1、剛性擴大基礎設計PPT課件l基礎埋置深度的確定基礎埋置深度的確定l剛性擴大基礎尺寸的擬定剛性擴大基礎尺寸的擬定l地基承載力驗算地基承載力驗算l基底合力偏心距驗算基底合力偏心距驗算l基礎穩定性和地基穩定性驗算基礎穩定性和地基穩定性驗算l基礎沉降驗算基礎沉降驗算剛性擴大基礎設計PPT課件u將基礎設置在變形較小，而強度又比較大的將基礎設置在變形較小，而強度又比較大的持力持力層層上，以保證地基強度滿足要求，且不致產生過上，以保證地基強度滿足要求，且不致產生過大的沉降或沉降差。大的沉降或沉降差。u還要使基礎有還要使基礎有足夠的埋置深度足夠的埋置深度，以保證基礎的穩，以保證基礎的穩定性，確?；A的安全。定

2、性，確保基礎的安全。u必須綜合考慮必須綜合考慮地基的地基的地質地質和地形條件、河流的沖和地形條件、河流的沖刷程度、當地的凍結深度、上部結構形式刷程度、當地的凍結深度、上部結構形式以及保以及保證持力層穩定所需的證持力層穩定所需的最小埋深最小埋深和和施工技術條件施工技術條件、造價造價等因素。等因素。 剛性擴大基礎設計PPT課件基礎埋深的不同方案c)b)a)h3h2h1剛性擴大基礎剛性擴大基礎 沉井基礎沉井基礎 樁基礎樁基礎基礎埋深的不同方案基礎埋深的不同方案剛性擴大基礎設計PPT課件巖石地基巖石地基: :u覆蓋土層較薄時覆蓋土層較薄時，一般應清除覆蓋土和風化層后，一般應清除覆蓋土和風化層后，將基礎

3、直接修建在新鮮巖面上；將基礎直接修建在新鮮巖面上；u如巖石的風化層很厚如巖石的風化層很厚，難以全部清除時，基礎放在，難以全部清除時，基礎放在風化層中的埋置深度應根據其風化程度、沖刷深度及風化層中的埋置深度應根據其風化程度、沖刷深度及相應的容許承載力來確定。相應的容許承載力來確定。u如巖層表面傾斜時如巖層表面傾斜時，不得將基礎的一部分置于巖層，不得將基礎的一部分置于巖層上，而另一部分則置于土層上。在陡峭山坡上修建橋上，而另一部分則置于土層上。在陡峭山坡上修建橋臺時，還應注意巖體的穩定性。臺時，還應注意巖體的穩定性。剛性擴大基礎設計PPT課件 非巖石地基非巖石地基: :u如受壓層范圍內為均質土如受

4、壓層范圍內為均質土，基礎埋置深度除滿足，基礎埋置深度除滿足沖刷、凍脹等要求外，可根據荷載大小，由地基沖刷、凍脹等要求外，可根據荷載大小，由地基土的承載能力和沉降特性來確定（同時考慮基礎土的承載能力和沉降特性來確定（同時考慮基礎需要的最小埋深）。需要的最小埋深）。u當地質條件較復雜如地層為當地質條件較復雜如地層為多層土多層土組成等或對大組成等或對大中型橋梁及其它建筑物基礎持力層的選定，應通中型橋梁及其它建筑物基礎持力層的選定，應通過較詳細計算或方案比較后確定。過較詳細計算或方案比較后確定。剛性擴大基礎設計PPT課件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，整個河

5、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，這叫出一個深坑，這叫局部沖刷局部沖刷.剛性擴大基礎設計PPT課件局部沖刷原河床面一般沖刷河流的沖刷作用河流的沖刷作用剛性擴大基礎設計PPT課件 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、臺基礎四周和基底下土層被水流掏空沖走臺基礎四周和基底下土層被水流掏空沖走以致倒塌，以致倒塌，基礎必須埋置在設計洪水的最基礎必須埋置在設計洪水的最大沖刷線以下不小于大沖刷線以下不小于1m1m。特別是在山

