土力學(xué)與地基基礎(chǔ)__天然地基上的淺基礎(chǔ)圖文

1、 u剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) u單獨(dú)基礎(chǔ) u聯(lián)合基礎(chǔ) u條形基礎(chǔ) u筏板和箱形基礎(chǔ) 按受力條件 及構(gòu)造 u剛性基礎(chǔ) 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 單獨(dú)柱下剛性基礎(chǔ) 條形基礎(chǔ) u鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)（柔性基礎(chǔ)） 按構(gòu)造 分類 l十字交叉 l閥板 l箱形 按材料分類 u磚基礎(chǔ) u片石基礎(chǔ) u砼及片石砼基礎(chǔ) u鋼筋砼基礎(chǔ) u灰土及三合土基礎(chǔ) 剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ) p 基礎(chǔ)在外力（包括基礎(chǔ)自重）作用下，基底 的地基反力為p，此時(shí)基礎(chǔ)的懸出部分a-a斷面左 端，相當(dāng)于承受著強(qiáng)度為p的均布荷載的懸臂梁， 在荷載作用下，a-a斷面將產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪 應(yīng)力。當(dāng)基礎(chǔ)圬工具有足夠的截面使材料的容許 應(yīng)力大于由地基反力產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力 時(shí)

2、，a-a斷面不會(huì)出現(xiàn)裂縫，這時(shí)，基礎(chǔ)內(nèi)不需 配置受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。它是橋 梁、涵洞和房屋等建筑物常用的基礎(chǔ)類型。 混凝土:是修筑基礎(chǔ)最常用的材料，它的 優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、耐久性好，可澆筑成任意形 狀的砌體，混凝土強(qiáng)度等級(jí)一般不宜小于 C15。 片石混凝土:對(duì)于大體積混凝土基礎(chǔ)，為了 節(jié)約水泥用量，可摻入不多于砌體體積25%的 片石（稱片石混凝土）但片石的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng) 低于MU25，也不應(yīng)低于混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。 粗料石，要求石料外形大致方整，厚度約 20cm30cm,寬度和長(zhǎng)度分別為厚度的1.0 1.5倍和2.54.0倍，石料強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于 MU25，砌筑時(shí)應(yīng)錯(cuò)縫，一般采用M5水泥砂

3、漿 片石常用于小橋涵基礎(chǔ)，石料厚度不小 于15cm，強(qiáng)度不小于MU25，一般采用M5或 M2.5砂漿砌筑。 形式：剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)，單獨(dú)柱下剛性基礎(chǔ)、 條形基礎(chǔ)等 。 優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好、施工簡(jiǎn)便、能承受較大的 荷載，所以只要地基強(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。 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(duì)地基進(jìn)行 處理或加固后才能采用，否則會(huì)因所受的荷載壓 力超過地基強(qiáng)度而影響建筑物的正常使用。 基礎(chǔ)在基底反力作用下，在a-a斷面產(chǎn) 生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力若超過了基礎(chǔ)圬工 的強(qiáng)度極限值，為了防止基礎(chǔ)在a-a斷面開 裂甚至斷裂，可將剛性基礎(chǔ)尺寸重

4、新設(shè)計(jì) ，并在基礎(chǔ)中配置足夠數(shù)量的鋼筋，這種 基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ) l 形式：柱下擴(kuò)展基礎(chǔ)、條形和十字形基礎(chǔ)、 筏板及箱形基礎(chǔ)。 l 優(yōu)點(diǎn)：其整體性能較好，抗彎剛度較大。如 筏板和箱形基礎(chǔ)，在外力作用下只產(chǎn)生均勻沉降 或整體傾斜，這樣對(duì)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加應(yīng)力比 較小，基本上消除了由于地基沉降不均勻引起的 建筑物損壞。所以在土質(zhì)較差的地基上修建高層 建筑物時(shí)，采用這種基礎(chǔ)形式是適宜的。 l 缺點(diǎn)：柔性基礎(chǔ)，特別是箱形基礎(chǔ)，鋼筋和 水泥的用量較大，施工技術(shù)的要求也較高，所以 采用這種基礎(chǔ)形式應(yīng)與其它基礎(chǔ)方案（如采用樁 基礎(chǔ)等）比較后再確定。 摻入毛石摻入毛石 節(jié)約水泥節(jié)約水泥 柱下砼基礎(chǔ)柱下砼基礎(chǔ) 墻

5、下砼基礎(chǔ)墻下砼基礎(chǔ) 單獨(dú)基礎(chǔ) 淺基礎(chǔ)的構(gòu)造淺基礎(chǔ)的構(gòu)造 砼與片石砼基礎(chǔ)：砼與片石砼基礎(chǔ)：強(qiáng)度、耐久性和抗凍性強(qiáng)度、耐久性和抗凍性 均較好，適于荷載大及地下水位以下結(jié)構(gòu)。均較好，適于荷載大及地下水位以下結(jié)構(gòu)。 摻入片石要求：占體積摻入片石要求：占體積2030%，尺寸，尺寸 300mm 。 條形基礎(chǔ)分為墻下和柱下條形基礎(chǔ)，墻下條 形基礎(chǔ)是擋土墻下或涵洞下常用的基礎(chǔ)形式。其 橫剖面可以是矩形或?qū)⒁粋?cè)筑成臺(tái)階形。 有時(shí)為了增強(qiáng)橋柱下基礎(chǔ)的承載能力，將同 一排若干個(gè)柱子的基礎(chǔ)聯(lián)合起來，也就成為柱下 條形基礎(chǔ)。其構(gòu)造與倒置的T形截面梁相類似，在 沿柱子的排列方向的剖面可以是等截面的，也可 以如圖那樣在柱位

