第2章 淺基礎(chǔ)

1、基礎(chǔ)工程基礎(chǔ)工程第第2 2章章 淺基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)F 地基基礎(chǔ)的類型？地基基礎(chǔ)的類型？F 淺基礎(chǔ)地基承載力的確定？淺基礎(chǔ)地基承載力的確定？F 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計與計算剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計與計算？主要內(nèi)容主要內(nèi)容天然地基上的基礎(chǔ)：埋入地層深度較淺埋入地層深度較淺 5m結(jié)構(gòu)形式和施工方法復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式和施工方法復(fù)雜設(shè)計計算時需考慮基礎(chǔ)側(cè)面土體的影響設(shè)計計算時需考慮基礎(chǔ)側(cè)面土體的影響2-1.淺基礎(chǔ)的分類：剛性剛性基礎(chǔ)基礎(chǔ)柔性柔性基礎(chǔ)基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ) 磚、石、灰土，素混凝土 材料抗拉強(qiáng)度很低有基礎(chǔ)臺階寬高比(剛性角)要求柔性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)鋼筋混凝土要滿足抗彎,抗剪和抗沖切等結(jié)構(gòu)要求F0hbtgt1:1.0 1

2、:2.0與材料和荷與材料和荷載有關(guān)載有關(guān)F bth0優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 穩(wěn)定性好、施工簡便、能承受較大的荷載。缺點(diǎn)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)度而影響結(jié)構(gòu)物的正常使用。適用條件：適用條件： 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。對于荷載大或上部結(jié)構(gòu)對沉降差較敏感的結(jié)構(gòu)物，當(dāng)持力層的土質(zhì)較差又較厚時，不適宜的。剛性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 它整體性能較好，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。缺點(diǎn)缺點(diǎn)： 鋼

3、筋和水泥的用量較大，施工技術(shù)的要求也較高。適用條件適用條件： 土質(zhì)較差的地基上修建高層建筑時，采用這種基礎(chǔ)形式是適宜的。柔性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)1) 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ):2.按基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式分類按基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式分類它是橋涵常用的基礎(chǔ)形式它是橋涵常用的基礎(chǔ)形式，其平面形狀常為矩形。其每邊擴(kuò)大的尺寸最小為0.20m0.50m，視土質(zhì)、基礎(chǔ)厚度、埋置深度和施工方法而定。作為剛性基礎(chǔ)，每邊擴(kuò)大的最大尺寸應(yīng)受到材料剛性角剛性角的限制。 地基強(qiáng)度低地基強(qiáng)度低 墩臺強(qiáng)度高墩臺強(qiáng)度高 基礎(chǔ)平面尺寸擴(kuò)大基礎(chǔ)平面尺寸擴(kuò)大 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)配置于整個構(gòu)筑物（敦、臺）之下，比上邊構(gòu)筑物底面擴(kuò)大配置于整個構(gòu)筑物（

4、敦、臺）之下，比上邊構(gòu)筑物底面擴(kuò)大2) 單獨(dú)基礎(chǔ)單獨(dú)基礎(chǔ): 柱下或墻下柱下或墻下,土質(zhì)較好土質(zhì)較好獨(dú)立基礎(chǔ)的主要受力層深度 1.5b3) 條型基礎(chǔ)條型基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ)墻下或柱下條形基礎(chǔ), , 柱下柱下: :一般是土質(zhì)一般是土質(zhì)差差, ,兩側(cè)單獨(dú)基礎(chǔ)相連兩側(cè)單獨(dú)基礎(chǔ)相連條形基礎(chǔ)的條形基礎(chǔ)的主要受力層深度主要受力層深度 3.0b4) 十字交叉基礎(chǔ)十字交叉基礎(chǔ)柱下柱下: :土質(zhì)更差土質(zhì)更差, ,或荷載很大或荷載很大, ,四面基礎(chǔ)相連四面基礎(chǔ)相連縱向條形基礎(chǔ)縱向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ)橫向條形基礎(chǔ)5) 片筏基礎(chǔ)片筏基礎(chǔ)土質(zhì)更差土質(zhì)更差, ,單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體單獨(dú)基礎(chǔ)聯(lián)成整體6) 箱形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)有筏、

