然地基上的淺基礎(chǔ)設(shè)計

1、 橋梁的基本組成：橋梁的基本組成：（1）上部結(jié)構(gòu)：橋跨結(jié)構(gòu)）上部結(jié)構(gòu)：橋跨結(jié)構(gòu)（2）下部結(jié)構(gòu)：橋墩、橋臺、墩臺的基礎(chǔ)）下部結(jié)構(gòu)：橋墩、橋臺、墩臺的基礎(chǔ)地基基礎(chǔ)方案的類型地基基礎(chǔ)方案的類型 地基與基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的地基與基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的強度和穩(wěn)定性，強度和穩(wěn)定性，且變形且變形也必須在允許范圍內(nèi)。也必須在允許范圍內(nèi)。天然地基天然地基人工地基人工地基深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)天然地基天然地基人工地基人工地基深基礎(chǔ)深基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)?1. 橋位平面圖（橋址地形圖）橋位平面圖（橋址地形圖）及上部結(jié)構(gòu)及墩臺形式、及上部結(jié)構(gòu)及墩臺形式、總體構(gòu)造及有關(guān)設(shè)計資料總體構(gòu)造及有關(guān)設(shè)計資料 2. 橋位工程地質(zhì)勘測報告及工程地

2、質(zhì)縱剖面圖橋位工程地質(zhì)勘測報告及工程地質(zhì)縱剖面圖 3. 地質(zhì)土質(zhì)調(diào)查試驗報告地質(zhì)土質(zhì)調(diào)查試驗報告 4. 河流水文調(diào)查報告河流水文調(diào)查報告 5. 其他調(diào)查資料（地震、建筑材料、氣象、施工等）其他調(diào)查資料（地震、建筑材料、氣象、施工等）二、作用與作用效應(yīng)組合二、作用與作用效應(yīng)組合永久作用：永久作用：結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、土的重力、土側(cè)壓力等。結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力、土的重力、土側(cè)壓力等?？勺冏饔茫嚎勺冏饔茫浩嚭奢d、汽車沖擊力、汽車離心力、汽車汽車荷載、汽車沖擊力、汽車離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動力、風荷載等。引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動力、風荷載等。偶然作用：偶然作用：地震作用、船

3、舶或漂浮物的撞擊作用、汽車地震作用、船舶或漂浮物的撞擊作用、汽車撞擊作用等。撞擊作用等。1. 基本組合和偶然組合基本組合和偶然組合按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計時時2. 短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合當基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要當基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時進行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計時三、作用計算三、作用計算基本原則基本原則（3）地基及基礎(chǔ)的整體）地基及基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性穩(wěn)定性有足夠的保證有足夠的保證如建如建在斜坡上的建筑物的穩(wěn)定性等；在斜坡上的建筑物的穩(wěn)定性等； （4）基礎(chǔ)本身的強度滿足要求。）基礎(chǔ)本身的強度滿足要求。（1）地基應(yīng)有足夠的）地基應(yīng)有足夠的強度強度如

4、作用于地基上的應(yīng)力如作用于地基上的應(yīng)力應(yīng)小于地基容許承載力；應(yīng)小于地基容許承載力；（2）地基及基礎(chǔ)的）地基及基礎(chǔ)的變形變形值應(yīng)小于地基的允許變形值；值應(yīng)小于地基的允許變形值；四、基礎(chǔ)工程設(shè)計計算原則與步驟四、基礎(chǔ)工程設(shè)計計算原則與步驟1. 選擇基礎(chǔ)的選擇基礎(chǔ)的2. 選擇持力層，確定基礎(chǔ)的選擇持力層，確定基礎(chǔ)的3. 初步擬定基礎(chǔ)的尺寸，確定初步擬定基礎(chǔ)的尺寸，確定4. 進行地基與基礎(chǔ)計算：進行地基與基礎(chǔ)計算：地基承載力驗算（持力層強地基承載力驗算（持力層強度驗算和度驗算和5. 基礎(chǔ)細部結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計；基礎(chǔ)細部結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計；6. 繪制基礎(chǔ)繪制基礎(chǔ)天然地基上淺基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容與步驟：天然地基上淺基礎(chǔ)