6、處加腋的。在橋梁基礎(chǔ)中，一 般是做成剛性基礎(chǔ)，個(gè)別的也可做成柔性基礎(chǔ)。 擋土墻下條形基礎(chǔ) 柱下條形基礎(chǔ) 聯(lián)合基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)柱下十字交柱下十字交 叉基礎(chǔ)叉基礎(chǔ) 柱柱 基礎(chǔ)底板基礎(chǔ)底板 梁梁 聯(lián)合基礎(chǔ)聯(lián)合基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)（板式筏板基礎(chǔ)（板式 與梁板式）與梁板式） 梁梁 柱柱 底板底板 柱柱 頂板頂板 底板底板 梁梁 隔板隔板 由于地基強(qiáng)度一般較墩臺(tái)或墻柱圬工的強(qiáng)度低，因而需要將基 礎(chǔ)平面尺寸擴(kuò)大以滿足地基強(qiáng)度要求，這種剛性基礎(chǔ)剛稱剛性擴(kuò)大基 礎(chǔ)。它是橋涵及其它建筑物常用的基礎(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)，

7、每邊擴(kuò)大的最大尺寸應(yīng)受到 材料剛性角的限制。 剛性角：基礎(chǔ)懸出總長(zhǎng)度（包括襟邊與臺(tái)階寬度之和）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a-a截面所產(chǎn)生 的彎曲拉力和剪應(yīng)力不超過基礎(chǔ)圬工的強(qiáng)度限值。所以滿足上述要求 時(shí)，就可得到自墩臺(tái)身邊緣處的垂線與基底邊緣的聯(lián)線間的最大夾 max，稱為剛性角。 當(dāng)基礎(chǔ)較厚時(shí)，可在縱橫兩個(gè)剖面上都做成臺(tái)階形，以減少基礎(chǔ)自重 ，節(jié)省材料。 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ) 開挖： 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的施工可采用明挖的方 法進(jìn)行基坑開挖，開挖工作應(yīng)盡量在枯水或少雨季 節(jié)進(jìn)行，且不宜間斷。基坑挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)立 即對(duì)基底土質(zhì)及坑底情況進(jìn)行

8、檢驗(yàn)，驗(yàn)收合格后應(yīng) 盡快修筑基礎(chǔ)，不得將基坑暴露過久?；涌捎脵C(jī) 械或人工開挖，接近基底設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)留30cm高度 由人工開挖，以免破壞基底土的結(jié)構(gòu)?；娱_挖過 程中要注意排水，基坑尺寸要比基底尺寸每邊大 0.5m1.0m，以方便設(shè)置排水溝及立模板和砌 筑工作。 圍護(hù)：基坑開挖時(shí)根據(jù)土質(zhì)及開挖深度對(duì)坑 壁予以圍護(hù)或不圍護(hù)，圍護(hù)的方式有多種多樣。水 中開挖基坑還需先修筑防水圍堰。 施工一般要求： （一）無圍護(hù)基坑 當(dāng)基坑較淺，地下水位較低或滲水量較少， 不影響坑壁穩(wěn)定時(shí)，坑壁可不加圍護(hù)，此時(shí)可將 坑壁挖成豎直或斜坡形。豎直坑壁只有在巖石地 基或基坑較淺又無地下水的硬粘土中采用。 要求：在一般土質(zhì)條

9、件下開挖基坑時(shí)，應(yīng)采 用放坡開挖的方法，基坑深度在5m以內(nèi)，施工 期較短，地下水在基底以下，且土的濕度接近最 佳含水量，土質(zhì)構(gòu)造又較均勻時(shí)，基坑坡度可參 考下表選用。 無圍護(hù)基坑坑壁坡度 坑 壁 土 類 坑 壁 坡 度 基 坑 頂 緣 無 荷 載 基 坑 頂 緣 有 靜 載 基 坑 頂 緣 有 動(dòng) 載 砂 類 土1111.2511.5 碎卵石類土10.751111.25 亞 砂 土10.6710.7511 亞粘土、粘土10.3310.510.75 極 軟 巖10.2510.3310.67 軟 質(zhì) 巖1010.110.25 硬 質(zhì) 巖101010 無圍護(hù)基坑 （二）有圍護(hù)基坑 1、板樁墻支護(hù) 概

10、念：在基坑開挖前先垂直打入土中至坑底以 下一定深度，然后邊挖邊設(shè)支撐，開挖基坑過程中 始終是在板樁支護(hù)下進(jìn)行。 材料：木板樁、鋼筋混凝土板樁和鋼板樁三種。 斷面形式：一字形、槽形和Z字形三種。 一字形 槽形 Z字形 支撐方式：無支撐式、支撐式和錨撐式 。 支撐式板樁墻按設(shè)置支撐的層數(shù)可分為單支撐 板樁墻和多支撐板樁墻。 無支撐 單支撐 多支撐 錨撐 鋼板樁 施打鋼板樁施打鋼板樁 基坑支撐 鋼板樁 基坑支撐 基坑支撐 基坑支撐 基坑支撐 2、噴射砼護(hù)壁 概念：以高壓空氣為動(dòng)力，將攪拌均勻的砂、 石、水泥和速凝劑干料，由噴射機(jī)經(jīng)輸料管吹送到 噴槍，在通過噴槍的瞬間，加入高壓水進(jìn)行混合， 自噴嘴射出

