土力學(xué)與地基基礎(chǔ)7

第七章地基與基礎(chǔ)概述土力學(xué)與地基基礎(chǔ)目錄7.1地基與基礎(chǔ)的類型7.2橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則一地基與基礎(chǔ)的概念

二基礎(chǔ)的類型7.1地基與基礎(chǔ)的類型地基與基礎(chǔ)的概念受結(jié)構(gòu)物影響的那一部分地層稱為地基，結(jié)構(gòu)物與地基接觸的部分稱為基礎(chǔ)。以橋梁為例，其上部結(jié)構(gòu)為橋跨結(jié)構(gòu)，下部結(jié)構(gòu)包括橋墩、橋臺(tái)及其基礎(chǔ)，

橋梁結(jié)構(gòu)示意圖一、地基與基礎(chǔ)的概念二、基礎(chǔ)的類型1-下部機(jī)構(gòu)；2-基礎(chǔ)；3-地基；4-橋臺(tái)；5-橋墩；6-上部結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)的概念地基根據(jù)其是否經(jīng)過加固處理而分為天然地基和人工地基兩大類。凡在未加固過的天然土層上直接修筑基礎(chǔ)的地基，稱為天然地基。天然地層土質(zhì)過于軟弱或有不良的工程地質(zhì)問題，需要經(jīng)過人工加固處理后才能修筑基礎(chǔ)，這種經(jīng)過加固處理后的地基稱為人工地基。

橋梁結(jié)構(gòu)示意圖一、地基與基礎(chǔ)的概念二、基礎(chǔ)的類型1-下部機(jī)構(gòu)；2-基礎(chǔ)；3-地基；4-橋臺(tái)；5-橋墩；6-上部結(jié)構(gòu)一地基與基礎(chǔ)的概念

二基礎(chǔ)的類型7.1地基與基礎(chǔ)的類型明挖基礎(chǔ)采用露天敞坑放坡開挖、遇地下水位較高或松軟地層放坡開挖有困難時(shí)使用支撐或噴射混凝土護(hù)壁來保證基坑開挖，然后在整平的巖土地基上砌筑基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)稱為明挖基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)基坑開挖深度不大，多為淺基礎(chǔ)。明挖基礎(chǔ)又稱為擴(kuò)大基礎(chǔ)。

明挖基礎(chǔ)一、地基與基礎(chǔ)的概念二、基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)的類型2.樁基礎(chǔ)當(dāng)?shù)鼗喜客翆铀绍?、承載力較低或河床沖刷深度較大，須將基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，常采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是借助設(shè)于土中的樁，將承臺(tái)和上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到深層土中的一種基礎(chǔ)形式，如圖所示。

樁基礎(chǔ)一、地基與基礎(chǔ)的概念二、基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)的類型3.管柱基礎(chǔ)通常將采用大直徑預(yù)制管樁的樁基礎(chǔ)稱為管柱基礎(chǔ)，如圖所示。管柱特別適宜使用的天然環(huán)境及條件為：①深水；②巖面不平；③沖刷深度可能達(dá)到巖面；④巖面下有溶洞，須穿過后放置在堅(jiān)實(shí)深層；⑤風(fēng)化巖面不易用低壓射水及吸碴清除，因而，將達(dá)不到嵌固和支承條件；⑥采用高低承臺(tái)構(gòu)造有顯著優(yōu)點(diǎn)，但必需有足夠的強(qiáng)度和剛度，例如大跨度梁下的支墩；⑦河床有很厚的砂質(zhì)覆蓋層。

管柱基礎(chǔ)一、地基與基礎(chǔ)的概念二、基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)的類型4.沉井基礎(chǔ)沉井一般是在墩位所在的地面上或筑島面上建造的井筒狀結(jié)構(gòu)物，如圖所示。通過在井孔內(nèi)取土，借由自重的作用，克服土對(duì)井壁的摩擦力而沉入土中。沉井是深埋和深水基礎(chǔ)的常用和適宜型式，既宜于水上施工，也便于陸上工作。

沉井基礎(chǔ)一、地基與基礎(chǔ)的概念二、基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)根據(jù)其埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。將埋置深度較淺（一般在數(shù)米以內(nèi)），一般可用比較簡(jiǎn)單的施工方法修筑的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)。由于淺層土質(zhì)不良，需將基礎(chǔ)置于較深的良好土層上，且施工較復(fù)雜（一般要用特殊的施工方法和設(shè)備）的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)。基礎(chǔ)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征分為平基和樁基。平基的基底一般為一平面（修筑在傾斜巖面上的基礎(chǔ)底面可做成臺(tái)階狀）。工程界常把平基按基底的埋置深度大致分為淺平基和深平基兩類。