6、區和。特別是在山區和丘陵地區的河流，更應注意考慮季節性洪丘陵地區的河流，更應注意考慮季節性洪水的沖刷作用。水的沖刷作用。 剛性擴大基礎設計PPT課件 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0333881515220 0一一 般般 橋橋 梁梁1.01.52.02.53.03.5技術復雜修復困難的特大橋及其它技術復雜修復困難的特大橋及其它重要大橋重要大橋1.52.02.53.03.54.0 對于大、中橋基礎的基底在對于大、中橋基礎的基底在設計洪水沖刷總深設計洪水沖刷總深度以下的最小埋置深度度以下的最小埋置深度，建議根據橋梁大小、技術，建議根據橋梁大小、技術的復雜

7、性和重要性，參照下表采用的復雜性和重要性，參照下表采用剛性擴大基礎設計PPT課件 為了保證建筑物不受地基土季節性凍脹的影響，為了保證建筑物不受地基土季節性凍脹的影響，除地基為非凍脹性土外，除地基為非凍脹性土外，基礎底面應埋置在天然最大基礎底面應埋置在天然最大凍結線以下一定深度凍結線以下一定深度。u公橋基規公橋基規規定，當上部結構為規定，當上部結構為超靜定超靜定結構時，基結構時，基底應埋置在最深凍結線以下不小于底應埋置在最深凍結線以下不小于0.25m0.25m；u對對靜定靜定結構的基礎，一般也按此要求，但在凍結較深結構的基礎，一般也按此要求，但在凍結較深地區，為了減少基礎埋深，有些類別的凍土經計

8、算后地區，為了減少基礎埋深，有些類別的凍土經計算后也可將基底置于最大凍結線以上。也可將基底置于最大凍結線以上。 剛性擴大基礎設計PPT課件剛性擴大基礎設計PPT課件 對中、小跨度簡支梁橋來說，這項因素對對中、小跨度簡支梁橋來說，這項因素對確定基礎的埋置深度影響不大。但對確定基礎的埋置深度影響不大。但對超靜定超靜定結結構即使基礎發生較小的不均勻沉降也會使內力構即使基礎發生較小的不均勻沉降也會使內力產生一定變化。產生一定變化。 剛性擴大基礎設計PPT課件當墩臺、擋土墻等結當墩臺、擋土墻等結構位于較陡的土坡上，構位于較陡的土坡上，在確定基礎埋深時，在確定基礎埋深時，還應考慮土坡連同結還應考慮土坡連同

9、結構物基礎一起滑動的構物基礎一起滑動的穩定性。穩定性。剛性擴大基礎設計PPT課件當地基為當地基為傾斜土坡傾斜土坡時，應結合實際情況，對地基時，應結合實際情況，對地基容許承載力適當折減。容許承載力適當折減。lsDbhDhlb剛性擴大基礎設計PPT課件地表土的性質是不穩定的。人類和動物的活動以及地表土的性質是不穩定的。人類和動物的活動以及植物的生長作用，也會影響其強度和穩定，所以一植物的生長作用，也會影響其強度和穩定，所以一般地表土不宜作為持力層般地表土不宜作為持力層. .為了保證地基和基礎的為了保證地基和基礎的穩定性，穩定性，基礎的埋置深度（除巖石地基外）應在天基礎的埋置深度（除巖石地基外）應在

10、天然地面或無沖刷河底以下不小于然地面或無沖刷河底以下不小于1m1m。在確定基礎埋置深度時，還應考慮相鄰建筑物的影在確定基礎埋置深度時，還應考慮相鄰建筑物的影響。響。剛性擴大基礎設計PPT課件基礎埋深的不同方案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剛性擴大基礎剛性擴大基礎 沉井基礎沉井基礎 樁基礎樁基礎剛性擴大基礎設計PPT課件l基礎厚度基礎厚度l基礎平面尺寸基礎平面尺寸l基礎剖面尺寸基礎剖面尺寸剛性擴大基礎設計P

11、PT課件b)a)bl/2a/2t3t2t1c2c1aaHhc1aaHhd剛性擴大基礎設計PPT課件 應根據墩、臺身結構形式，荷載大小，選用的應根據墩、臺身結構形式，荷載大小，選用的基礎材料等因素來確定?；A材料等因素來確定。 基底標高基底標高應按基礎埋深的要求確定。水中應按基礎埋深的要求確定。水中基礎基礎頂面頂面一般不高于最低水位，在季節性流水的河流或一般不高于最低水位，在季節性流水的河流或旱地上的橋梁墩、臺基礎，則不宜高出地面，以防旱地上的橋梁墩、臺基礎，則不宜高出地面，以防碰損。這樣，基礎厚度可按上述要求所確定的基礎碰損。這樣，基礎厚度可按上述要求所確定的基礎底面和頂面標高求得。底面和頂面