11、，噴射在坑壁，形成環(huán)形混凝土護(hù)壁結(jié) 構(gòu)，以承受土壓力。 適用情況：宜用于土質(zhì)較穩(wěn)定，滲水量不大，深 度小于10m，直徑為6m12m的圓形基坑。對(duì)于有 流砂或淤泥夾層的土質(zhì)，也有使用成功的實(shí)例。 砼噴射順序： 無水、少量滲水坑壁：可由下向上一環(huán)一環(huán)進(jìn)行； 對(duì)滲水較大坑壁：噴護(hù)應(yīng)由上向下進(jìn)行，以防新噴的混 凝土被水沖流； 對(duì)有集中滲出的股水的基坑：可從無水或水小處開始， 逐步向水大處噴護(hù)，最后用竹管將集中的股水引出。噴射作業(yè) 應(yīng)沿坑周分若干區(qū)段進(jìn)行，區(qū)段長(zhǎng)度一般不超過6m。 砼材料要求： 噴射混凝土應(yīng)當(dāng)早強(qiáng)、速凝、有較高的不透水性，且其 干料應(yīng)能順利通過噴射機(jī)。 砼噴射厚度： 一般粘性土、砂土和碎

12、卵石類土層，如無滲 水，厚度為3cm8cm；如有少量滲水，厚度為 5cm10cm；對(duì)穩(wěn)定性較差的土，如淤泥、粉 砂等，如無滲水，厚度為10cm15cm；如有少 量滲水，厚度為15cm；當(dāng)有大量滲水時(shí)，厚度 為15cm20cm。 一次噴射是否能達(dá)到規(guī)定的厚度，主要取決 于混凝土與土之間的粘結(jié)力和滲水量大小。如一 次噴射達(dá)不到規(guī)定的厚度，則應(yīng)在混凝土終凝后 再補(bǔ)噴，直至達(dá)到規(guī)定厚度為止。 噴錨支護(hù) 噴混支護(hù) 掛網(wǎng)噴混支護(hù) 掛網(wǎng)噴混支護(hù) 掛網(wǎng)噴混支護(hù) 噴混支護(hù) 3、砼圍圈護(hù)壁 概念：混凝土圍圈護(hù)壁是用混凝土環(huán)形結(jié)構(gòu)承 受土壓力，但其混凝土壁是現(xiàn)場(chǎng)澆筑的普通混凝土， 壁厚較噴射混凝土大，一般為15cm

13、30cm，也可 按土壓力作用下環(huán)形結(jié)構(gòu)計(jì)算。 適用情況：混凝土圍圈護(hù)壁則適應(yīng)性較強(qiáng)，可 以按一般混凝土施工，基坑深度可達(dá)15m20m， 除流砂及呈流塑狀態(tài)粘土外，可適用于其它各種土 類。 施工方法：基坑自上而下分層垂直開挖，開挖一層后隨 即灌注一層混凝土壁。為防止已澆筑的圍圈混凝土施工時(shí)因 失去支承而下墜，頂層混凝土應(yīng)一次整體澆筑，以下各層均 間隔開挖和澆筑，并將上下層混凝土縱向接縫錯(cuò)開。開挖面 應(yīng)均勻分布對(duì)稱施工，及時(shí)澆筑混凝土壁支護(hù)，每層坑壁無 混凝土壁支護(hù)總長(zhǎng)度應(yīng)不大于周長(zhǎng)的一半。分層高度以垂直 開挖面不坍塌為原則，一般頂層高2m左右，以下每層高 1m1.5m。 圍圈混凝土一般采用C15

14、早強(qiáng)混凝土。為使基坑開挖和 支護(hù)工作連續(xù)不間斷地進(jìn)行，一般在圍圈混凝土抗壓強(qiáng)度到 達(dá)2500kPa強(qiáng)度時(shí)，即可拆除摸板，承受土壓力。 砼圍圈護(hù)壁 砼圍圈支護(hù) 4、其他方法 在軟弱土層中的較深基坑以深層攪拌樁、粉體 噴射攪拌樁、旋噴樁等，按密排或格框形布置成連 續(xù)墻以形成支檔結(jié)構(gòu)代替板樁墻等，多用于市政工 程、工業(yè)與民用建筑工程，橋梁工程也有使用成功 的報(bào)道。 在一些基礎(chǔ)工程施工中，對(duì)局部坑壁的圍護(hù)也 常因地制宜就地取材采用多種靈活的圍護(hù)方法，在 淺基坑中，當(dāng)?shù)叵滤绊懖淮髸r(shí)，也可使用木檔板 支撐（路橋施工除在特定條件下，現(xiàn)較少采用）。 粉噴樁支護(hù) u 適用情況：基坑如在地下水位以下，隨著基 坑

