基礎(chǔ)工程總復(fù)習(xí)課件

1、第一節(jié) 概述 第二節(jié) 設(shè)計(jì)資料及計(jì)算荷載第三節(jié) 設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)注意的事項(xiàng) 第四節(jié) 發(fā)展概況1 導(dǎo)論1重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系1.1概述 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求 地基的強(qiáng)度條件：地基有足夠的強(qiáng)度，在荷載作用下，地基土不發(fā)生剪切破壞或失穩(wěn)。 地基的變形條件：不使地基產(chǎn)生過大的沉降或不均勻沉降，保證建筑物正常使用。 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)本身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，在地基反力作用下不會(huì)產(chǎn)生過大強(qiáng)度破壞，并具有改善沉降與不均勻沉降的能力。 綜上所述：地基分類 人工地基：經(jīng)過處理而達(dá)到設(shè)計(jì)要求的地基。 天然地基：不需處理而直接利用的地基。 2重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系作用與作用效應(yīng)組合（一）作用分

2、類 永久作用：經(jīng)常作用的其數(shù)值不隨時(shí)間變化或變化微 小的作用 1、結(jié)構(gòu)物的自重；2、土重及土的自重產(chǎn)生的側(cè)壓力；3、水的浮力；4、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力；5、超靜定結(jié)構(gòu)中因混凝土的收縮徐變和基礎(chǔ)變位而產(chǎn)生的影響力。 3重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系作用與作用效應(yīng)組合（一）作用分類 可變作用：數(shù)值隨時(shí)間變化,且變化值與平均值比較不可忽略的作用 1、汽車荷載；2、汽車沖擊力；3、離心力；4、汽車引起的土側(cè)壓力；5、人群荷載；6、平板掛車或履帶車荷載引起的土側(cè)壓力；7、風(fēng)力；8、汽車制動(dòng)力；9、流水壓力；10、冰壓力；11、支座摩阻力；12、在超靜定結(jié)構(gòu)中尚須考慮通過基礎(chǔ)溫度變化的影響力。4重

3、慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系作用與作用效應(yīng)組合（一）作用分類 偶然作用：作用時(shí)間短暫，且發(fā)生的機(jī)率很小的作用 1、船只或漂浮物的撞擊力；2、施工荷載；3、地震荷載。 詳見公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范。5重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2 天然地基上的淺基礎(chǔ)重慶交通大學(xué) 基礎(chǔ)工程 教研組7重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系主要內(nèi)容第一節(jié) 淺基礎(chǔ)的類型、構(gòu)造及適用條件 第二節(jié) 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)施工第三節(jié) 板樁墻的計(jì)算 第四節(jié) 地基容許承載力的確定第五節(jié) 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算第六節(jié) 算例 8重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系淺基礎(chǔ)分類按材料分類按構(gòu)造分類按受力性能分類2.1 淺基礎(chǔ)的類型

4、及構(gòu)造和適用條件10重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2.1 淺基礎(chǔ)的類型擴(kuò)展基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)獨(dú)立基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)十字交叉梁基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)按構(gòu)造類型11重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 在基底反力作用下，基礎(chǔ)懸臂部分產(chǎn)生的拉剪應(yīng)力不超過基礎(chǔ)材料強(qiáng)度時(shí)，墩臺(tái)邊緣到基底邊緣連線與垂直線的最大夾角，即為剛性角。滿足剛性角要求及基礎(chǔ)強(qiáng)度滿足要求，相應(yīng)基礎(chǔ)即為剛性基礎(chǔ)；懸臂長(zhǎng)度超出剛性角時(shí)，需對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行配筋，相應(yīng)基礎(chǔ)即為柔性基礎(chǔ)。12重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系規(guī)范公式確定地基容許承載力1.確定土的分類名稱（巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊性巖土）2.確定

5、土的工程特性指標(biāo)3.確定地基土的基本容許承載力fa014重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2.5.1 基礎(chǔ)埋置深度的確定地基的地質(zhì)條件河流的沖刷深度當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度上部結(jié)構(gòu)形式當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋深相鄰建筑物的影響、施工條件及經(jīng)濟(jì)條件等15重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2.5.3 地基承載力驗(yàn)算 (一）持力層強(qiáng)度驗(yàn)算雙向偏心式中，N、M為能產(chǎn)生Nmax的最不利作用效應(yīng)組合與此對(duì)應(yīng)的M，和能產(chǎn)生Mmax時(shí)的最不利作用效應(yīng)組合與此對(duì)應(yīng)的N，取大者控制設(shè)計(jì)。驗(yàn)算原則為基底面最大壓應(yīng)力小于該處地基容許承載力。17重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2.5.3 地基承載力