12、標高求得。剛性擴大基礎設計PPT課件 基礎平面形式一般應考慮墩、臺身底基礎平面形式一般應考慮墩、臺身底面的形狀而確定，基礎平面形狀常用矩形。面的形狀而確定，基礎平面形狀常用矩形?；A底面長寬尺寸與高度有如下的關系式：基礎底面長寬尺寸與高度有如下的關系式：tan2)(tan2)(HdbHla順橋向寬度橫橋向長度剛性擴大基礎設計PPT課件l持力層強度驗算持力層強度驗算l軟弱下臥層承載力驗算軟弱下臥層承載力驗算剛性擴大基礎設計PPT課件 持力層是指直接與基底相接觸的土層，持力持力層是指直接與基底相接觸的土層，持力層承載力驗算要求荷載在基底產生的地基應力不層承載力驗算要求荷載在基底產生的地基應力不超過

13、持力層的地基容許承載力。超過持力層的地基容許承載力。 基底應力分布公式如下基底應力分布公式如下 ( (由于淺基礎埋置深由于淺基礎埋置深度小，在計算中可不計基礎四周土的摩阻力和彈度小，在計算中可不計基礎四周土的摩阻力和彈性抗力的作用性抗力的作用) ) 。maxminaRfWMANp剛性擴大基礎設計PPT課件偏心豎直力作用在任意點偏心豎直力作用在任意點基底應力分布圖基底應力分布圖剛性擴大基礎設計PPT課件 對公路橋梁，一般由順橋向控制基底應力對公路橋梁，一般由順橋向控制基底應力計算。但對通航河流或河流中有漂流物時，應計算。但對通航河流或河流中有漂流物時，應計算撞擊力在橫橋向產生的基底應力，并與順計

14、算撞擊力在橫橋向產生的基底應力，并與順橋向基底應力比較，取其大者控制設計。橋向基底應力比較，取其大者控制設計。 對于曲線橋，計算基底應力時，應按下式計對于曲線橋，計算基底應力時，應按下式計算算：maxminaRyyxxfWMWMANp剛性擴大基礎設計PPT課件 當受壓層范圍內地基為多層土，且持力層以當受壓層范圍內地基為多層土，且持力層以下有軟弱下臥層，這時還應驗算軟弱下臥層的承下有軟弱下臥層，這時還應驗算軟弱下臥層的承載力，驗算時先計算載力，驗算時先計算軟弱下臥層頂面軟弱下臥層頂面（在基底形（在基底形心軸下）心軸下）的應力的應力（包括自重應力及附加力）（包括自重應力及附加力） ，不不得大于該處

15、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: :)()(21aRZfhpzhp剛性擴大基礎設計PPT課件土自重應力線軟弱下臥層附加應力線A1(h+z）2hp0=-2hhzP0剛性擴大基礎設計PPT課件 目的目的: 盡可能使基底應力分布比較均勻，以免盡可能使基底應力分布比較均勻，以免基底兩側應力相差過大，使基礎產生較大的不基底兩側應力相差過大，使基礎產生較大的不均勻沉降，墩、臺發生傾斜，影響正常使用均勻沉降，墩、臺發生傾斜，影響正常使用 。剛性擴大基礎設計PPT課件 非巖石地基非巖石地基:以不出現拉應力為原則，當墩、以不出現拉應力為原則，當墩、臺僅受恒載作用時，基底合力偏心距臺僅受恒

16、載作用時，基底合力偏心距e e0 0應分別不應分別不大于基底核心半徑的大于基底核心半徑的0.10.1倍（橋墩）和倍（橋墩）和0.750.75倍（橋倍（橋臺）；當墩、臺受荷載標準值組合時，一般只要臺）；當墩、臺受荷載標準值組合時，一般只要求基底偏心距求基底偏心距e e0 0不超過核心半徑即可。不超過核心半徑即可。 巖石地基巖石地基:可以允許出現拉應力，根據巖石的可以允許出現拉應力，根據巖石的強度，合力偏心距強度，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1.21.21.51.5倍，以保證必要的安全儲備。倍，以保證必要的安全儲備。剛性擴大基礎設計PPT課件maxmaxmax