15、的下挖，滲水將不斷涌集基坑，因此施工過程 中必須不斷地排水，以保持基坑的干燥，便于基 坑挖土和基礎(chǔ)的砌筑與養(yǎng)護(hù)。 u 常用方法：表面排水法、 井點(diǎn)法降低地下水位 （一）表面排水法 u 概念：基坑如在地下水位以下，隨著基坑的 下挖，滲水將不斷涌集基坑，因此施工過程中必 須不斷地排水，以保持基坑的干燥，便于基坑挖 土和基礎(chǔ)的砌筑與養(yǎng)護(hù)。 u 適用情況：一般土質(zhì)條件下均可采用。但當(dāng) 地基土為飽和粉細(xì)砂土等粘聚力較小的細(xì)粒土層 時(shí)，由于抽水會(huì)引起流砂現(xiàn)象，造成基坑的破壞 和坍塌，因此當(dāng)基坑為這類土?xí)r，應(yīng)避免采用表 面排水法。 （二）井點(diǎn)法降低地下水位 概念：即在基坑開挖 前預(yù)先在基坑四周打 入（或沉入

16、）若干根 井管，井管下端 1.5m左右為濾管， 上面鉆有若干直徑約 2mm的濾孔，外面 用過濾層包扎起來。 各個(gè)井管用集水管連 接并抽水 。 類型：分為輕型井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)和深 井泵井點(diǎn)等，可根據(jù)土的滲透系數(shù)，要求降低水位的 深度及工程特點(diǎn)選用。 特點(diǎn)：井管范圍內(nèi)的地下水不從基坑的四周邊緣 和底面流出，而是以相反的方向流向井管，因而可以 避免發(fā)生流砂和邊坡坍塌現(xiàn)象，且流水壓力對(duì)土層還 有一定的壓密作用。 適用情況：適用于滲透系數(shù)為（0.180）m/d 的砂土。對(duì)于滲透系數(shù)小于0.1m/d的淤泥、軟粘土 等則效果較差，需要采用電滲井點(diǎn)排水或其它方法。 圍堰的概念：是一種臨時(shí)擋水結(jié)構(gòu)，在水

17、中修筑橋 梁基礎(chǔ)時(shí)，開挖基坑前需在基坑周圍先修筑一道防水圍 堰，把圍堰內(nèi)水排干后，再開挖基坑修筑基礎(chǔ)。如排水 較因難，也可在圍堰內(nèi)進(jìn)行水下挖土，挖至預(yù)定標(biāo)高后 先灌注水下封底混凝土，然后再抽干水繼續(xù)修筑基礎(chǔ)。 在圍堰內(nèi)不但可以修筑淺基礎(chǔ)，也可以修筑樁基礎(chǔ)等。 圍堰的種類 ：有土圍堰、草（麻）袋圍堰、鋼板樁 圍堰、雙壁鋼圍堰和地下連續(xù)墻圍堰等 。 （一）土圍堰和草袋圍堰 在水深較淺（2m以內(nèi)），流速緩慢，河床滲水 較小的河流中修筑基礎(chǔ)可采用土圍堰或草袋圍堰。 土圍堰 草袋圍堰 各種圍堰都應(yīng)符合以下要求： 1圍堰頂面標(biāo)高應(yīng)高出施工期間中可能出現(xiàn) 的最高水位0.5m以上，有風(fēng)浪時(shí)應(yīng)適當(dāng)加高。 2要求

18、河道斷面壓縮一般不超過流水?dāng)嗝娣e 的30%。對(duì)兩邊河岸河堤或下游建筑物有可能造 成危害時(shí)，必須征得有關(guān)單位同意并采取有效防 護(hù)措施。 3圍堰內(nèi)尺寸應(yīng)滿足基礎(chǔ)施工要求，留有適 當(dāng)工作面積，由基坑邊緣至堰腳距離一般不少于 1m。 4圍堰結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受施工期間產(chǎn)生的土壓力、 水壓力以及其他可能發(fā)生的荷載，滿足強(qiáng)度和穩(wěn) 定要求。圍堰應(yīng)具有良好的防滲性能。 （二）地下連續(xù)墻圍堰 地下連續(xù)墻是近幾十年來伴隨著鉆孔灌注樁施工 技術(shù)在地下工程和基礎(chǔ)工程施工中發(fā)展起來的一項(xiàng) 新技術(shù)，它既可是結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的一部分，也可在修 筑施工中起圍堰支護(hù)基坑的作用，目前已在修建橋 梁基礎(chǔ)中得到應(yīng)用。 地下連續(xù)墻是在地面上用抓斗式

19、或回轉(zhuǎn)式等成槽 機(jī)械，沿著開挖工程的周邊，在泥漿護(hù)壁的情況下 開挖一條狹長(zhǎng)的深槽，形成一個(gè)單元槽段后，在槽 內(nèi)放入預(yù)先在地面上制作好的鋼筋籠，然后用導(dǎo)管 法澆灌混凝土，完成一個(gè)單元的槽段，各單元槽段 之間以特定的接頭方式互相連接，形成一條地下連 續(xù)墻。隨著地下連續(xù)墻技術(shù)的發(fā)展，也可在挖好深 槽后直接放與之的鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土墻板。 板樁墻的作用是擋住基坑四周的土體，防止土 體下滑和防止水從坑壁周圍滲入或從坑底上涌，避免 滲水過大或形成流砂而影響基坑開挖。根據(jù)基坑深度 和水深，一般可采用無支撐、單支撐和多支撐板樁墻。 它主要承受土壓力和水壓力，因此，板樁墻本身也是 擋土墻，但又非一般剛性擋