6、驗(yàn)算 (二）軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算原則為軟弱下臥層頂面處自重應(yīng)力和附加應(yīng)力之和小于該處地基容許承載力。18重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2.5.4 基底合力偏心矩驗(yàn)算 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一個(gè)原則在于使基底壓力均勻，減少不均勻沉降及傾斜。 對(duì)于非巖石地基，以不出現(xiàn)拉應(yīng)力為原則：當(dāng)墩臺(tái)僅受永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合時(shí)，基底合力偏心矩不大于基底核心半徑0.1倍（墩）和0.75倍（臺(tái)）；當(dāng)受標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合或偶然作用（地震作用除外）標(biāo)準(zhǔn)效應(yīng)組合時(shí)，僅需e0不超過核心半徑。 當(dāng)外力合力作用點(diǎn)不在任何一個(gè)對(duì)稱軸上時(shí)，可以下式直接求解。注意：合力和最小應(yīng)力應(yīng)在同一種荷載組合下求得。19重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地

7、質(zhì)工程系2.5.5 基礎(chǔ)和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算 地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算包括基礎(chǔ)抗滑、抗傾及地基整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。 (一）基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 傾覆穩(wěn)定同合力偏心距直接相關(guān)，可以通過控制偏心距來(lái)保證基礎(chǔ)不傾覆。 式中s為基底截面重心至基底壓力最大一邊邊緣的距離?？箖A覆穩(wěn)定性系數(shù)20重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2.5.5 基礎(chǔ)和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算 (二）基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 抗滑穩(wěn)定性系數(shù)要大于等于1.2-1.3。 基底摩擦系數(shù)見P52表2-28或規(guī)范?？够€(wěn)定性系數(shù)21重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系2.5.6 基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算 沉降驗(yàn)算包括沉降量、沉降差及傾斜等。通常地基承載力滿足時(shí)隱含沉降滿足，但以

8、下情況必須驗(yàn)算沉降：1.地質(zhì)復(fù)雜、不均、軟弱地基及濕陷性黃土地基2.非巖石地基上的超靜定結(jié)構(gòu)橋梁3.相鄰基礎(chǔ)地基差別大、或兩側(cè)跨度差別大，必須 考慮沉降差。4.跨線、通航必須保證凈空時(shí)。22重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系主要內(nèi)容第一節(jié) 概述 第二節(jié) 樁與樁基礎(chǔ)的分類第三節(jié) 樁與樁基礎(chǔ)的構(gòu)造第四節(jié) 樁基礎(chǔ)的施工第五節(jié) 水中樁基礎(chǔ)施工第六節(jié) 樁基礎(chǔ)質(zhì)量檢驗(yàn) 24重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 高樁承臺(tái)基礎(chǔ) 低樁承臺(tái)基礎(chǔ)承臺(tái)位置3.2 樁和樁基礎(chǔ)的分類25重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系按設(shè)置效應(yīng)擠土樁部分?jǐn)D土樁非擠土樁3.2 樁和樁基礎(chǔ)的分類按樁身材料鋼樁鋼筋砼樁木樁27重慶

9、交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 按承載性狀摩擦樁端承（柱）樁豎向受荷樁橫向受荷樁 樁墩 主動(dòng)樁被動(dòng)樁樁豎直樁與斜樁3.2 樁和樁基礎(chǔ)的分類28重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4 樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算重慶交通大學(xué) 基礎(chǔ)工程教研組 29重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系主要內(nèi)容第一節(jié) 單樁承載力的確定 第二節(jié) 單排樁基樁內(nèi)力與位移的計(jì)算第三節(jié) 多排樁基樁內(nèi)力與位移的計(jì)算第四節(jié) 群樁基礎(chǔ)的豎向分析及驗(yàn)算第五節(jié) 承臺(tái)的設(shè)計(jì)計(jì)算第六節(jié) 樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì) 30重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.1 單樁承載力的確定 單樁承載力容許值是指單樁在荷載作用下，地基土和樁本身強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能得到保證，

