刚性扩大基础设计（PPT40）

设计与计算的的主要内容：：基础埋置深度度的确定刚性扩大基础础尺寸的拟定定地基承载力验验算基底合力偏心心距验算基础稳定性和和地基稳定性性验算基础沉降验算算9.2刚性扩大基础础的设计与计计算一、基础埋置置深度的确定定将基础础设置置在变变形较较小，，而强强度又又比较较大的的持力层层上，以以保证证地基基强度度满足足要求求，且且不致致产生生过大大的沉沉降或或沉降降差。。还要使使基础础有足够的的埋置置深度度，以保保证基基础的的稳定定性，，确保保基础础的安安全。。必须综综合考考虑地基的的地质和地形条条件、河流的的冲刷刷程度度、当地的的冻结结深度度、上部结结构形形式以及保保证持持力层层稳定定所需需的最小埋埋深和施工技技术条条件、造价等因素素。刚性扩扩大基基础沉井基基础桩基础础基础埋埋深的的不同同方案案地基的的地质质条件件岩石地地基:覆盖土土层较较薄时时，一般般应清清除覆覆盖土土和风风化层层后，，将基基础直直接修修建在在新鲜鲜岩面面上；；如岩石石的风风化层层很厚厚，难以以全部部清除除时，，基础础放在在风化化层中中的埋埋置深深度应应根据据其风风化程程度、、冲刷刷深度度及相相应的的容许许承载载力来来确定定。如岩层层表面面倾斜斜时，不得得将基基础的的一部部分置置于岩岩层上上，而而另一一部分分则置置于土土层上上。在在陡峭峭山坡坡上修修建桥桥台时时，还还应注注意岩岩体的的稳定定性。。非岩石石地基基:如受压压层范范围内内为均均质土土，基础础埋置置深度度除满满足冲冲刷、、冻胀胀等要要求外外，可可根据据荷载载大小小，由由地基基土的的承载载能力力和沉沉降特特性来来确定定（同同时考考虑基基础需需要的的最小小埋深深）。。当地质质条件件较复复杂如如地层层为多层土土组成等等或对对大中中型桥桥梁及及其它它建筑筑物基基础持持力层层的选选定，，应通通过较较详细细计算算或方方案比比较后后确定定。河流的的冲刷刷深度度冲刷的的基本本概念念:洪水冲冲刷后后，整整个河河床面面要下下降，，这叫叫一般冲冲刷.被冲下下去的的深度度叫一般冲冲刷深深度.同时由由于桥桥墩的的阻水水作用用，使使洪水水在桥桥墩四四周冲冲出一一个深深坑，，这叫叫局部冲冲刷.河流的的冲刷刷作用用在有冲冲刷的的河流流中，，为了了防止止桥梁梁墩、、台基基础四四周和和基底底下土土层被被水流流掏空空冲走走以致致倒塌塌，基础必必须埋埋置在在设计计洪水水的最最大冲冲刷线线以下下不小小于1m。特别是是在山山区和和丘陵陵地区区的河河流，，更应应注意意考虑虑季节节性洪洪水的的冲刷刷作用用。冲刷总深度(m)

最小埋置深度(m)桥梁类型0<3≥3≥8≥15≥20一般桥梁1.01.52.02.53.03.5技术复杂修复困难的特大桥及其它重要大桥1.52.02.53.03.54.0对于大大、中中桥基基础的的基底底在设计洪洪水冲冲刷总总深度度以下下的最最小埋埋置深深度，建议议根据据桥梁梁大小小、技技术的的复杂杂性和和重要要性，，参照照下表表采用用。当地的的冻结结深度度为了保保证建建筑物物不受受地基基土季季节性性冻胀胀的影影响，，除地地基为为非冻冻胀性性土外外，基础底底面应应埋置置在天天然最最大冻冻结线线以下下一定定深度度。《公桥基基规》规定，，当上上部结结构为为超静定定结构时时，基基底应应埋置置在最最深冻冻结线线以下下不小小于0.25m；对静定结构的的基础础，一一般也也按此此要求求，但但在冻冻结较较深地地区，，为了了减少少基础础埋深深，有有些类类别的的冻土土经计计算后后也可可将基基底置置于最最大冻冻结线线以上上。上部结结构型型式对中、、小跨跨度简简支梁梁桥来来说，，这项项因素素对确确定基基础的的埋置置深度度影响响不大大。但但对超静定定结构即即使基基础发发生较较小的的不均均匀沉沉降也也会使使内力力产生生一定定变化化。当地的的地形形条件件当墩台台、挡挡土墙墙等结结构位位于较较陡的的土坡坡上，，在确确定基基础埋埋深时时，还还应考考虑土土坡连连同结结构物物基础础一起起滑动动的稳稳定性性。当地基基为倾斜土土坡时，应应结合合实际际情况况，对对地基基容许许承载载力适适当折折减。。若基础础位于于较陡的的岩体体上，可可将基基础做做成台台阶形形，但但要注注意岩岩体的的稳定定性。。保证持持力层层稳定定所需需的最最小埋埋置深深度地表土土的性性质是是不稳稳定的的。人人类和和动物物的活活动以以及植植物的的生长长作用用，也也会影影响其其强度度和稳稳定，，所以以一般般地表表土不不宜作作为持持力层层.