20、墻，它在承受水平壓力時(shí) 是彈性變形較大的柔性結(jié)構(gòu)，它的受力條件與板樁墻 的支撐方式、支撐的構(gòu)造、板樁和支撐的施工方法以 及板樁入土深度密切相關(guān)，需要進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)計(jì)算。 板樁墻計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括： 板樁墻側(cè)向壓力計(jì)算； 確定板樁插入土中深度的計(jì)算，以確保板樁墻 有足夠的穩(wěn)定性； 計(jì)算板樁墻截面內(nèi)力，驗(yàn)算板樁墻材料強(qiáng)度， 確定板樁截面尺寸； 板樁支撐（錨撐）的計(jì)算； 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算； 水下混凝土封底計(jì)算。 一、側(cè)向壓力計(jì)算 作用于板樁墻的外力主要來自坑壁土壓力和水 壓力，或坑頂其它荷載（如挖、運(yùn)土機(jī)械等）所引 起的側(cè)向壓力。 由于它大多是臨時(shí)結(jié)構(gòu)物，因此常采用比較粗略 的近似計(jì)算，即不考慮板樁墻的實(shí)

21、際變形，仍沿用古 典土壓力理論計(jì)算作用于板樁墻上的土壓力。一般用 朗金理論來計(jì)算不同深度z處每延米寬度內(nèi)的主、被 動(dòng)土壓力強(qiáng)度pa、pp(kPa)： aa zKzp 2 45tan 2 pp zKzp 2 45tan 2 朗金理論計(jì)算不同深度z處每延米寬度內(nèi)的 主、被動(dòng)土壓力強(qiáng)度pa、pp(kPa)： 如有地下水或地面水時(shí)，還應(yīng)根據(jù)土的透水性質(zhì) 和施工方法來考慮計(jì)算靜水壓力對(duì)板樁的作用。 當(dāng)土層為透水性土?xí)r，則在計(jì)算土壓力時(shí)，土 重取浮重度，并考慮全部靜水壓力； 當(dāng)水下土層為不透水的粘性土層，且打板樁時(shí) 不會(huì)使打樁后的土松動(dòng)而使水進(jìn)入土中時(shí)，計(jì)算土 壓力不考慮水的浮力取飽和重度，而土面以上水深

22、 作為均布的超載作用考慮。 二、懸臂式板樁墻的計(jì)算 圖所示的懸臂式板樁墻，因板樁不設(shè)支撐，故墻 身位移較大，通?？捎糜趽跬粮叨炔淮蟮呐R時(shí)性支 撐結(jié)構(gòu)。 圖 懸臂式板樁墻的計(jì)算 一般近似地假定土壓力的分布圖形如圖所示： 墻身前側(cè)是被動(dòng)土壓力（bcd），其合力為 ,并考 慮有一定的安全系數(shù)K（一般取K=2）；在墻身后方 為主動(dòng)土壓力（abe），合力為 。另外在樁下端 還作用有被動(dòng)土壓力 ，由于的作用位置不易確定， 計(jì)算時(shí)假定作用在樁端b點(diǎn)?？紤]到的實(shí)際作用位置 應(yīng)在樁端以上一段距離，因此，在最后求得板樁的 入土深度t后，再適當(dāng)增加1020%。 1P E A E 2P E 例題 計(jì)算圖2-15所示懸

23、臂式板樁墻需要的入土深度t 及樁身最大彎矩值。 圖 例題圖 已知樁周土為砂礫， kN/m3，基坑開挖深度 h=1.8m。安全系數(shù)K=2。 19 解：1）入土深度求解： 當(dāng) 時(shí)， 朗金主動(dòng)土壓力系數(shù) ， 朗金被動(dòng)土壓力系數(shù) 。 30 2 30 tan450.333 2 a K 2 30 tan453 2 p K 若令板樁入土深度為t，取1延米寬的板樁墻， 計(jì)算墻上作用力對(duì)樁端b點(diǎn)的力矩平衡條件 得： 0, b 3 3 111 66 pa t KhtK K 11 23 p t tKt K 1 23 a ht ht Kht 推出： ？ 3 3 111 193191.80.333 626 tt 將數(shù)字

24、代入上式得： 解得： 2.76tm 板樁的實(shí)際入土深度較計(jì)算值增加20%，則可 求得板樁的總長(zhǎng)度L為： mthL12. 576. 22 . 18 . 12 . 1 若板樁的最大彎矩截面在基坑底深度 處，該截 面的剪力應(yīng)等于零，即 0 t 2 0 2 0 2 11 2 1 thKt K K ap 0000 111 22 pa K ttKhtht K 推出： ？ 2）最大彎矩值求解 將數(shù)字代入上式得： 2 0 2 0 8 . 1333. 019 2 1 2 1 319 2 1 tt 解得 可求得每延米板樁墻的最大彎矩 為： max M mt60. 1 0 )(99.21 60. 1319 6 1

