淺基礎(chǔ)-淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理（基礎(chǔ)工程施工）

基礎(chǔ)的埋置深度基礎(chǔ)埋置深度基本原則盡量淺埋下臥層持力層（受力層）FGD埋深從設(shè)計(jì)地面線（局部沖刷線）到基礎(chǔ)底面的距離。

選擇基礎(chǔ)埋置深度，實(shí)質(zhì)上也就是選擇合適的地基持力層。河流的沖刷深度

沖刷的基本概念:洪水沖刷后，整個(gè)河床面要下降，這叫一般沖刷,被沖下去的深度叫一般沖刷深度。同時(shí)由于橋墩的阻水作用，使洪水在橋墩四周沖出一個(gè)深坑，這叫局部沖刷。河流的沖刷作用剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)河床一般沖刷線局部沖刷線一、地基的地質(zhì)條件1.巖石地基覆蓋土層較薄（包括風(fēng)化巖層）的巖石地基，將基礎(chǔ)直接修建在新鮮巖面上；風(fēng)化層很厚，難以全部清除時(shí)，應(yīng)根據(jù)其風(fēng)化程度、沖刷深度及相應(yīng)的容許承載力來確定；巖層表面傾斜時(shí)，不得將基礎(chǔ)的一部分置于巖層上，而另一部分則置于土層上，以防基礎(chǔ)因不均勻沉降而發(fā)生傾斜甚至斷裂。在滿足其他要求下盡量淺埋只有低層房屋可用,否則處理盡量淺埋但是如h1太小就為IIh1<2m基底在好土h1=2m~4m高樓好土,低樓軟土h1>4m樁基或處理好土軟土(很深)好土軟土軟土好土

III IIIIVh1h12.非巖石地基

受壓層范圍內(nèi)為均質(zhì)土，基礎(chǔ)埋置深度除滿足沖刷、凍脹等要求外，可根據(jù)荷載大小，由地基土的承載能力和沉降特性來確定原理：若基礎(chǔ)太淺，而沖刷速度過大，極有可能使基礎(chǔ)暴露在地表。原則：基礎(chǔ)底面埋深必須在最大沖刷線以下。具體確定埋深：河床抗沖刷能力、橋梁重要性和修復(fù)難易程度等二、河流的沖刷深度沖刷總深度（m）0＜3≥3≥8≥15≥20安全值（m）一般橋梁1.01.52.02.53.03.5技術(shù)復(fù)雜、修復(fù)困難的大橋和重要大橋1.52.02.53.03.54.0河流的沖刷作用三、凍結(jié)深度的影響危害：凍結(jié)時(shí)，土中孔隙水開始凍結(jié)，體積增大，產(chǎn)生上抬力，地面隆起；融化時(shí)，翻漿,融陷,強(qiáng)度降低。基本原則：將基底置于當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)凍深線以下。當(dāng)上部為超靜定結(jié)構(gòu)的橋涵基礎(chǔ)，其地基為凍脹性土?xí)r，均應(yīng)將基底埋入凍結(jié)線以下不小于0.25m1.超靜定結(jié)構(gòu)對不均勻沉降敏感，在較深得堅(jiān)實(shí)土層上四、上部結(jié)構(gòu)用途、類型及荷載上部結(jié)構(gòu)的型式不同，對基礎(chǔ)產(chǎn)生的位移要求也不同。2.地下室、地下設(shè)施（上下水、燃?xì)狻㈦娎|）等，直接影響基礎(chǔ)埋深。要求在基底以上，便于維修。F管道