17、mine0NNMbNKb基底應力分布圖基底應力分布圖剛性擴大基礎設計PPT課件 基礎傾覆穩定性驗算基礎傾覆穩定性驗算 基礎穩定性驗算基礎穩定性驗算 基礎滑動穩定性驗算基礎滑動穩定性驗算地基穩定性驗算地基穩定性驗算 剛性擴大基礎設計PPT課件 基礎傾覆穩定性與合力的偏心距有關。合基礎傾覆穩定性與合力的偏心距有關。合力偏心距愈大，則基礎抗傾覆的安全儲備愈小，力偏心距愈大，則基礎抗傾覆的安全儲備愈小，如下圖所示，因此，在設計時，可以用限制合如下圖所示，因此，在設計時，可以用限制合力偏心距力偏心距e e0 0來保證基礎的傾覆穩定性。來保證基礎的傾覆穩定性。剛性擴大基礎設計PPT課件00eyKiiiii

18、PhTePe0K0為抗傾覆穩定系數為抗傾覆穩定系數,一般一般對主要荷載組合對主要荷載組合K01.5，在各種附加荷載組合時，在各種附加荷載組合時，K01.21.5。 e2p1e1p2p1T1T2e0ye0yN1h1h2ye0Aooe0ya)b）c)基礎傾覆穩定性驗算基礎傾覆穩定性計算基礎傾覆穩定性計算剛性擴大基礎設計PPT課件 基礎在水平推力作用下沿基礎底面滑動的可基礎在水平推力作用下沿基礎底面滑動的可能性即基礎抗滑動安全度的大小，可用基底與土能性即基礎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之間的摩擦阻力和水平推力的比值KcKc來表示，來表示，KcKc稱為抗滑動穩定系數。

19、即稱為抗滑動穩定系數。即iaipicHHPK Kc為抗滑動穩定系數，必須大于規范規定的設計為抗滑動穩定系數，必須大于規范規定的設計容許值，一般根據荷載性質，容許值，一般根據荷載性質，Kc1.21.3。剛性擴大基礎設計PPT課件 位于軟土地基上較高的橋臺需驗算橋臺沿滑裂位于軟土地基上較高的橋臺需驗算橋臺沿滑裂曲面滑動的穩定性；曲面滑動的穩定性； 基底下地基如在不深處有軟弱夾層時，在臺后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，基礎也有可能沿軟弱夾層土的土推力作用下，基礎也有可能沿軟弱夾層土的層面滑動；層面滑動； 在較陡的土質斜坡上的橋臺、擋土墻也有滑動在較陡的土質斜坡上的橋臺、擋土墻

20、也有滑動的可能。的可能。剛性擴大基礎設計PPT課件a)hi剛性擴大基礎設計PPT課件剛性擴大基礎設計PPT課件 基礎的沉降主要由豎向荷載作用下土層的壓基礎的沉降主要由豎向荷載作用下土層的壓縮變形引起。沉降量過大將影響結構物的正常使縮變形引起。沉降量過大將影響結構物的正常使用和安全，應加以限制。在確定一般土質的地基用和安全，應加以限制。在確定一般土質的地基容許承載力時，已考慮這一變形的因素，所以修容許承載力時，已考慮這一變形的因素，所以修建在一般土質條件下的中、小型橋梁的基礎，只建在一般土質條件下的中、小型橋梁的基礎，只要滿足了地基的強度要求，地基（基礎）的沉降要滿足了地基的強度要求，地基（基礎）的沉降也就滿足要求。也就滿足要求。剛性擴大基礎設計PPT課件 1 1修建在地質情況復雜、地層分布不均或強度較修建在地質情況復雜、地層分布不均或強度較小的軟粘土地基及濕陷性黃土上的基礎；小的軟粘土地基及濕陷性黃土上的基礎； 2 2修建在非巖石地基上的拱橋、連續梁橋等超靜修建在非巖石地基上的拱橋、連續梁橋等超靜定結構的基礎；定結構的基礎；對于下列情況，則必須驗算基礎的沉降對于下列情況，則必須