5、墻和頂板形成箱，整體性更好有筏、墻和頂板形成箱，整體性更好底板底板外墻外墻內(nèi)墻內(nèi)墻7) 殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)高聳建筑物高聳建筑物3 按基礎(chǔ)材料分類按基礎(chǔ)材料分類磚磚石料石料混凝土混凝土鋼筋混凝土鋼筋混凝土灰土灰土三合土三合土地基容許承載力的確定一般有以下四種方法：1在土質(zhì)基本相同的條件下，參照鄰近建筑物地基容許承載力；2根據(jù)現(xiàn)場荷載試驗(yàn)的p-s曲線；3按地基承載力理論公式計算；4按現(xiàn)行規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)公式及表格計算。常用2-2.淺基礎(chǔ)地基容許承載力的確定：通過載荷試驗(yàn)確定通過載荷試驗(yàn)確定通過載荷試驗(yàn)確定通過載荷試驗(yàn)確定通過載荷試驗(yàn)確定通過載荷試驗(yàn)確定 有明顯直線段：有明顯直線段：fak = Pcr

6、加載到破壞且加載到破壞且 Pu / 2 Pcr ： 不能滿足上述要求時：不能滿足上述要求時：123SP0比比例例界界限限極極限限荷荷載載PcrPuPS曲線曲線臨臨塑塑荷荷載載fak = Pu / 2 取某一沉降量對應(yīng)的荷載，但其值取某一沉降量對應(yīng)的荷載，但其值不能大于不能大于最大加載量的一半最大加載量的一半靜力觸探試驗(yàn)法靜力觸探試驗(yàn)法 探頭探頭QfQcF鉆桿鉆桿用靜壓力將裝有探頭的觸探器壓入土中，通用靜壓力將裝有探頭的觸探器壓入土中，通過壓力傳感器及電阻應(yīng)變儀測出土層對探頭過壓力傳感器及電阻應(yīng)變儀測出土層對探頭的貫入阻力。探頭貫入阻力的大小直接反映的貫入阻力。探頭貫入阻力的大小直接反映了土的強(qiáng)

7、度的大小，把貫入阻力與荷載試驗(yàn)了土的強(qiáng)度的大小，把貫入阻力與荷載試驗(yàn)所得到的地基容許承載力建立相關(guān)關(guān)系，從所得到的地基容許承載力建立相關(guān)關(guān)系，從而即可按照實(shí)測的貫入阻力確定地基的容許而即可按照實(shí)測的貫入阻力確定地基的容許承載力值。還可以把土的貫入阻力與土的變承載力值。還可以把土的貫入阻力與土的變形模量及壓縮模量建立相關(guān)關(guān)系，從而可以形模量及壓縮模量建立相關(guān)關(guān)系，從而可以確定變形模量和壓縮模量確定變形模量和壓縮模量 方法介紹：方法介紹：探頭阻力探頭阻力Q可分可分為兩個部分為兩個部分1.1.錐頭阻力錐頭阻力Qc 2.2.側(cè)壁摩阻力側(cè)壁摩阻力Qf 比貫入阻力：比貫入阻力：探頭單位截面積的阻力探頭單位

8、截面積的阻力 AQQAQpfcs其它原位測試方法其它原位測試方法標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法試驗(yàn)時，先行鉆孔，再把上端接有鉆桿試驗(yàn)時，先行鉆孔，再把上端接有鉆桿的標(biāo)準(zhǔn)貫入器放至孔底，然后用質(zhì)量為的標(biāo)準(zhǔn)貫入器放至孔底，然后用質(zhì)量為63.5kg63.5kg的錘，以的錘，以76cm76cm的高度自由下落將的高度自由下落將貫入器先擊入土中貫入器先擊入土中15cm15cm，然后測繼續(xù)打，然后測繼續(xù)打30cm30cm的所需要錘擊數(shù)，該擊數(shù)稱為標(biāo)準(zhǔn)的所需要錘擊數(shù)，該擊數(shù)稱為標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)貫入擊數(shù) 方法介紹：方法介紹：器靴貫入器身器頭鉆桿建立標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)與地基承載力之間的建立標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)與地基承載力之間的對應(yīng)關(guān)

9、系，可以得到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)對應(yīng)關(guān)系，可以得到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)下的地基承載力下的地基承載力 按現(xiàn)行規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)公式計算n 根據(jù)我國各部門多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，收集了大量荷載試驗(yàn)和對已建建筑物的觀測資料，通過理論和統(tǒng)計分析后制定相應(yīng)的表格表格，它使確定地基土容許承載力的工作大為簡化。n 我國幅員遼闊，土質(zhì)變化較復(fù)雜，規(guī)范僅對一般土質(zhì)條件作了規(guī)定，對一些特殊地基特殊地基，如疏松狀態(tài)的砂土、接近流動狀態(tài)的軟粘土、含有大量有機(jī)質(zhì)土和鹽漬土等，以及對于大的或較重要的工程，還應(yīng)結(jié)合具體情況，綜綜合采用荷載試驗(yàn)，現(xiàn)場標(biāo)貫或靜力觸探及理論合采用荷載試驗(yàn)，現(xiàn)場標(biāo)貫或靜力觸探及理論計算計算等方法研究分析后確定。公路