美國世貿(mào)大廈地下7層3.相鄰建筑物影響：新建筑物基礎(chǔ)埋深淺新舊相鄰建筑物有一定距離L/H=1~2

否則要求支護(hù)，嚴(yán)格限制支護(hù)水平位移北京財(cái)源國際中心基坑支護(hù)4.荷載大小和性質(zhì)如特種結(jié)構(gòu)中的輸電塔基礎(chǔ)、煙囪基礎(chǔ)等基礎(chǔ)埋深要有足夠的抗拔阻力。山西神頭二電廠的煙囪，高270m。1906年舊金山大地震，地基液化造成樓房傾斜唐山地震中公路被震成溝壑抗震要求：不宜選用易振動液化的土層作為基底持力層，如飽和粉細(xì)砂。五、地形條件當(dāng)墩臺、擋土墻等結(jié)構(gòu)位于較陡的土坡上，在確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，還應(yīng)考慮土坡連同結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)一起滑動的穩(wěn)定性；若基礎(chǔ)位于較陡的巖體上，可將基礎(chǔ)做成臺階形，但要注意巖體的穩(wěn)定性?；A(chǔ)前緣到坡面間的安全距離l和基礎(chǔ)嵌入地基中的深度h見下。六、保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度為了保證地基和基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，基礎(chǔ)的埋置深度（除巖石地基外）應(yīng)在天然地面或無沖刷河底以下不小于1m。原因：地表土在溫度和濕度的影響下，會產(chǎn)生一定的風(fēng)化作用，其性質(zhì)是不穩(wěn)定的。人類和動物的活動以及植物的生長作用，也會破壞地表土層的結(jié)構(gòu)，影響其強(qiáng)度和穩(wěn)定，所以一般地表土不宜作為持力層。1.潛水：基底應(yīng)盡量放在地下水位以上，若底面低于潛水面，應(yīng)注意基坑排水、坑壁圍護(hù)以及保護(hù)地基土不受擾動等問題七、水文地質(zhì)條件還應(yīng)考慮是否出現(xiàn)涌土、流砂的可能性；地下水對基礎(chǔ)材料的化學(xué)腐蝕作用；地下室防滲；地下水的浮托力引起基礎(chǔ)底板內(nèi)力等問題。2.承壓水：必須保證基槽槽底的安全厚度h0，應(yīng)驗(yàn)算基坑的穩(wěn)定性；原則：使承壓含水層頂部的靜水壓力（u)與總覆蓋壓力（σ）的比值＜1u/σ＜1承壓含水層槽底安全厚度h0u基礎(chǔ)底面尺寸的確定（二）

軟弱下臥層承載力的確定規(guī)范法確定軟弱下臥層承載力的方法步驟：確定下臥層土的類別和土的物理狀態(tài)指標(biāo)查取軟弱下臥層承載力基本容許值[fa0]修正軟弱下臥層承載力基本容許值提高修正后的軟弱下臥層承載力容許值一、確定下臥層土的類別和土的物理狀態(tài)指標(biāo)一般的粘性土：液性指數(shù)IL和天然孔隙比eo；老粘性土：壓縮模量Es；粉土：天然孔隙比eo和天然含水率ω；砂土：濕度和相對密實(shí)度Dr；二、查取軟弱下臥層承載力基本容許值[fa0]按軟弱下臥層土的類別和物理狀態(tài)指標(biāo)從《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD63—2007）中查得軟弱下臥層承載力基本容許值[fa0]。三、修正軟弱下臥層承載力基本容許值當(dāng)基礎(chǔ)位于水中不透水地層上時(shí)，[fa]按平均常水位至一般沖刷線的水深每米再增大10kPa。三、修正軟弱下臥層承載力基本容許值當(dāng)基礎(chǔ)位于水中不透水地層上時(shí)，[fa]按平均常水位至一般沖刷線的水深每米再增大10kPa。z—軟弱下臥層頂面至基底的距離當(dāng)基礎(chǔ)位于水中不透水地層上時(shí)，[fa]按平均常水位至一般沖刷線的水深每米再增大10kPa。[fa]—修正后的軟弱下臥層承載力基本容許值[fa0]—按軟弱下臥層土的類別和物理狀態(tài)指標(biāo)確定的軟弱下臥層承載力基本容許值三、修正軟弱下臥層承載力基本容許值三、修正軟弱下臥層承載力基本容許值

1

—軟弱下臥層土的重度(kN/m3)

2

—基底以上（h+z）范圍內(nèi)各土層的加權(quán)平均重度(kN/m3)應(yīng)根據(jù)地基受荷階段及受荷情況，將修正后的軟弱下臥層承載力容許值[fa]乘以規(guī)定的抗力系數(shù)，即γR[fa]