10、變形也在容許范圍內(nèi)，以保證結(jié)構(gòu)正常使用的所能承受的最大荷載。 單樁承載力通常是研究樁基的基礎(chǔ)，包括軸向和橫軸向承載力。 取決于地基能夠?qū)痘峁┑闹瘟突鶚蹲陨韽?qiáng)度兩個(gè)方面，通常受地基土體能夠提供的承載力控制；只有在端承樁、大柔度樁基才考慮基樁自身強(qiáng)度，按偏心受壓混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)。31重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.1 單樁承載力的確定4.1.1 單樁軸向荷載傳遞機(jī)理和特點(diǎn) 樁側(cè)摩阻力同地基土性質(zhì)、施工方式、樁的剛度、土中應(yīng)力狀態(tài)等有關(guān)。其分布特征對(duì)于打入樁可簡(jiǎn)化為隨深度線性增加；對(duì)于灌注樁可簡(jiǎn)化為均勻分布。32重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.1.1 單樁軸向荷載傳遞機(jī)理和

11、特點(diǎn) 樁底阻力主要同地基土性質(zhì)、上覆荷載、樁徑、樁底作用力、時(shí)間、及入土深度等有關(guān)。通常隨入土深度增加而增加（深度效應(yīng)）至臨界深度不再增加。4.1 單樁承載力的確定33重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.1.1 單樁軸向荷載傳遞機(jī)理和特點(diǎn) 單樁的破壞模式：樁身?yè)锨茐?、整體剪切破壞、刺入式破壞。4.1 單樁承載力的確定34重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 1、摩擦樁 單樁豎向容許承載力的基本形式為： 單樁容許承載力Ra=樁側(cè)極限摩阻力+樁底極限阻力/安全系數(shù) （1）鉆（挖）孔灌注樁： 經(jīng)驗(yàn)公式法4.1 單樁承載力的確定35重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 （2）沉樁軸向容許承

12、載力確定 、分別為振動(dòng)沉樁對(duì)各土層樁側(cè)摩阻力和樁端承載力的 影響系數(shù)，按表4-6采用；對(duì)于錘擊、靜壓沉樁其值 均取為1.0。經(jīng)驗(yàn)公式法4.1 單樁承載力的確定36重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 4.1.4 關(guān)于樁的負(fù)摩阻問題 當(dāng)樁周土體沉降大于樁身沉降時(shí)，樁周土施加給樁的摩阻力方向向下，稱為負(fù)摩阻力。該力不僅不提供支持力，反而成為外荷載，對(duì)樁基安全影響極大。4.1 單樁承載力的確定37重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 4.4.4 關(guān)于樁的負(fù)摩阻問題樁基負(fù)摩阻力產(chǎn)生的原因有：1、樁周大面積堆載；2、大量抽取地下水，土層固結(jié)；3、樁穿過欠固結(jié)土層進(jìn)入硬土；4、密集打樁，產(chǎn)生孔壓消散固

13、結(jié)；5、濕陷性黃土、凍土融沉等。4.1 單樁承載力的確定38重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 關(guān)于樁的負(fù)摩阻問題中性點(diǎn)：樁身出現(xiàn)負(fù)摩阻力時(shí)正負(fù)摩阻力變換處的位置。該點(diǎn)即為樁土相對(duì)變位為零點(diǎn)，也為摩阻力零點(diǎn)，也是樁身軸力最大點(diǎn)。4.1 單樁承載力的確定39重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算基樁計(jì)算橫軸向承載力軸向承載力相關(guān)控制指標(biāo)和配筋40重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算4.2.1 基本概念一、文克爾地基模型與彈性地基梁C為地基（抗力）系數(shù)假定地基土任一點(diǎn)處的變形si與該點(diǎn)所受壓力強(qiáng)度pi成正比41重慶交通大學(xué)河海學(xué)

14、院 巖土與地質(zhì)工程系4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算4.2.1 基本概念三、土的彈性抗力及地基系數(shù)分布規(guī)律C為地基系數(shù)，其含義為單位面積土在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位變形所需要的力；依據(jù)假定的不同有：m法、k法、c法、C法等。42重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算4.2.1 基本概念三、土的彈性抗力及地基系數(shù)分布規(guī)律超固結(jié)土和地面為硬殼層：常數(shù)法一般土質(zhì)：m法或C法樁徑大、容許位移小:C法K法誤差較大，很少使用43重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算4.2.1 基本概念四、單樁、單排樁與多排樁單樁：一根基樁。單排樁：水平外力僅穿過一