10、橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（JTJD63-2007）步驟和方法 ： 1 1確定土的分類名稱確定土的分類名稱 對于一般地基土，通常根據(jù)塑性指數(shù)、粒徑、工程地質(zhì)特性等分為六類，即粘性土、砂類土、碎卵石類土、黃土、凍土及巖石。 2 2確定土的狀態(tài)確定土的狀態(tài) 土的狀態(tài)是指土層所處的天然松密和稠度狀況。粘性土的天然狀態(tài)是按液性指數(shù)IL分為堅硬、半堅硬狀態(tài)、硬塑、軟塑和流塑狀態(tài)；砂類土根據(jù)相對密度分為稍松、中等密實(shí)、密實(shí)狀態(tài)；碎卵石類土則按密實(shí)度分為密實(shí)、中等密實(shí)及松散狀態(tài) 。3 3確定土的容許承載力確定土的容許承載力根據(jù)規(guī)范表格得到地基承載力基本容許值fa0, 可按下式計算修正得

11、到容許承載力fa ：式中： fa0, 原位測試、或者從規(guī)范查取。稱為地基承載力基本容許值地基承載力基本容許值。 b基礎(chǔ)驗(yàn)算剖面底面最小邊寬(或直徑)（m），當(dāng)b10m時，按10m計算； h基礎(chǔ)底面的埋置深度(m)，對于受水流沖刷的基礎(chǔ)，由一般沖刷線算起；不受水流沖刷的基礎(chǔ)，由天然地面算起，位于挖方內(nèi)的基礎(chǔ)，由開挖后地面算起；當(dāng)h3m時，取h=3m； 1基底下持力層土的天然重度(kN/m3)，如持力層在水面以下且為透水性土 時，應(yīng)取用浮重度； 2基底以上土的重度（如為多層土?xí)r用換算重度）(kN/m3)，如持力層在水面以下且為不透水性土?xí)r，不論基底以上土的透水性質(zhì)如何，應(yīng)一律采用飽和重度，如持力層

12、為透水性土?xí)r，應(yīng)一律采用浮重度； K1、K2按持力層土類確定在基礎(chǔ)寬度和深度方面的修正系數(shù)。 )3(2-22110hKbKffaa）（當(dāng)偏心距當(dāng)偏心距e小于小于0.033b時，承載力公式時，承載力公式fa=Mb b+Md md+Mcck fa：承載力特征值（設(shè)計值）承載力特征值（設(shè)計值） Mb、Md 、Mc：承載力系數(shù)，由承載力系數(shù)，由 k 查表查表 b：基底寬度，大于基底寬度，大于6m按按6m考慮，考慮， 對于砂土小于對于砂土小于3m按按3m考慮考慮 ck：基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007_2002取消表格

13、取消表格1.公式法公式法fa=fak+ b (b-3)+ d m(d-0.5)fak ：經(jīng)驗(yàn)確定或靜載荷試驗(yàn)確定的承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)驗(yàn)確定或靜載荷試驗(yàn)確定的承載力標(biāo)準(zhǔn)值fa ：深寬修正后的承載力特征值（設(shè)計值）：深寬修正后的承載力特征值（設(shè)計值） b、 d ：寬度和埋深修正系數(shù)寬度和埋深修正系數(shù) ：基礎(chǔ)底面以下土的重度基礎(chǔ)底面以下土的重度 m ：基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度b ：大于大于6m按按6m考慮，小于考慮，小于3m按按3m考慮考慮2.通過載荷試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)確定時需修正通過載荷試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)確定時需修正2-3.剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計與計算：n基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度的確

14、定n剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定n地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算n基底合力偏心距驗(yàn)算基底合力偏心距驗(yàn)算n基礎(chǔ)穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算n基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：一、基礎(chǔ)埋置深度的確定一、基礎(chǔ)埋置深度的確定原則：原則：在滿足承載力的條件下盡量淺埋在滿足承載力的條件下盡量淺埋n要求要求： 變形較小，而強(qiáng)度又比較大的持力層，以保證地基強(qiáng)度滿足要變形較小，而強(qiáng)度又比較大的持力層，以保證地基強(qiáng)度滿足要求，而且不致產(chǎn)生過大的沉降或沉降差。此外還要使基礎(chǔ)有足夠求，而且不致產(chǎn)生過大的沉降或沉降差。此外還要使基礎(chǔ)有足夠的埋置深度，以保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，確?；?/p>