施工階段四、提高修正后的軟弱下臥層承載力容許值序號荷載與使用情況抗力系數(shù)γR1地基在施工荷載作用下1.252墩臺施工期間承受單向推力1.50使用階段序號荷載與使用情況抗力系數(shù)γR1地基承受作用短期效應(yīng)組合或作用效應(yīng)偶然組合（承載力容許值[fa]小于150的地基）1.25（1.00）2地基承受作用短期效應(yīng)組合僅包括結(jié)構(gòu)自重、預(yù)加力、土重、土側(cè)壓力、汽車和人群效應(yīng)1.003基礎(chǔ)建于多年壓實(shí)未經(jīng)破壞的舊橋基（承載力容許值[fa]小于150的地基）1.50（1.25）4基礎(chǔ)建于巖石舊橋基1.00四、提高修正后的軟弱下臥層承載力容許值規(guī)范法確定軟弱下臥層承載力的方法步驟：確定下臥層土的類別和土的物理狀態(tài)指標(biāo)查取軟弱下臥層承載力基本容許值[fa0]修正軟弱下臥層承載力基本容許值提高修正后的軟弱下臥層承載力容許值課程小結(jié)：基礎(chǔ)底面尺寸的確定1．中心荷載作用下的基底面積估算（1）矩形基礎(chǔ)（2）方形基礎(chǔ)（3）條形基礎(chǔ)2．偏心荷載作用下的基底面積估算試算法①先按中心荷載作用的公式初步估算基礎(chǔ)底面積A0②根據(jù)偏心距的大小，將基礎(chǔ)底面積A0增大（10～40％）即A＝（1.1～1.4）A0，并以適當(dāng)?shù)拈L寬比擬定基礎(chǔ)底面的長度l和寬度b③然后驗(yàn)算基底壓力是否滿足地基承載力的要求，不合適調(diào)整基底尺寸后再驗(yàn)算，至到滿意為止減小不均勻沉降危害的措施(1)采用柱下條形基礎(chǔ)、筏基和箱基等結(jié)構(gòu)剛度較大、整體性較好的淺基礎(chǔ)；(2)采用樁基或其他深基礎(chǔ)；(3)采用各種地基處理方法。從基礎(chǔ)角度出發(fā)調(diào)整基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)適應(yīng)淺基礎(chǔ)的類型

天然地基淺基礎(chǔ)根據(jù)受力條件及構(gòu)造可分為剛性基礎(chǔ)（也稱無筋擴(kuò)展基礎(chǔ)）和鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)兩大類。

材料鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)一、剛性基礎(chǔ)

基礎(chǔ)在外力（包括基礎(chǔ)自重）作用下，基底的地基反力為p，此時(shí)基礎(chǔ)的懸出部分a-a斷面左端，相當(dāng)于承受著強(qiáng)度為的均布荷載的懸臂梁，在荷載作用下，a-a斷面將產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當(dāng)基礎(chǔ)圬工具有足夠的截面使材料的容許應(yīng)力大于由地基反力產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力時(shí)，a-a斷面不會出現(xiàn)裂縫，這時(shí)，基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。它是橋梁、涵洞和房屋等建筑物常用的基礎(chǔ)類型。

概念：當(dāng)截面厚度一定時(shí)，其懸出部分長度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。a-a截面則不會出現(xiàn)裂縫，這時(shí)，基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好、施工簡便、能承受較大的荷載，所以只要地基強(qiáng)度能滿足要求，它是橋梁和涵洞等結(jié)構(gòu)物首先考慮的基礎(chǔ)形式。缺點(diǎn)：自重大，并且當(dāng)持力層為軟弱土?xí)r，由于擴(kuò)大基礎(chǔ)面積有一定限制，需要對地基進(jìn)行處理或加固后才能采用，否則會因所受的荷載壓力超過地基強(qiáng)度而影響建筑物的正常使用。

一、剛性基礎(chǔ)對于荷載大或上部結(jié)構(gòu)對沉降差較敏感的建筑物，當(dāng)持力層土質(zhì)較差時(shí)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)單獨(dú)柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)形式剛性基礎(chǔ)采用的材料：磚、混凝土、各種石材及砂漿。低層建筑墻下基礎(chǔ)。砌筑方便，強(qiáng)度低、抗凍性差。砌筑較方便，抗凍性好。強(qiáng)度、耐久性和抗凍性均較好，適于荷載大及地下水位以下結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)在外力（包括基礎(chǔ)自重）作用下，基底的地基反力為p，此時(shí)基礎(chǔ)的懸出部分a-a斷面左端，相當(dāng)于承受著強(qiáng)度為的均布荷載的懸臂梁?；A(chǔ)在基底反力作用下，在a-a斷面產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力若超過了基礎(chǔ)圬工的強(qiáng)度極限值，為了防止基礎(chǔ)在a-a斷面開裂甚至斷裂，可將剛性基礎(chǔ)尺寸重新設(shè)計(jì)，并在基礎(chǔ)中配置足夠數(shù)量的鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。二、鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)2.鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)概念：基礎(chǔ)在基底反力作用下，在a-a截面產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力若超過了基礎(chǔ)圬工的強(qiáng)度極限值，為了防止基礎(chǔ)在a-a截面開裂甚至斷裂，可將剛性基礎(chǔ)尺寸重新設(shè)計(jì)，并在基礎(chǔ)中配置足夠數(shù)量的受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ)。

特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：整體性能較好，抗彎剛度較大。在外力作用下只產(chǎn)生均勻沉降或整體傾斜，基本上消除了由于地基沉降不均勻引起結(jié)構(gòu)物損壞的影響