15、排（根）樁。多排樁：水平外力穿過多（根）排樁。44重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系 基本概念樁的計(jì)算寬度 : 形狀換算系數(shù) : 樁間相互影響系數(shù)4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算4.2.1 基本概念五、樁的計(jì)算寬度45重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算4.2.1 基本概念六、剛性樁與彈性樁 由于樁土的剛度差，造成樁在土中的變形特性不一致，必須分開計(jì)算，按樁土相對(duì)剛度不同區(qū)分為彈性樁和剛性樁計(jì)算。彈性樁剛性樁樁土變形系數(shù)46重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.2 單排樁基樁內(nèi)力和位移計(jì)算4.2.2 m法彈性單排樁內(nèi)力和位移計(jì)算基本假設(shè)：土視為彈性變形

16、介質(zhì)，C=mz土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系符合文克爾假定不考慮樁與土之間的摩擦力和粘結(jié)力樁與樁側(cè)土在受力前后始終密貼樁為彈性構(gòu)件47重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.4 群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗(yàn)算4.4.1 群樁基礎(chǔ)的工作性狀及其特點(diǎn) 一、 端承樁樁身摩阻力較小，主要依靠樁端反力承載，且變形小、樁底壓力分布面積小，應(yīng)力疊加效應(yīng)小。群樁基礎(chǔ)中各基樁工作性狀同單樁；而且群樁沉降等于單樁沉降，群樁承載力等于各單樁承載力之和。48重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.4 群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗(yàn)算4.4.1 群樁基礎(chǔ)的工作性狀及其特點(diǎn) 二、摩擦樁樁身摩阻力為主要承載因素，且會(huì)發(fā)生應(yīng)力擴(kuò)散，可能在樁底發(fā)

17、生應(yīng)力疊加且影響范圍更深，因此群樁沉降大于單樁，承載力通常小于單樁之和。這種群樁在沉降、承載力、樁端阻力、側(cè)阻力等與單樁工作性狀不同的效應(yīng)稱為群樁效應(yīng)。一般當(dāng)樁間距大于6倍計(jì)算寬度時(shí)無(wú)群樁效應(yīng)。49重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系4.3 群樁基礎(chǔ)的豎向分析及其驗(yàn)算4.3.3 群樁基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算 當(dāng)柱樁或樁的中心距大于6倍樁徑的摩擦型群樁基礎(chǔ)，可以認(rèn)為其沉降量等于在同樣土層中靜載試驗(yàn)的單樁沉降量。 當(dāng)樁的中心距小于6倍樁徑的摩擦型群樁基礎(chǔ)，則作為實(shí)體基礎(chǔ)考慮，可采用應(yīng)力面積法計(jì)算沉降量。墩臺(tái)基礎(chǔ)的沉降應(yīng)滿足公橋基規(guī)規(guī)定。50重慶交通大學(xué)河海學(xué)院 巖土與地質(zhì)工程系5 沉井基礎(chǔ)重慶交通大學(xué) 地基

18、基礎(chǔ) 教研組51重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系主要內(nèi)容第一節(jié) 概述 第二節(jié) 沉井的類型與構(gòu)造第三節(jié) 沉井的施工第四節(jié) 沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算第五節(jié) 沉井基礎(chǔ)計(jì)算示例52重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系施工問題處理 沉井在下沉過程中可能出現(xiàn)的問題主要有兩類: (1) 下沉不均勻發(fā)生傾斜和位置偏移； (2) 下沉困難。 發(fā)生偏斜的原因大致有這幾種： (1) 表層土松軟或地面不平; (2)刃腳與井壁中線不重合 (3) 抽墊方法欠妥，回填不及時(shí) (4) 挖土不對(duì)稱; (5) 刃腳處有障礙物未予清除; (6) 堆土不合理或單側(cè)水流掏空等。53重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系 糾偏的方法是： (1

