《地基与基础工程》课件 4-2浅基础的设计

地基与基础工程学习项目四天然地基浅基础02浅基础的设计一、浅基础的设计计算内容初步拟定基础设计方案基底合力偏心距地基承载力基础稳定性基础沉降是否满足要求设计方案比选有任一项不满足要求四项全部满足要求地基与基础验算一、浅基础的设计计算内容

每一个验算项目均分纵向和横向验算两部分，不能予以叠加。

对于大多数桥梁基础来说，往往纵向验算控制设计，一般不进行横向验算，但当横向有较大的水平力作用时，除了纵向验算外，还必须同时进行横向验算。二、结构物的作用作用

是指施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）。地震作用永久作用可变作用偶然作用二、结构物的作用

公路桥涵结构设计应考虑结构上可能同时出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行组合，设计时取最不利组合效应进行各项验算。作用效应

由作用引起的结构或结构构件的反应。二、结构物的作用只有在结构上可能同时出现的作用，才进行组合。不同受力方向的验算时，则应以不同方向的最不利作用组合效应进行计算。当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与组合，实际不可能同时出现的作用或同时参与组合概率很小的作用，按规定不参与组合。施工阶段的作用组合，应按计算需要及结构所处条件而定，结构上的施工人员和施工机具设备均应作为可变作用加以考虑。多个偶然作用不同时参与组合地震作用不与偶然作用同时参与组合。

作用组合原则三、地基与基础的验算

1.持力层承载力验算

目的是保证基底压应力不超过地基的承载力特征值，以确保基础不会因地基强度不足而发生破坏。不考虑嵌固作用的基础底面岩土的承载力分别按下式计算：1）当基底只承受轴心荷载时

2）当基底单向偏心受压时

3）当基底双向偏心受压时

取N值，M值尽可能大的效应组合为最不利效应组合。三、地基与基础的验算

当设置在基岩上的墩台基底承受单向偏心荷载，且其偏心距超过相应的截面核心半径时，宜仅按受压区计算基底最大压应力。基底为矩形截面时，其最大压应力可按下式计算：

三、地基与基础的验算

当桥台台背填土的高度H1在5m以上时，应考虑台背填土对桥台基底或桩端平面处的附加竖向压应力p1对于埋置式桥台，应计算台前锥体对基底(或桩端平面)处前边缘引起的附加压应力P2

桥台基底或桩端平面处地基边缘的总应力为p1和p2与其他荷载引起的地基应力之和。三、地基与基础的验算

2.软弱下卧层承载力验算当地基中存在软弱下卧层时，验算软弱下卧层的承载力

三、地基与基础的验算

当z/b≤1时，p按基底压应力图形采用距最大压应力点b/3或b/4处的压应力,b为矩形基底的宽度

p—基底压应力，kPa；当z/b>1时，P采用基底平均压应力

—软弱地基或软土层地基顶面土承载力特征值，kPa。p

三、地基与基础的验算

墩台基础设计计算时，必须控制基底的合力偏心距，尽可能使基底压应力分布比较均匀，避免基底两侧压应力相差过大，使基础发生较大的不均匀沉降，致使墩台倾斜，影响正常使用。即基底合力偏心距不应大于规范允许值[e0]。3.基底合力偏心距验算三、地基与基础的验算

基底以上外力作用点对基底重心轴的偏心距计算：当基底承受单向或双向偏心受压时的截面核心半径值按下式计算：

验算时应选取N值小，M值大的效应组合为最不利效应组合。当基础底面为矩形时，

三、地基与基础的验算

当基础承受较大的偏心距和水平力时，有产生倾覆和滑动的危险，为保证基础具有足够的稳定性，需分别进行倾覆稳定性验算和滑动稳定性验算。验算倾覆轴单向偏心受压双向偏心受压R-合力作用点3.基础稳定性验算三、地基与基础的验算

验算墩台抗倾覆和抗滑动稳定性时，稳定系数不应小于下表规定的限值三、地基与基础的验算

1）基础倾覆稳定性验算桥涵墩台的抗倾覆稳定性系数

其中：

取M值小，N值小的效应组合为最不利作用组合

三、地基与基础的验算

2）基础滑动稳定性验算桥涵墩台的抗滑动稳定性系数

分别为两个相对方向水平力总和，绝对值较大者为滑动水平力，另一为抗滑稳定力。取p值小，H值大的效应组合为最不利作用组合三、地基与基础的验算

墩台建于地质情况复杂、土质不均匀及承载力较差地基上的一般桥梁；修建在非岩石地基上的拱桥、连续梁桥等超静定结构的基础。当相邻基础下地基土的强度有显著不同或相邻跨度相差悬殊而必须考虑其沉降差时。对于跨线桥、跨线渡槽要保证桥(或槽)下净空高度时。一般对小桥或跨径不大的简支梁桥，在满足地基承载力特征值的情况下，可以不进行沉降计算。符合下列情况之一时，应验算基础沉降量。三、地基与基础的验算

墩台的沉降，应符合下列规定：相邻墩台间不均匀沉降差值(不包括施工中的沉降)，不应使桥面形成大于0.2％0的附加纵坡(折角)。外超静定结构桥梁墩台间不均匀沉降差值，还应满足结构的受力要求。

三、地基与基础的验算

墩台基础的最终沉降量按分层总和法计算地基沉降量，可按下式计算：

式中：s—地基最终沉降量，mm；S0—按分层总和法计算地基沉降量，mm；—沉降计算经验系数n—地基沉降计算深度范围内所划分的土层数

三、地基与基础的验算

沉降计算经验系数

，根据地区沉降观测资料及经验确定，缺少沉降观测资料及经验数据时，可按下表确定。

三、地基与基础的验算

每一薄土层地基沉降量计算

—基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离，m；

—基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加压应力系数，可由l/b，z/b按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2007）第J.0.2条查用；五、基础沉降的验算

薄土层地基沉降量计算—基础底面下第i层土的压缩模量，Mpa，应取土的“自重压应力”至“土的自重压应力与附加压应力之和”的压应力段计算；三、地基与基础的验算

地基沉降计算时设定计算深度为Zn

，在Zn以上取△z厚度，其沉降量应符合下式规定:

当无相邻荷载影响，基础宽度为1～30m范围内时，基底中心的地基沉降计算深度Z