5、的設(shè)計內(nèi)容與步驟：按材料分類按材料分類磚基礎(chǔ)磚基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)毛石混凝土基礎(chǔ)毛石混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)磚磚 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)灰土或三合土基礎(chǔ)灰土或三合土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ)毛石混凝土基礎(chǔ)毛石混凝土基礎(chǔ)按構(gòu)造分類按構(gòu)造分類獨立基礎(chǔ)獨立基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)柱下十字形基礎(chǔ)柱下十字形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)柱下獨立基礎(chǔ)柱下獨立基礎(chǔ)墻下獨立基礎(chǔ)墻下獨立基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)擴擴 展展 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)a ）鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)）鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)b ）現(xiàn)澆單獨基礎(chǔ)）現(xiàn)澆單獨基礎(chǔ)c ）預(yù)制杯形基礎(chǔ)）

6、預(yù)制杯形基礎(chǔ)墻下單獨基礎(chǔ)墻下單獨基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)柱下十字交叉基礎(chǔ)柱下十字交叉基礎(chǔ)筏筏 板板 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)箱箱 形形 基基 礎(chǔ)礎(chǔ)1. 剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)1）材料：磚、毛石、混凝土、灰土等，無鋼筋）材料：磚、毛石、混凝土、灰土等，無鋼筋2）特點：抗彎剛度大，穩(wěn)定性好，施工簡便，能承受）特點：抗彎剛度大，穩(wěn)定性好，施工簡便，能承受較大的作用較大的作用3）構(gòu)造要求（保證抗拉、抗剪強度）：）構(gòu)造要求（保證抗拉、抗剪強度）：1. 剛性基礎(chǔ)（剛性擴大基礎(chǔ)）剛性基礎(chǔ)（剛性擴大基礎(chǔ)）3）構(gòu)造要求（保證抗拉、抗剪強度）：滿足）構(gòu)造要求（保證抗拉、抗剪強度）：滿足剛性角剛性角的的要求要求maxtan200b

7、bHmaxmax混凝土，取混凝土，取4040-45-45；磚、片石、塊石、粗料；磚、片石、塊石、粗料石砌體，用石砌體，用5 5號以上砂漿砌筑時，取號以上砂漿砌筑時，取3535。1、特點：抗彎、抗剪性能好。、特點：抗彎、抗剪性能好。利用其抗彎、抗拉性能，不受臺階寬高比限制，可寬基利用其抗彎、抗拉性能，不受臺階寬高比限制，可寬基淺埋。淺埋。概念：概念：一般指基礎(chǔ)底面至地面的距離。一般指基礎(chǔ)底面至地面的距離。意義：意義：建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；建筑物的安全和正常使用；基礎(chǔ)施工技術(shù)措施；施工工期；工程造價。施工工期；工程造價。原則：原則：在保證建筑物安全、穩(wěn)定、耐久使用的前提下，在保

8、證建筑物安全、穩(wěn)定、耐久使用的前提下，應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)省投資，方便施工。應(yīng)盡量淺埋，以便節(jié)省投資，方便施工。因素：因素：地基的地質(zhì)、地形條件、河流的沖刷深度、當?shù)鼗牡刭|(zhì)、地形條件、河流的沖刷深度、當?shù)氐膬鼋Y(jié)深度、上部結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)條件等。地的凍結(jié)深度、上部結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)條件等。 工程地質(zhì)條件不同，基礎(chǔ)的埋深有較大差別。主要工程地質(zhì)條件不同，基礎(chǔ)的埋深有較大差別。主要的問題是如何的問題是如何合理選擇持力層合理選擇持力層以保證結(jié)構(gòu)物的安全和以保證結(jié)構(gòu)物的安全和經(jīng)濟性。經(jīng)濟性。非巖石河床橋梁墩臺基底埋深安全值按下表確定非巖石河床橋梁墩臺基底埋深安全值按下表確定總沖刷深度總沖刷深度(m)橋