19、) 在沉井下沉多的一側(cè)回填砂石，以阻止繼續(xù)下沉，在高的一側(cè)集中挖土; (2) 在高的一側(cè)配加重物，以加速該側(cè)下沉；如有必要，還可在沉井頂部施加水平力來(lái)幫助糾偏。 (3) 如遇中心位置偏移，則應(yīng)先人為造成沉井傾斜，再均勻取土，使之傾斜下沉，直到沉井中心線到達(dá)設(shè)計(jì)位置后，再行糾偏扶正。施工問題處理 54重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系克服下沉困難主要可以從兩方面著手： (1) 增加沉井重量：提前澆筑上一節(jié)沉井；在沉井頂部加壓；在保證不發(fā)生流砂的前提下，抽取井內(nèi)的水，以減小浮力。（2) 減小井壁的摩阻力：盡力將井壁外側(cè)制作光滑平整；將井壁設(shè)計(jì)成臺(tái)階式；設(shè)置管道，利用高壓空氣或水的噴射能量來(lái)減小摩

20、擦；從管道中噴出觸變泥漿，形成泥漿套。 55重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算沉井（剛性樁）計(jì)算假定： 1、地基土作為彈性變形介質(zhì)，水平地基系數(shù)隨深度成正比增加。 2、不考慮基礎(chǔ)與土間的粘著力和摩阻力。 3、沉井基礎(chǔ)剛度與土剛度之比可認(rèn)為是無(wú)限大。56重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系驗(yàn)算 基底計(jì)算最大壓應(yīng)力不應(yīng)超過沉井底面處地基土的容許承載力fa。即 1. 基底應(yīng)力驗(yàn)算5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算57重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系驗(yàn)算 橫向計(jì)算pzx值應(yīng)小于沉井周圍土的極限抗力值。 極限抗力值計(jì)算方法： 當(dāng)基礎(chǔ)在外力作用下產(chǎn)生位移時(shí)，在深度z處基礎(chǔ)一側(cè)產(chǎn)生主動(dòng)土壓力

21、強(qiáng)度pa，而被擠壓一側(cè)土就受到被動(dòng)土壓力強(qiáng)度pP，故其極限抗力，以土壓力表達(dá)為 pzx pp - pa2. 橫向抗力驗(yàn)算5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算58重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系 由朗金土壓力理論可知 橋梁結(jié)構(gòu)中，根據(jù)試驗(yàn)可知出現(xiàn)最大的橫向抗力大致在深度 z=h/3和z=h處，即式中 相應(yīng)于z=h/3深度處的土橫向抗力； 相應(yīng)于z=h深度處的土橫向抗力；h為基礎(chǔ)的埋置深度；5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算59重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系 3. 墩臺(tái)頂面水平位移驗(yàn)算5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 現(xiàn)行橋梁規(guī)范中規(guī)定，墩臺(tái)頂面的水平位移應(yīng)符合下列要求： 式中，L為相鄰跨中最小跨的跨度(m)，當(dāng)跨度L30

22、m時(shí)，L按30m計(jì)算。60重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系一、沉井自重下沉驗(yàn)算：沉井重力（不排水下沉應(yīng)扣浮力）應(yīng)大于土對(duì)井壁的摩阻力，二者之比為下沉系數(shù)。若不滿足，則必須采取輔助措施。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算（施工期）61重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系二、第一節(jié)（底節(jié)）沉井豎向撓曲驗(yàn)算：同支撐位置有關(guān)，分為排水挖土下沉和不排水挖土下沉。排水挖土下沉可控制最佳位置；不排水挖土下沉要考慮所有最不利位置。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算（施工期）62重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系三、沉井刃腳受力計(jì)算：受力復(fù)雜，在切土下沉?xí)r向外撓曲，腳部挖空時(shí)向內(nèi)撓曲；而且在平面上有框架作用和懸臂作用的分擔(dān)問題。

23、 通常把刃腳在平面上看作一個(gè)閉合框架，豎向看作一個(gè)固定在井壁上的懸臂梁。 當(dāng)內(nèi)隔墻底面高出刃腳底面小于0.5米，或大于0.5米但有垂直梗肋時(shí)，水平外力分配系數(shù)可根據(jù)懸臂及水平框架二者的變位關(guān)系及其假定得到P172，5-33，5-34。否則，全部水平外力均為懸臂作用承擔(dān)，即懸臂作用分配系數(shù)為1。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 （施工期）63重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系三、沉井刃腳受力計(jì)算：外撓曲最不例情況是刃腳斜面上土抗力最大，同時(shí)井壁外水土壓力最小，一般近似取刃腳內(nèi)側(cè)入土深度1米時(shí)，上節(jié)沉井已接上，上部露出一節(jié)高度時(shí)。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 （施工期）64重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系三