为了保保证地地基和和基础础的稳稳定性性，基础的的埋置置深度度（除除岩石石地基基外））应在在天然然地面面或无无冲刷刷河底底以下下不小小于1m。在确定定基础础埋置置深度度时，，还应应考虑虑相邻邻建筑筑物的的影响响。现举一一简例例来说说明如如何较较合理理地确确定基基础埋埋置深深度和和选择择持力力层。。刚性扩扩大基基础沉井基础础桩基础二、刚性性扩大基基础尺寸寸的拟定定基础厚度度基础平面面尺寸基础剖面面尺寸刚性扩大大基础立立面、平平面图基础厚度度应根据墩墩、台身身结构形形式，荷荷载大小小，选用用的基础础材料等等因素来来确定。。基底标高高应按基础础埋深的的要求确确定。水水中基础顶面面一般不高高于最低低水位，，在季节节性流水水的河流流或旱地地上的桥桥梁墩、、台基础础，则不不宜高出出地面，，以防碰碰损。这这样，基基础厚度度可按上上述要求求所确定定的基础础底面和和顶面标标高求得得。基础平面面尺寸基础平面面形式一一般应考考虑墩、、台身底底面的形形状而确确定，基基础平面面形状常常用矩形形。基础础底面长长宽尺寸寸与高度度有如下下的关系系式：三、地基基承载力力验算持力层强强度验算算软弱下卧卧层承载载力验算算持力层强强度验算算持力层是是指直接接与基底底相接触触的土层层，持力力层承载载力验算算要求荷荷载在基基底产生生的地基基应力不不超过持持力层的的地基容容许承载载力。基底应力力分布公公式如下下(由于浅基基础埋置置深度小小，在计计算中可可不计基基础四周周土的摩摩阻力和和弹性抗抗力的作作用)。偏心竖直直力作用用在任意意点基底应力力分布图图讨论:对于曲线线桥，计计算基底底应力时时，应按按下式计计算：软弱下卧卧层承载载力验算算当受压层层范围内内地基为为多层土土，且持持力层以以下有软软弱下卧卧层，这这时还应应验算软软弱下卧卧层的承承载力，，验算时时先计算算软弱下卧卧层顶面面（在基底底形心轴轴下）的应力（包括自自重应力力及附加加力），，不得大于于该处地地基土的的容许承承载力。即:四、基底底合力偏偏心距验验算目的:尽可能使使基底应应力分布布比较均均匀，以以免基底底两侧应应力相差差过大，，使基础础产生较较大的不不均匀沉沉降，墩墩、台发发生倾斜斜，影响响正常使使用。。设计原则则:非岩石地地基:以不出现现拉应力力为原则则，当墩墩、台仅仅受恒载载作用时时，基底底合力偏偏心距e0应分别不不大于基基底核心心半径的的0.1倍（桥墩墩）和0.75倍（桥台台）；当当墩、台台受荷载载标准值值组合时时，一般般只要求求基底偏偏心距e0不超过核核心半径径即可。。岩石地基基:可以允许许出现拉拉应力，，根据岩岩石的强强度，合合力偏心心距e0最大可为为基底核核心半径径的1.2～1.5倍，以保保证必要要的安全全储备。。基底应力力分布图图五、基础稳定定性和地地基稳定定性验算算基础倾覆覆稳定性性验算基础稳定定性验算算基础滑动动稳定性性验算地基稳定定性验算算基础倾覆覆稳定性性验算基础倾覆覆稳定性性与合力力的偏心心距有关关。合力力偏心距距愈大，，则基础础抗倾覆覆的安全全储备愈愈小，如如下图所所示，因因此，在在设计时时，可以以用限制制合力偏偏心距e0来保证基基础的倾倾覆稳定定性。K0为抗倾覆覆稳定系系数,一般对主主要荷载载组合K0≥1.5，在各种附附加荷载载组合时时，K0≥1.2～1.5。基础倾覆覆稳定性性计算基础滑动动稳定性性验算基础在水水平推力力作用下下沿基础础底面滑滑动的可可能性即即基础抗抗滑动安安全度的的大小，，可用基基底与土土之间的的摩擦阻阻力和水水平推力力的比值值Kc来表示，，Kc称为抗滑滑动稳定定系数。。即Kc——为抗滑动动稳定系系数，必必须大于于规范规规定的设设计容许许值，一一般根据据荷载性性质，Kc≥1.2～1.3。地基稳定定性验算算位于软土土地基上上较高的的桥台需需验算桥桥台沿滑滑裂曲面面滑动的的稳定性性；基底下地地基如在在不深处处有软弱弱夹层时时，在台台后土推推力作用用下，基基础也有有可能沿沿软弱夹夹层土的的层面滑滑动；在较陡的的土质斜斜坡上的的桥台、、挡土墙墙也有滑滑动的可可能。基础抗倾倾覆措施施六、基础沉降降验算基础的沉降主主要由竖向荷荷载作用下土土层的压缩变变形引起。沉沉降量过大将将影响结构物物的正常使用用和安全，应应加以限制。。在确定一般般土质的地基基容许承载力力时，已考虑虑这一变形的的因素，所以以修建在一般般土质条件下下的中、小型型桥梁的基础础，只要满足足了地基的强强度要求，地地基（基