25、)60. 18 . 1 (333. 019 6 1 M 33 max mkN 三、單支撐（錨碇式）板樁墻的計(jì)算 當(dāng)基坑開挖高度較大時(shí)，不能采用懸臂式板樁墻，此時(shí)可 在板樁頂部附近設(shè)置支撐或錨碇拉桿，成為單支撐板樁墻，如 圖所示。 圖 單支撐板樁墻的計(jì)算 單支撐板樁墻的計(jì)算，可以把它作為有兩個(gè)支 承點(diǎn)的豎直梁。一個(gè)支點(diǎn)是板樁上端的支撐桿或錨 碇拉桿；另一個(gè)是板樁下端埋入基坑底下的土。 下端的支承情況又與板樁埋入土中的深度大小 有關(guān)，一般分為兩種支承情況；第一種是簡(jiǎn)支支承， 如圖a。這類板樁埋入土中較淺，樁板下端允許產(chǎn) 生自由轉(zhuǎn)動(dòng)；第二種是固定端支承，如圖b。若板 樁下端埋入土中較深，可以認(rèn)為板樁

26、下端在土中嵌 固。 1板樁下端簡(jiǎn)支支承時(shí)的土壓力分布（圖a） 板樁墻受力后撓曲變形，上下兩個(gè)支承點(diǎn)均允許自由轉(zhuǎn)動(dòng)，墻后側(cè) 產(chǎn)生主動(dòng)土壓力EA。由于板樁下端允許自由轉(zhuǎn)動(dòng)，故墻后下端不產(chǎn)生被 動(dòng)土壓力。墻前側(cè)由于板樁向前擠壓故產(chǎn)生被動(dòng)土壓力EP。由于板樁下 端入土較淺，板樁墻的穩(wěn)定安全度，可以用墻前被動(dòng)土壓力EP除以安全 系數(shù)K保證。此種情況下的板樁墻受力圖式如同簡(jiǎn)支梁（圖2-16b），按 照板樁上所受土壓力計(jì)算出的每延米板樁跨間的彎矩如圖2-16c所示，并 以Mmax值設(shè)計(jì)板樁的厚度。 圖2-16 2板樁下端固定支承時(shí)的土壓力分布（圖） 板樁下端入土較深時(shí)，板樁下端在 土中嵌固，板樁墻后側(cè)除主動(dòng)

27、土壓力EA 外，在板樁下端嵌固點(diǎn)下還產(chǎn)生被動(dòng)土 壓力EP2。假定EP2作用在樁底b點(diǎn)處。與 懸臂式板樁墻計(jì)算相同，板樁的入土深 度可按計(jì)算值適當(dāng)增加1020%。板樁 墻的前側(cè)作用被動(dòng)土壓力EP1。由于板樁 入土較深，板樁墻的穩(wěn)定性安全度由樁 的入土深度保證，故被動(dòng)土壓力EP1不再 考慮安全系數(shù)。由于板樁下端的嵌固點(diǎn) 位置不知道，因此，不能用靜力平衡條 件直接求解板樁的入土深度t。在圖中給 出了板樁受力后的撓曲形狀，在板樁下 部有一撓曲反彎點(diǎn)c，在c點(diǎn)以上板樁有 最大正彎矩，c點(diǎn)以下產(chǎn)生最大負(fù)彎矩， 撓曲反彎點(diǎn)c相當(dāng)于彎矩零點(diǎn)，彎矩分布 圖如圖所示。 圖 太沙基給出了在均勻砂土中，當(dāng)土表面無超

28、載，墻后地下水位較低時(shí)，反彎點(diǎn)c的深度y值與土 的內(nèi)摩擦角間的近似關(guān)系： 20 30 40 y 0.25h 0.08h -0.007h 確定反彎點(diǎn)c的位置后，已知c點(diǎn)的彎矩等于零，則 將板樁分成ac和cb兩段，根據(jù)平衡條件可求得板樁 的入土深度t。 例題 計(jì)算圖所示錨碇式板樁墻的入土深度t，錨碇拉桿拉力T， 以及板樁的最大彎矩值。 已知板樁下端為自由支承，土的性質(zhì)如圖所示?；娱_挖深度 h=8m，錨桿位置在地面下d=1m，錨桿設(shè)置間距a=2.5m。 O 未知 未知 解：當(dāng)=30時(shí)，朗肯主動(dòng)土壓力系數(shù) ， 朗肯被動(dòng)土壓力系數(shù) ，則 333. 0) 2 30 45(tan 2 a K 3) 2 3

29、0 45(tan 2 p K 22 22 193 4 1 2 1 2 1 )8(333. 019 2 1 )( 2 1 ttK K E tKthE p P aA 根據(jù)錨碇點(diǎn)0的力矩平衡條件，得： tdh K E dthE P A 3 2 )( 3 2 ? 將 代入上式： pA EE 與 22 3 2 75 . 4)8(1)8( 3 2 tttt 解得 mt5 . 5 由平衡 條件，得錨桿拉力T為： 0H 5 . 25 . 55 . 1)5 . 58(333. 019 2 1 )( 22 a K E ET P A =363.7kN 板樁的最大彎矩計(jì)算方法與懸臂式板樁相同。 四、多支撐板樁墻計(jì)算