9、梁類別橋梁類別05101520大橋、中橋、小橋大橋、中橋、小橋1.52.02.53.03.5特大橋特大橋2.02.53.03.54.0對于埋置于可凍脹土中的基礎(chǔ)，其最小埋深應(yīng)由下式確對于埋置于可凍脹土中的基礎(chǔ)，其最小埋深應(yīng)由下式確定：定：zmaxhd=dminmaxhdz設(shè)計凍深；設(shè)計凍深；基底下允許殘留凍土層的最大厚度?；紫略试S殘留凍土層的最大厚度。zfzgzezwzsdZZ0=地區(qū)標準凍深地區(qū)標準凍深土的類別、凍脹性、環(huán)境、地形坡向及基礎(chǔ)對凍土的類別、凍脹性、環(huán)境、地形坡向及基礎(chǔ)對凍深的影響系數(shù)。詳見深的影響系數(shù)。詳見公橋基規(guī)公橋基規(guī)的的4.1表。表。A、對中、小跨度的簡支梁橋影響不大；

10、、對中、小跨度的簡支梁橋影響不大；B、對超靜定結(jié)構(gòu)，即使基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻位移、對超靜定結(jié)構(gòu)，即使基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻位移也會使內(nèi)力發(fā)生一定的變化，如拱橋橋臺。也會使內(nèi)力發(fā)生一定的變化，如拱橋橋臺。 按靜力體系分：按靜力體系分： 簡支梁橋：簡支梁橋：應(yīng)用最廣泛，構(gòu)造最簡單。應(yīng)用最廣泛，構(gòu)造最簡單。 連續(xù)梁橋：應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)十分良好的場合。連續(xù)梁橋：應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)十分良好的場合。 懸臂梁橋懸臂梁橋 ：簡支梁橋連續(xù)梁橋懸臂梁橋山西丹河大橋山西丹河大橋世界上最大跨徑的石拱橋，世界上最大跨徑的石拱橋，主孔凈跨徑主孔凈跨徑146m 當考慮相鄰結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的影響時，新基礎(chǔ)最好不當考慮相鄰結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的影響時

11、，新基礎(chǔ)最好不超過相鄰建筑基礎(chǔ)的底面，否則，與相鄰基礎(chǔ)的凈距超過相鄰建筑基礎(chǔ)的底面，否則，與相鄰基礎(chǔ)的凈距應(yīng)大于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的應(yīng)大于該相鄰基礎(chǔ)底面高差的12倍。倍。依據(jù)：依據(jù)：臺身結(jié)構(gòu)形式、作用大小和選用的基礎(chǔ)材料。臺身結(jié)構(gòu)形式、作用大小和選用的基礎(chǔ)材料。基礎(chǔ)頂面和底面：基礎(chǔ)頂面和底面：基礎(chǔ)的平面尺寸基礎(chǔ)的平面尺寸：應(yīng)考慮墩、臺身的應(yīng)考慮墩、臺身的底面形狀，常用的底面形狀，常用的有矩形或圓端形；有矩形或圓端形；基礎(chǔ)的剖面尺寸基礎(chǔ)的剖面尺寸：一般是矩形或臺階一般是矩形或臺階形形 afANp=afANp=afANp=maxaRfWMANp=maxaRYYXXfWMWMANp=2320maxaRfebaNp=抗力系數(shù)，根據(jù)地基受荷階段和受抗力系數(shù)，根據(jù)地基受荷階段和受荷情況取用。如當?shù)鼗惺茏饔枚唐诤汕闆r取用。如當?shù)鼗惺茏饔枚唐谛?yīng)組合或作用偶然效應(yīng)組合，可取效應(yīng)組合或作用偶然效應(yīng)組合，可取1.25；但對承載力容許值小于；但對承載力容許值小于150kPa的地基，應(yīng)取的地基，應(yīng)取1.0。R當?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層時，還必須對下當?shù)鼗芰臃秶鷥?nèi)存在軟弱下臥層時，還必須對下臥層進行驗算。臥層進行驗算。)()(21aRzfdpzhp=00eNMe=NApebabbAWmin021 6a6/ 1 =雙向偏心受壓單向偏心受壓=iiiiiPhTePe0000y eyNeNk=傾覆