15、礎(chǔ)的安全。的埋置深度，以保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，確保基礎(chǔ)的安全。n考慮因素考慮因素： 地基的地質(zhì)、地形條件、河流的沖刷程度、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度、地基的地質(zhì)、地形條件、河流的沖刷程度、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度、上部結(jié)構(gòu)形式，以及保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋深和施工技術(shù)上部結(jié)構(gòu)形式，以及保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋深和施工技術(shù)條件、造價等因素。條件、造價等因素。基礎(chǔ)埋深的不同方案c)b)a)h3h2h1剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)（1）地基的地質(zhì)條件）地基的地質(zhì)條件巖石地基：巖石地基： 覆蓋土層較薄的巖石地基覆蓋土層較薄的巖石地基： 一般應(yīng)清除覆蓋土和風(fēng)化層后，將基礎(chǔ)直接修建在一般應(yīng)清除覆蓋土

16、和風(fēng)化層后，將基礎(chǔ)直接修建在新鮮巖面上。新鮮巖面上。 如巖石的風(fēng)化層很厚如巖石的風(fēng)化層很厚： 難以全部清除時，基礎(chǔ)放在風(fēng)化層中的埋置深度應(yīng)根難以全部清除時，基礎(chǔ)放在風(fēng)化層中的埋置深度應(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。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。 巖層表面傾斜時巖層表面傾斜時： 不得將基礎(chǔ)的一部分置于巖層上，而另一部分則置于不得將基礎(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。土層上，以防基礎(chǔ)因不均勻沉降而發(fā)生傾斜甚至斷裂。 在陡峭山坡上修建橋臺在陡峭山坡上修建橋臺： 還應(yīng)注意巖體的穩(wěn)定性。還應(yīng)注意巖體的穩(wěn)定性。非巖石

17、地基：非巖石地基： 壓縮層范圍內(nèi)為均質(zhì)土壓縮層范圍內(nèi)為均質(zhì)土: : 基礎(chǔ)埋置深度除應(yīng)滿足沖刷、凍脹等要求外，基礎(chǔ)埋置深度除應(yīng)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來確定(同時考慮基礎(chǔ)需要的最小埋深同時考慮基礎(chǔ)需要的最小埋深)。地層為多層土地層為多層土: : 對大中型橋梁、結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)持力層的選定，應(yīng)對大中型橋梁、結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)持力層的選定，應(yīng)通過較詳細(xì)計算或方案比較后確定。通過較詳細(xì)計算或方案比較后確定。（2）河流的沖刷深度）河流的沖刷深度 沖刷的基本概念沖刷的基本概念:洪水沖刷后，整個河床面要下降，這叫洪水沖刷后，整個

18、河床面要下降，這叫一般沖刷一般沖刷被沖下去的深度叫被沖下去的深度叫一般沖刷深度一般沖刷深度同時由于橋墩的阻水作用，使洪水在橋墩四周沖出一個深坑，同時由于橋墩的阻水作用，使洪水在橋墩四周沖出一個深坑，這叫這叫局部沖刷局部沖刷局部沖刷原河床面一般沖刷 在有沖刷的河流中，為了防止橋梁墩、在有沖刷的河流中，為了防止橋梁墩、臺基礎(chǔ)四周和基底下土層被水流掏空沖走以致臺基礎(chǔ)四周和基底下土層被水流掏空沖走以致倒塌，基礎(chǔ)必須埋置在倒塌，基礎(chǔ)必須埋置在設(shè)計洪水的最大沖刷線設(shè)計洪水的最大沖刷線以下不小于以下不小于1m1m。特別是在山區(qū)和丘陵地區(qū)的河。特別是在山區(qū)和丘陵地區(qū)的河流，更應(yīng)注意考慮季節(jié)性洪水的沖刷作用。流

19、，更應(yīng)注意考慮季節(jié)性洪水的沖刷作用。 沖刷總深度沖刷總深度(m) 最小埋置深度最小埋置深度(m)橋梁類型橋梁類型0333881515 2020一一 般般 橋橋 梁梁1.01.52.02.53.03.5技術(shù)復(fù)雜修復(fù)困難的特大橋及其它重要技術(shù)復(fù)雜修復(fù)困難的特大橋及其它重要大橋大橋1.52.02.53.03.54.0 對于大、中橋基礎(chǔ)的基底在設(shè)計洪水沖刷總深對于大、中橋基礎(chǔ)的基底在設(shè)計洪水沖刷總深度以下的最小埋置深度，建議根據(jù)橋梁大小、技術(shù)度以下的最小埋置深度，建議根據(jù)橋梁大小、技術(shù)的復(fù)雜性和重要性，參照下表采用的復(fù)雜性和重要性，參照下表采用（3）當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度）當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度 為了保證建筑物不受地