30、當(dāng)坑底在地面或水面以下很深時(shí)，為了減少板樁的彎矩可以設(shè)置 多層支撐。支撐的層數(shù)及位置要根據(jù)土質(zhì)、坑深、支撐結(jié)構(gòu)桿件的材料 強(qiáng)度，以及施工要求等因素?cái)M定。板樁支撐的層數(shù)和支撐間距布置一般 采用以下兩種方法設(shè)置： 1等彎矩布置：當(dāng)板樁強(qiáng)度已定，即板樁作為常備設(shè)備使用時(shí)， 可按支撐之間最大彎矩相等的原則設(shè)置。 2等反力布置：當(dāng)把支撐作為常備構(gòu)件使用時(shí)，甚至要求各層支 撐的斷面都相等時(shí)，可把各層支撐的反力設(shè)計(jì)成相等。 支撐系按在軸向力作用下的壓桿計(jì)算，若支撐長(zhǎng)度很大時(shí)，應(yīng)考慮 支撐自重產(chǎn)生的彎矩影響。從施工角度出發(fā)，支撐間距不應(yīng)小于2.5m。 墻后土體達(dá)不到主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，土壓力不能按庫(kù)侖或朗金理

31、論計(jì)算。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果證明這時(shí)土壓力呈中間大、上下小的拋物線形 狀分布，其變化在靜止土壓力與主動(dòng)土壓力之間，如圖所示。 多支撐板樁墻的位移及土壓力分布 太沙基和佩克（Terzaghi and Peck, 1948,1967,1969） 根據(jù)實(shí)測(cè)及模型試驗(yàn)結(jié)果，提出作用在板樁墻上的土壓力分 布經(jīng)驗(yàn)圖形（圖）。 圖 多支撐板樁墻上土壓力的分布圖形 a）板樁支撐；b）松砂；c）密砂；d）粘土H6cu；e）粘土H4cu （一）坑底流砂驗(yàn)算 若坑底土為粉砂、細(xì)砂等時(shí)，在基坑內(nèi)抽水可 能引起流砂的危險(xiǎn)。一般可采用簡(jiǎn)化計(jì)算方法進(jìn)行 驗(yàn)算。 原則：板樁有足夠的入土深度以增大滲流長(zhǎng)度， 減少向上動(dòng)水力。 由于基坑

32、內(nèi)抽水后引 起的水頭差h 造成的滲 流，其最短滲流途徑為 h1+t,在流程t中水對(duì)土粒 動(dòng)水力應(yīng)是垂直向上的， 故可要求此動(dòng)水力不超 過土的有效重度b，則 不產(chǎn)生流砂的安全條件 為 bw iK 式中：K安全系數(shù)，取2.0； i水力梯度， ; w水的重度。 基坑抽水后水頭差引起的滲流 由此可計(jì)算確定板樁 要求的入土深度t。 1 h i ht （二）坑底隆起驗(yàn)算 開挖較深的軟土基坑 時(shí)，在坑壁土體自重和坑 頂荷載作用下，坑底軟土 可能受擠在坑底發(fā)生隆起 現(xiàn)象。常用簡(jiǎn)化方法驗(yàn)算， 即假定地基破壞時(shí)會(huì)發(fā)生 如圖所示滑動(dòng)面，其滑動(dòng) 面圓心在最底層支撐點(diǎn)A 處，半徑為x，垂直面上 的抗滑阻力不予考慮。 2

33、 2 x rHqM d 則滑動(dòng)力矩為： 穩(wěn)定力矩為： 式中：Su滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度，如土為飽和 軟粘土，則=0，Su = Cu。M與Md之比即為安全系數(shù)K， 如基坑處地層土質(zhì)均勻，則安全系數(shù)為 式中 以弧度表示。 2 . 1 )2( qH S K u s 2 2 , 2 0 xdSxM u 六、封底混凝土厚度計(jì)算 鋼板樁圍堰需進(jìn)行水下封底混凝土后在圍 堰內(nèi)抽水修筑基礎(chǔ)和墩身，在抽干水后封底混 凝土底面因圍堰內(nèi)外水頭差而受到向上的靜水 壓力。 在靜水壓力作用下： 封底混凝土及圍堰有可能被水浮起， 或者封底混凝土產(chǎn)生向上撓曲而折裂， 因此：封底混凝土應(yīng)有足夠的厚度，以確保 圍堰安全 。 考慮浮

34、力的封底層厚度計(jì)算： 作用在封底層的浮力是由封底混凝土和圍堰 自重，以及板樁和土的摩阻力來平衡的。當(dāng)板樁 打入基底以下深度不大時(shí)，平衡浮力主要靠封底 混凝土自重，因此在計(jì)算時(shí)為偏安全考慮，僅計(jì) 入封底混凝土自重 。 )(xhx wc wc wh x 式中：考慮未計(jì)算樁土間摩阻力和圍堰自重的 修正系數(shù)，小于1，具體數(shù)值由經(jīng)驗(yàn)確定； w水的重度，取10kN/m3; c混凝土重度，取23kN/m3; h封底混凝土頂面處水頭高度（m）。 考慮強(qiáng)度的封底層厚度計(jì)算： 如板樁打入基坑下較深，板樁與土之間摩阻力較大，加上封底層及圍堰自 重整個(gè)圍堰不會(huì)被水浮起，此時(shí)封底層厚度應(yīng)由其強(qiáng)度確定?，F(xiàn)一般按容許應(yīng)力