基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)根據(jù)其施工作業(yè)和場(chǎng)地布置分為以下類型：1．陸上基礎(chǔ)2．淺水基礎(chǔ)3．深水基礎(chǔ)橋梁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度需滿足施工過程和永久運(yùn)行兩個(gè)階段的要求。從結(jié)構(gòu)力學(xué)考慮基礎(chǔ)構(gòu)件材料強(qiáng)度須能承受與分布荷載及巖土提供的支承反力；從巖土力學(xué)考慮基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)傳來的各項(xiàng)作用力素應(yīng)不超過巖土的局部和整體支承能力。通常，在進(jìn)行建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，有三種地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案可供比選，即天然地基上的淺基礎(chǔ)、天然地基上的深基礎(chǔ)以及人工地基上的淺基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)的類型一設(shè)計(jì)原則

二基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需資料7.2橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則

二計(jì)算作用的確定

基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)工程的設(shè)計(jì)計(jì)算的基本原則是：1.基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)物的容許承載力；2.地基與基礎(chǔ)的變形值小于結(jié)構(gòu)物容許的沉降值；3.地基與基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性應(yīng)得以保證；4．基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度應(yīng)滿足要求。一設(shè)計(jì)原則

二基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需資料7.2橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則

二計(jì)算作用的確定

基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需資料1．建筑物情況，包括上部結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、建筑物用途、橋梁和墩臺(tái)的構(gòu)造和尺寸等。選擇基礎(chǔ)的類型、形狀和尺寸，必要時(shí)收集這方面資料。2．荷載作用情況，包括可能作用于建筑物上的各種荷載的大小、方向、作用位置、荷載性質(zhì)等。3．水文資料，如橋梁所在江河水流上的高水位、低水位和常水位，水流流速及沖刷深度等。

基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需資料4．工程地質(zhì)土質(zhì)資料，主要是地質(zhì)剖面圖或柱狀圖，圖上有各土層的分布狀況，厚度、凍結(jié)深度等、地下水位高度，土中有無大而硬的孤石或其它物質(zhì)，巖面標(biāo)高、傾斜度或其它的地質(zhì)情況等還必須有各種地基土必要的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。5．施工條件，包括施工隊(duì)伍的人力、物理（主要是機(jī)具設(shè)備等）和技術(shù)水平（包括施工經(jīng)驗(yàn)），投資和施工期限以及附近的材料，水電供應(yīng)和交通等情況一設(shè)計(jì)原則

二基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)和施工所需資料7.2橋梁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則

二計(jì)算作用的確定公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）中規(guī)定：公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類。

一、作用的分類

二、作用效用組合計(jì)算作用的確定永久作用是長(zhǎng)期或恒定的作用。如結(jié)構(gòu)物的重力、土的重力、土側(cè)壓力、水的浮力和基礎(chǔ)變位作用力等。永久作用采用標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)結(jié)構(gòu)自重可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)尺寸與材料的重力密度計(jì)算確定。偶然作用，偶然或極少出現(xiàn)的作用，如地震作用，船只或漂浮物的撞擊作用。偶然作用應(yīng)根據(jù)調(diào)查、試驗(yàn)資料，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)確定其標(biāo)準(zhǔn)值。可變作用，這類作用的時(shí)間和大小是可變的。如汽車荷載、汽車沖擊力、汽車離心力、汽車引起的土側(cè)壓力、人群荷載、汽車制動(dòng)力、風(fēng)荷載、流水壓力、支座摩阻力等?？勺冏饔脩?yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)分別采用標(biāo)準(zhǔn)值、頻遇值或準(zhǔn)永久值。可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按規(guī)范有關(guān)章節(jié)的規(guī)定采用；頻遇值為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以頻遇系數(shù)ψ1，準(zhǔn)永久值為可變作用標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)ψ2

。作用的設(shè)計(jì)值規(guī)定為作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以相應(yīng)的作用分項(xiàng)系數(shù)。公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG

D60-2004）中規(guī)定：公路橋涵設(shè)計(jì)采用的作用分為永久作用、可變作用和偶然作用三類。

一、作用的分類

二、作用效用組合計(jì)算作用的確定公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：

一、作用的分類二、作用效用組合計(jì)算作用的確定基本組合永久作用的設(shè)計(jì)值效應(yīng)與可變作用設(shè)計(jì)值效應(yīng)相組合，其效應(yīng)組合表達(dá)式為：或公路橋涵結(jié)構(gòu)按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用以下兩種作用效應(yīng)組合：

一、作用的分類二、作用效用組合計(jì)算作用的確定2.偶然組合永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)與可變作用某種代表值效應(yīng)、一種偶然作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)相組合。偶然作用的效應(yīng)分項(xiàng)系數(shù)取1.0；與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的可變作用，可根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)取用適當(dāng)?shù)拇碇?。地震作用?biāo)準(zhǔn)值及其表達(dá)式按現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定采用。公路橋涵結(jié)構(gòu)按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，采用以下兩種效應(yīng)組合：

一、作用的分類二、作用效用組合計(jì)算作用的確定1.作