20、基土季節(jié)性凍脹的影響，為了保證建筑物不受地基土季節(jié)性凍脹的影響，除地基為非凍脹性土外，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋置在天然最除地基為非凍脹性土外，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋置在天然最大凍結(jié)線以下一定深度。大凍結(jié)線以下一定深度。 公橋基規(guī)公橋基規(guī)規(guī)定：規(guī)定： 當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)時，基底應(yīng)埋置在最深當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)時，基底應(yīng)埋置在最深凍結(jié)線以下不小于凍結(jié)線以下不小于0.25m0.25m；對靜定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，一般；對靜定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，一般也按此要求，但在凍結(jié)較深地區(qū)，為了減少基礎(chǔ)埋也按此要求，但在凍結(jié)較深地區(qū)，為了減少基礎(chǔ)埋深，有些類別的凍土經(jīng)計算后也可將基底置于最大深，有些類別的凍土經(jīng)計算后也可將基底置于最大凍結(jié)線以上。

21、凍結(jié)線以上。 （4）上部結(jié)構(gòu)型式）上部結(jié)構(gòu)型式 上部結(jié)構(gòu)的型式不同，對基礎(chǔ)產(chǎn)生的位移要求上部結(jié)構(gòu)的型式不同，對基礎(chǔ)產(chǎn)生的位移要求也不同。也不同。 對對中、小跨度簡支梁中、小跨度簡支梁來說，這項(xiàng)因素對確定基來說，這項(xiàng)因素對確定基礎(chǔ)的理直深度影響不大。礎(chǔ)的理直深度影響不大。 對對超靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu) ， 便基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻沉便基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻沉降也會使內(nèi)力產(chǎn)生一定變化。降也會使內(nèi)力產(chǎn)生一定變化。 如對如對拱橋橋臺拱橋橋臺，為了減少可能產(chǎn)生的水平位移，為了減少可能產(chǎn)生的水平位移和沉降差值，有時需將基礎(chǔ)設(shè)置在埋和沉降差值，有時需將基礎(chǔ)設(shè)置在埋 藏較深的堅藏較深的堅實(shí)上層上。實(shí)上層上。（5）當(dāng)?shù)?/p>

22、的地形條件）當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件當(dāng)墩臺、擋土墻等結(jié)構(gòu)當(dāng)墩臺、擋土墻等結(jié)構(gòu)位于較陡的土坡上，在位于較陡的土坡上，在確定基礎(chǔ)埋深時，還應(yīng)確定基礎(chǔ)埋深時，還應(yīng)考慮土坡連同結(jié)構(gòu)物基考慮土坡連同結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)一起滑動的穩(wěn)定性。礎(chǔ)一起滑動的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗鶠閮A斜土坡時，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，對地基容許當(dāng)?shù)鼗鶠閮A斜土坡時，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，對地基容許承載力適當(dāng)折減。承載力適當(dāng)折減。lsDbhDhlb若基礎(chǔ)位于較陡的巖體上，可將基礎(chǔ)做成臺階形，但要若基礎(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。注意巖體的穩(wěn)定性。（6）保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度）保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度 地表土在溫度和濕度的影響下

23、，會產(chǎn)生一定的風(fēng)化作用，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。加上人類和動物活動以及植物的生長作用，其性質(zhì)是不穩(wěn)定的。加上人類和動物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。不宜作為持力層。為了保證地基和基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，基礎(chǔ)的理置深度為了保證地基和基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，基礎(chǔ)的理置深度(除巖石地基除巖石地基外外)應(yīng)在天然地面或無沖刷河流的河底以下不小于應(yīng)在天然地面或無沖刷河流的河底以下不小于lm。公橋基規(guī)公橋基規(guī) （JTJD63-2007）規(guī)定：）規(guī)定：建筑基規(guī)建筑基

24、規(guī) （GB50007_2002）規(guī)定：）規(guī)定：除巖石地基外，不宜小于除巖石地基外，不宜小于0.5m。除上述因素以外，在確定基礎(chǔ)埋置深度時，還應(yīng)考慮相除上述因素以外，在確定基礎(chǔ)埋置深度時，還應(yīng)考慮相鄰結(jié)構(gòu)物的影響，如新結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)比原有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)深，鄰結(jié)構(gòu)物的影響，如新結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)比原有結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)深，則施工挖土有可能影響原有基礎(chǔ)的穩(wěn)定。施工技術(shù)條件則施工挖土有可能影響原有基礎(chǔ)的穩(wěn)定。施工技術(shù)條件(施工設(shè)備、排水條件、支撐要求等施工設(shè)備、排水條件、支撐要求等)及經(jīng)濟(jì)分析等對基礎(chǔ)及經(jīng)濟(jì)分析等對基礎(chǔ)埋深也有一定影響，這些因素也應(yīng)考慮。埋深也有一定影響，這些因素也應(yīng)考慮。 上述影響基礎(chǔ)埋深的因素也適用于其它