24、、沉井刃腳受力計(jì)算：內(nèi)撓曲最不例情況是刃腳已下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，且孔底土已挖除，未澆注封底混凝土?xí)r。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 （施工期）65重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系三、沉井刃腳受力計(jì)算：水平框架計(jì)算最不例情況是刃腳已下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，且孔底土已挖除，未澆注封底混凝土?xí)r。應(yīng)考慮框架效應(yīng)的分配系數(shù)，將井壁土水壓力乘以水平框架效應(yīng)分配系數(shù)代入計(jì)算。單孔矩形5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 （施工期）66重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系四、井壁受力計(jì)算：豎向受拉驗(yàn)算沉井在下沉過程中，當(dāng)上部土硬，下部土軟時(shí)，當(dāng)下部土層挖空而上部被夾住時(shí)，井壁就有在自重作用下拉斷的可能。井壁拉應(yīng)力同外壁阻力（假定為倒三角形

25、分布）相關(guān)，最大值通常出現(xiàn)在沉井半高度處。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 （施工期）67重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系四、井壁受力計(jì)算：井壁橫向受力計(jì)算截取刃腳根部以上一段作為水平框架計(jì)算，通常沉井已達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，尚未封底時(shí)最不利，此時(shí)井壁外荷載全部作用在框架上進(jìn)行計(jì)算。 變截面處應(yīng)分別計(jì)算，泥漿壓力大時(shí)由其控制。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 （施工期）68重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系五、混凝土封底及頂蓋計(jì)算：封底混凝土計(jì)算包括受彎和受剪計(jì)算。受彎計(jì)算時(shí)可將封底混凝土視為支撐在凹槽、隔墻地面和刃腳上的板，按周邊支撐的雙向板或圓板計(jì)算?？辜粲?jì)算為沿井孔周邊的剪斷驗(yàn)算。 蓋板計(jì)算：空心或松散回填，蓋

26、板支撐全部荷載，需看作雙向板進(jìn)行受彎受剪計(jì)算；墩身在井孔內(nèi)時(shí)還需驗(yàn)算井壁受壓；在井壁上時(shí)可只驗(yàn)算井壁受壓。5.4 沉井的設(shè)計(jì)計(jì)算 （施工期）69重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系6 地基處理重慶交通大學(xué) 基礎(chǔ)工程 教研組70重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系主要內(nèi)容第一節(jié) 概述 第二節(jié) 軟土地基第三節(jié) 換土墊層法 第四節(jié) 排水固結(jié)法第五節(jié) 擠（振）密法第六節(jié) 化學(xué)固化法第七節(jié) 土工合成材料加筋法第八節(jié) 復(fù)合地基理論71重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系 地基處理：針對(duì)軟弱地基上建造建筑物可能產(chǎn)生的問題，采取人工的方法改善地基土的性質(zhì)，達(dá)到滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)穩(wěn)定和變形的要求。 主要包括：提高抗

27、剪強(qiáng)度，增大地基承載力、防止剪切破壞和減小土壓力；改善壓縮特性，減少沉降和不均勻沉降；改善滲透性，加速沉降固結(jié)過程；改善動(dòng)力特性，防止液化，增強(qiáng)抗震性；消除或減弱特殊土的不良工程特性等。6.1 概述72重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系6.1 概述物理處理化學(xué)處理熱學(xué)處理置換排水密實(shí)加筋攪拌灌漿加熱凍結(jié) 地基處理方法的分類表 地基處理的主要方法、適用范圍和加固原理見P202表6-2。73重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系6.2.2 工程特性（1）物理性質(zhì)差（含水量高，孔隙比大）（2）抗剪強(qiáng)度低（3）壓縮性較高（4）滲透性很?。?）結(jié)構(gòu)性明顯（6）流變性顯著 通常難以滿足工程建設(shè)需要，也是地基處理的主要對(duì)象。6.2 軟土地基74重慶交通大學(xué)河海學(xué)院巖土與地質(zhì)工程系6.3 換土墊層法 當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足