基础工程 第章5.ppt

第二章 天然地基上的浅基础 2.5-2 刚性扩大基础设计 2.6 其它基础形式设计 刚性扩大基础设计 一、确定基础埋深 二、基础尺寸的拟定 基础厚度应考虑墩、台身结构形式、荷载大小及基础材料等因素。基底标高应按基础埋深的要求确定。这样，基础厚度可按所确定的基础底面和顶面标高求得。在一般情况下，大、中桥墩、台混凝土基础厚度在1.0～2.0m左右。 1、基础平面尺寸：基础平面形状常用矩形。基础底面长宽尺寸与高度有如下的关系式。 式中：l——墩、台身底截面长度(m)； d——墩、台身底截面宽度(m)； H——基础高度(m)； ?——墩、台身底截面边缘至基础边缘线与垂线间的夹角。 刚性扩大基础设计 2、基础剖面尺寸：刚性扩大基 础的剖面形式一般做成矩形 或台阶形。自墩、台身底边 缘至基顶边缘距离c1称襟边， 其值应视基底面积的要求、 基础厚度及施工方法而定。 桥梁墩台基础襟边最小值 为20cm～30cm。 基础悬出总长度，应使悬出 部分在基底反力作用下， 在a-a截面所产生的弯曲拉 力和剪应力不超过基础圬工 的强度限值。基础每层台阶 高度ti，常为0.50m～1.00m， 在一般情况下各层台阶宜 采用相同厚度。 刚性扩大基础设计 三、地基承载力验算 （一）持力层强度验算 持力层强度验算要求荷载在基底产生的地基应力不超过持力层的地基容许承载力。其计算式为： 式中： ——基底应力（kPa）； N——基底以上竖向荷载（kN）； A——基底面积（m2）； M——作用于墩、台上各外力对基底形心轴之力矩 其中Ti为水平力，hi为水平作用点至基底的距离，Pi为竖向力，ei为竖向力Pi作用点至基底形心的偏心距，eo为合力偏心距； W——基底截面模量（m3），对矩形基础， 为基底核心半径； ——基底处持力层地基容许承载力（kPa）。 刚性扩大基础设计 （二）软弱下卧层承载力验算 验算软弱下卧层的承载力应先计算软弱 下卧层顶面A的应力不得大于该处地基 土的容许承载力。 即 式中：——相应于深度(h+z)以内土的 换算重度（kN/m3） ——深度h范围内土层的换算重度（kN/m3） h ——基底埋深（m）； z ——从基底到软弱土层顶面的距离（m）； ——基底中心下土中附加应力系数，可按土 力学教材或规范提供系数表查用； ——由计算荷载产生的基底压应力（kPa） ——软下卧层顶面处的容许承载力（kPa） 刚性扩大基础设计 四、基底合力偏心距验算 对于非岩石地基：以不出现拉应力为原则：当墩、台仅受恒载作用时，基底合力偏心距e0应分别不大于基底核心半径 的0.1倍（桥墩）和0.75倍（桥台）；当墩、台受荷载组合是短时的，对基底偏心距的要求可以放宽，一般只要求基底偏心距e0不超过核心半径 即可。 对于修建在岩石地基上的基础：参阅有关桥涵设计规范 当外力合力作用点不在基底二个对称轴中任一对称轴上，或当基底截面为不对称时，可直接按下式求e0与 的比值，使其满足规定的要求： 刚性扩大基础设计 五、基础稳定性和地基稳定性验算 （一）基础稳定性验算 1．基础倾覆稳定性验算 设基底截面重心至压力最大一边的 边缘的距离为y,外力合力偏心距e0， 则两者的比值可反映基础倾覆稳定 性的安全度，称为抗倾覆稳定系数。 即 如外力合力不作用在形心轴上或基 底截面有一个方向为不对称,那么基 底压力最大一边的边缘线是外包线, y值应是通过形心与合力作用点的 连线并延长与外包线相交点至形心 的距离。 一般对主要荷载组合K0≥1.5，在各种附加荷载组合时，K0≥1.1～1.3。 刚性扩大基础设计 2．基础滑动稳定性验算 基础在水平推力作用下沿基础底面滑动的可能性即基础抗滑动安全度的大小，可用基底与土之间的摩擦阻力和水平推力的比值Kc来表示，Kc称为抗滑动稳定系数。 即 式中：u——基础底面（圬工材料）与地基之间的摩擦系数； 验算桥台基础的滑动稳定性时，如台前填土保证不受冲刷，可同时考虑计入与台后土压力方向相反的台前土压力，其数值可按主动或静止土压力进行计算。 按上式求得的抗滑动稳定系数Kc值，必须大于规范规定的设计容许值，一般根据荷载性质，K0≥1.2～1.3。 （二）地基稳定性验算 基底下地基如在不深处有软