25、類型的基礎(chǔ)上述影響基礎(chǔ)埋深的因素也適用于其它類型的基礎(chǔ)( (如沉井基礎(chǔ)如沉井基礎(chǔ)) )。現(xiàn)舉一簡例來說明如何較合理地確定基礎(chǔ)埋置深現(xiàn)舉一簡例來說明如何較合理地確定基礎(chǔ)埋置深度和選擇持力層。度和選擇持力層?；A(chǔ)埋深的不同方案c)b)a)()硬塑亞粘土0=250kPa()硬塑粘土0=300kPa()軟粘土0=100kPa()硬塑亞粘土0=250kPa最大沖刷線一般沖刷線h3h2h111.0 常水位9.0 河底8.0 7.01.0-1.0-5.0剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ)沉井基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)二、剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定二、剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定l基礎(chǔ)厚度基礎(chǔ)厚度l基礎(chǔ)平面尺寸基礎(chǔ)平面尺寸l基

26、礎(chǔ)剖面尺寸基礎(chǔ)剖面尺寸b)a)bl/2a/2t3t2t1c2c1aaHhc1aaHhd基礎(chǔ)厚度基礎(chǔ)厚度 應(yīng)根據(jù)墩、臺身結(jié)構(gòu)形式，荷載大小，選用的基礎(chǔ)材應(yīng)根據(jù)墩、臺身結(jié)構(gòu)形式，荷載大小，選用的基礎(chǔ)材料等因素來確定料等因素來確定。 基底標(biāo)高基底標(biāo)高應(yīng)按基礎(chǔ)埋深的要求確定。應(yīng)按基礎(chǔ)埋深的要求確定。 水中水中基礎(chǔ)頂面基礎(chǔ)頂面一般不高于最低水位，在季節(jié)性流水的河一般不高于最低水位，在季節(jié)性流水的河流或旱地上的橋梁墩、臺基礎(chǔ)，則不宜高出地面，以防碰流或旱地上的橋梁墩、臺基礎(chǔ)，則不宜高出地面，以防碰損。損。 基礎(chǔ)厚度可按上述要求所確定的基礎(chǔ)底面和頂面標(biāo)基礎(chǔ)厚度可按上述要求所確定的基礎(chǔ)底面和頂面標(biāo)高求得。在一

27、般情況下，大、中橋墩、臺混凝土基礎(chǔ)厚高求得。在一般情況下，大、中橋墩、臺混凝土基礎(chǔ)厚度在度在1.02.0m左右。左右。基礎(chǔ)平面尺寸基礎(chǔ)平面尺寸 基礎(chǔ)平面形式一般應(yīng)考慮墩、臺身底面的基礎(chǔ)平面形式一般應(yīng)考慮墩、臺身底面的形狀而確定，基礎(chǔ)平面形狀常用矩形?；A(chǔ)底形狀而確定，基礎(chǔ)平面形狀常用矩形。基礎(chǔ)底面長寬尺寸與高度有如下的關(guān)系式面長寬尺寸與高度有如下的關(guān)系式tan2)(tan2)(HdbHla順橋向?qū)挾葯M橋向長度定義定義：剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的剖面形式一般做成矩形或臺階形，剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的剖面形式一般做成矩形或臺階形，自墩、臺身底邊緣至基頂邊緣的距離自墩、臺身底邊緣至基頂邊緣的距離c c稱襟邊。稱襟邊。作用

28、作用：一方面是擴(kuò)大基底面積增加基礎(chǔ)承載力，同時也便于調(diào)整基一方面是擴(kuò)大基底面積增加基礎(chǔ)承載力，同時也便于調(diào)整基礎(chǔ)施工時在平面尺寸上可能發(fā)生的誤差，也為了支立墩、合身模板礎(chǔ)施工時在平面尺寸上可能發(fā)生的誤差，也為了支立墩、合身模板的需要。的需要。取值取值： 應(yīng)視基底面積的要求、基礎(chǔ)厚度及施工方法而定。橋梁墩應(yīng)視基底面積的要求、基礎(chǔ)厚度及施工方法而定。橋梁墩臺基礎(chǔ)襟邊最小值為臺基礎(chǔ)襟邊最小值為20cm-30cm20cm-30cm。 基礎(chǔ)較厚基礎(chǔ)較厚( (超過超過lmlm以上以上) )時，可將基礎(chǔ)的剖面澆砌成臺階形時，可將基礎(chǔ)的剖面澆砌成臺階形基礎(chǔ)剖面尺寸基礎(chǔ)剖面尺寸襟邊襟邊 基礎(chǔ)懸出總長度基礎(chǔ)懸出總

29、長度( (包括襟邊與臺階寬度之和包括襟邊與臺階寬度之和) )按前面剛按前面剛性基礎(chǔ)的定義，應(yīng)使懸出部分在基底反力作用下，在性基礎(chǔ)的定義，應(yīng)使懸出部分在基底反力作用下，在a-aa-a截面截面所產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過基礎(chǔ)污工的強(qiáng)度限值。所產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過基礎(chǔ)污工的強(qiáng)度限值。所以滿足上述要求時，就可得到自墩臺身邊緣處的垂線與基所以滿足上述要求時，就可得到自墩臺身邊緣處的垂線與基底邊緣的聯(lián)線間的最大夾角底邊緣的聯(lián)線間的最大夾角maxmax，稱為，稱為剛性角剛性角。 在設(shè)計時，應(yīng)使每個臺階寬度在設(shè)計時，應(yīng)使每個臺階寬度cici與厚度與厚度titi保持在一定比例內(nèi)，使保持在一定比例內(nèi)

30、，使其夾角其夾角i i=maxmax這時可認(rèn)為屬剛性基礎(chǔ)，不必對基礎(chǔ)進(jìn)行彎曲拉應(yīng)力和這時可認(rèn)為屬剛性基礎(chǔ)，不必對基礎(chǔ)進(jìn)行彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的強(qiáng)度驗(yàn)算，在基礎(chǔ)中也可不設(shè)置受力鋼筋。剪應(yīng)力的強(qiáng)度驗(yàn)算，在基礎(chǔ)中也可不設(shè)置受力鋼筋。 剛性角剛性角maxmax的數(shù)值是與基礎(chǔ)所用的污工材料強(qiáng)度有關(guān)。根據(jù)的數(shù)值是與基礎(chǔ)所用的污工材料強(qiáng)度有關(guān)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，常用的基礎(chǔ)材料的剛性角實(shí)驗(yàn)，常用的基礎(chǔ)材料的剛性角maxmax值可按下面提供的數(shù)值取用值可按下面提供的數(shù)值取用 磚、片石、塊石、粗料石砌體，當(dāng)用磚、片石、塊石、粗料石砌體，當(dāng)用5 5號以下砂漿砌筑時號以下砂漿砌筑時 maxmax3030度度 磚、片石、塊石、粗

31、料石砌體，當(dāng)用磚、片石、塊石、粗料石砌體，當(dāng)用5 5號以上砂漿砌筑時號以上砂漿砌筑時 maxmax3535度度 混凝土澆筑時混凝土澆筑時 maxmax4040度度 基礎(chǔ)每層臺階高度基礎(chǔ)每層臺階高度t ti i通常為通常為0.50m-1.00m0.50m-1.00m，在一般情況下各，在一般情況下各層臺階宜采取相同厚度。層臺階宜采取相同厚度。 三、地基承載力驗(yàn)算三、地基承載力驗(yàn)算l持力層強(qiáng)度驗(yàn)算持力層強(qiáng)度驗(yàn)算l軟弱下臥層承載力驗(yàn)算軟弱下臥層承載力驗(yàn)算偏心豎直力作用在任意點(diǎn)偏心豎直力作用在任意點(diǎn)基底應(yīng)力分布圖基底應(yīng)力分布圖持力層強(qiáng)度驗(yàn)算持力層強(qiáng)度驗(yàn)算1.基底只承受軸心荷載基底只承受軸心荷載afANp

32、公橋基規(guī)公橋基規(guī) （JTJD63-2007）：）：2.基底單向偏心受壓基底單向偏心受壓maxaRfrWMANp3.基底雙向偏心受壓基底雙向偏心受壓maxaRyyxxfrWMWMANp4.基底單向偏心受壓，偏心距基底單向偏心受壓，偏心距e0大于核心半徑大于核心半徑(b/6)2(32320maxaRfraebNdaNp 當(dāng)受壓層范圍內(nèi)地基為多層當(dāng)受壓層范圍內(nèi)地基為多層土，且持力層以下有軟弱下臥層，土，且持力層以下有軟弱下臥層，這時還應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承載這時還應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承載力，驗(yàn)算時先計算軟弱下臥層頂力，驗(yàn)算時先計算軟弱下臥層頂面（在基底形心軸下）的應(yīng)力面（在基底形心軸下）的應(yīng)力（包括自重

33、應(yīng)力及附加力），不（包括自重應(yīng)力及附加力），不得大于該處地基土的容許承載力。得大于該處地基土的容許承載力。即即: :)()(21aRzfrhpzhp軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算四、基底合力偏心距驗(yàn)算四、基底合力偏心距驗(yàn)算 目的目的: : 盡可能使基底應(yīng)力分盡可能使基底應(yīng)力分布比較均勻，以免基底布比較均勻，以免基底兩側(cè)應(yīng)力相差過大，使兩側(cè)應(yīng)力相差過大，使基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不均勻基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不均勻沉降，墩、臺發(fā)生傾斜，沉降，墩、臺發(fā)生傾斜，影響正常使用影響正常使用 。m axm axm axm ine0NNMbNKb設(shè)計原則設(shè)計原則: 非巖石地基非巖石地基:以不出現(xiàn)拉應(yīng)力為原則，當(dāng)墩、臺以不

34、出現(xiàn)拉應(yīng)力為原則，當(dāng)墩、臺僅受恒載作用時，基底合力偏心距僅受恒載作用時，基底合力偏心距e e0 0應(yīng)分別不大于基應(yīng)分別不大于基底核心半徑的底核心半徑的0.10.1倍（橋墩）和倍（橋墩）和0.750.75倍（橋臺）；當(dāng)倍（橋臺）；當(dāng)墩、臺受荷載組合是短時的，對基底偏心距的要求可墩、臺受荷載組合是短時的，對基底偏心距的要求可以放寬，一般只要求基底偏心距以放寬，一般只要求基底偏心距e e0 0不超過核心半徑即不超過核心半徑即可?？?。 巖石地基巖石地基:可以允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，根據(jù)巖石的強(qiáng)度，可以允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，根據(jù)巖石的強(qiáng)度，合力偏心距合力偏心距e e0 0最大可為基底核心半徑的最大可為基底核心半徑的1

35、.21.21.51.5倍，倍，以保證必要的安全儲備。以保證必要的安全儲備。五、五、基礎(chǔ)穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算地基穩(wěn)定性驗(yàn)算地基穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性與合力的偏心距有關(guān)。合力偏基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性與合力的偏心距有關(guān)。合力偏心距愈大，則基礎(chǔ)抗傾覆的安全儲備愈小，如下圖心距愈大，則基礎(chǔ)抗傾覆的安全儲備愈小，如下圖所示，因此，在設(shè)計時，可以用限制合力偏心距所示，因此，在設(shè)計時，可以用限制合力偏心距e e0 0來保證基礎(chǔ)的傾覆穩(wěn)定性。來保

36、證基礎(chǔ)的傾覆穩(wěn)定性。00eyKiiiiiPhHePe0K0為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù),一般對主要一般對主要荷載組合荷載組合K01.5，在各種附加荷，在各種附加荷載組合時，載組合時，K01.11.3。 基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性計算基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性計算基礎(chǔ)滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算基礎(chǔ)滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算 基礎(chǔ)在水平推力作用下沿基礎(chǔ)底面滑動的可能性基礎(chǔ)在水平推力作用下沿基礎(chǔ)底面滑動的可能性即基礎(chǔ)抗滑動安全度的大小，可用基底與土之間的摩即基礎(chǔ)抗滑動安全度的大小，可用基底與土之間的摩擦阻力和水平推力的比值擦阻力和水平推力的比值KcKc來表示，來表示，KcKc稱為抗滑動穩(wěn)稱為抗滑動穩(wěn)定系數(shù)。即定系數(shù)。即iapiicHHPK K

37、c為抗滑動穩(wěn)定系數(shù)為抗滑動穩(wěn)定系數(shù)必須大于規(guī)范規(guī)定的設(shè)計必須大于規(guī)范規(guī)定的設(shè)計容許值，一般根據(jù)荷載性容許值，一般根據(jù)荷載性質(zhì)，質(zhì)，Kc1.21.3。地基穩(wěn)定性驗(yàn)算地基穩(wěn)定性驗(yàn)算n 位于軟土地基上較高的橋臺需驗(yàn)算橋臺沿滑裂位于軟土地基上較高的橋臺需驗(yàn)算橋臺沿滑裂曲面滑動的穩(wěn)定性，基底下地基如在不深處有軟弱曲面滑動的穩(wěn)定性，基底下地基如在不深處有軟弱夾層時，在臺后土推力作用下，基礎(chǔ)也有可能沿軟夾層時，在臺后土推力作用下，基礎(chǔ)也有可能沿軟弱夾層土的層面滑動；在較陡的土質(zhì)斜坡上的橋臺、弱夾層土的層面滑動；在較陡的土質(zhì)斜坡上的橋臺、擋土墻也有滑動的可能。擋土墻也有滑動的可能。a)hi基礎(chǔ)抗傾覆措施基礎(chǔ)抗傾覆措施 六、基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算六、基礎(chǔ)沉降驗(yàn)