35、法并簡(jiǎn)化計(jì)算，假定封底層為一簡(jiǎn)支單向板，其頂面在靜水壓力作用下產(chǎn)生彎曲 拉應(yīng)力： 6 1 )( 88 1 2 22 x xxhl W pl cw 0 3 4 2 2 Hxx l wc 經(jīng)整理得 ： 式中：W封底層每米寬斷面的截面模量（m3）； l 圍堰寬度（m）； 水下混凝土容許彎曲應(yīng)力，考慮水下混凝土表層質(zhì)量較差、養(yǎng)護(hù)時(shí)間短 等因素，不宜取值過高，一般用100200kPa。 可解得封底砼厚度 注意 封底混凝土灌注時(shí)厚度宜比計(jì)算值超過0.250.50m,以便在抽水后將頂 層浮漿、軟弱層鑿除，以保證質(zhì)量。 x c )(xh w l基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度的確定 l剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定剛性

36、擴(kuò)大基礎(chǔ)尺寸的擬定 l地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算 l基底合力偏心距驗(yàn)算基底合力偏心距驗(yàn)算 l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 l基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算 將基礎(chǔ)設(shè)置在變形較小，而強(qiáng)度又比較大的將基礎(chǔ)設(shè)置在變形較小，而強(qiáng)度又比較大的 持力層上，以保證地基強(qiáng)度滿足要求，且不致產(chǎn)持力層上，以保證地基強(qiáng)度滿足要求，且不致產(chǎn) 生過大的沉降或沉降差。還要使基礎(chǔ)有足夠的埋生過大的沉降或沉降差。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，確保基礎(chǔ)的安全置深度，以保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，確?；A(chǔ)的安全 。必須綜合考慮地基的地質(zhì)和地形條件、河流的。必須綜合考慮地基的地質(zhì)和地形條件、河流的 沖

37、刷程度、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度、上部結(jié)構(gòu)形式以及沖刷程度、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)條件保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋深和施工技術(shù)條件 、造價(jià)等因素。、造價(jià)等因素。 基礎(chǔ)埋深的不同方案 c) b) a) h3 h2 h1 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) 巖石地基:覆蓋土層較薄時(shí)，一般應(yīng)清除覆蓋土和 風(fēng)化層后，將基礎(chǔ)直接修建在新鮮巖面上；如巖石的風(fēng)化 層很厚，難以全部清除時(shí)，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 。如巖層表面傾斜時(shí)，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。在陡峭山

38、坡上修建橋臺(tái)時(shí)，還 應(yīng)注意巖體的穩(wěn)定性。 非巖石地基非巖石地基: :如受壓層范圍內(nèi)為均質(zhì)土，基礎(chǔ)如受壓層范圍內(nèi)為均質(zhì)土，基礎(chǔ) 埋置深度除滿足沖刷、凍脹等要求外，可根據(jù)荷埋置深度除滿足沖刷、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來確定載大小，由地基土的承載能力和沉降特性來確定 （同時(shí)考慮基礎(chǔ)需要的最小埋深）。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件（同時(shí)考慮基礎(chǔ)需要的最小埋深）。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件 較復(fù)雜如地層為多層土組成等或?qū)Υ笾行蜆蛄杭拜^復(fù)雜如地層為多層土組成等或?qū)Υ笾行蜆蛄杭?其它建筑物基礎(chǔ)持力層的選定，應(yīng)通過較詳細(xì)計(jì)其它建筑物基礎(chǔ)持力層的選定，應(yīng)通過較詳細(xì)計(jì) 算或方案比較后確定。算或方案比較后確定。 沖

39、刷的基本概念: 洪水沖刷后，整個(gè)河床面要下降，這叫一般沖刷 被沖下去的深度叫一般沖刷深度 同時(shí)由于橋墩的阻水作用，使洪水在橋墩四周沖 出一個(gè)深坑，這叫局部沖刷 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 在有沖刷的河流中，為了防止橋梁墩、臺(tái)基在有沖刷的河流中，為了防止橋梁墩、臺(tái)基 礎(chǔ)四周和基底下土層被水流掏空沖走以致倒塌，礎(chǔ)四周和基底下土層被水流掏空沖走以致倒塌， 基礎(chǔ)必須埋置在設(shè)計(jì)洪水的最大沖刷線以下不小基礎(chǔ)必須埋置在設(shè)計(jì)洪水的最大沖刷線以下不小 于于1m1m。特別是在山區(qū)和丘陵地區(qū)的河流，更應(yīng)注。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)性洪水的沖刷作用意考慮季節(jié)性洪

40、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) 橋梁類別橋梁類別 05101015152020 大橋、中橋、小橋（不鋪砌）大橋、中橋、小橋（不鋪砌） 1.52.02.53.03.5 特大橋特大橋 2.02.53.03.54.0 對(duì)于大、中橋基礎(chǔ)的基底在對(duì)于大、中橋基礎(chǔ)的基底在設(shè)計(jì)洪水沖刷總深設(shè)計(jì)洪水沖刷總深 度度以下的最小埋置深度，建議根據(jù)橋梁大小、技術(shù)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 橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)基底最小埋置深度（橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)基底最小埋置深度（m） 為了保證建筑物不受地基土季節(jié)性凍脹的影為了保

41、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)埋置在響，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。天然最大凍結(jié)線以下一定深度。公橋基規(guī)公橋基規(guī)規(guī)規(guī) 定，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，基底應(yīng)埋置在定，當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，基底應(yīng)埋置在 最深凍結(jié)線以下不小于最深凍結(jié)線以下不小于0.25m0.25m；對(duì)靜定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)；對(duì)靜定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) ，一般也按此要求，一般也按此要求，但在凍結(jié)較深地區(qū)，為了減但在凍結(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(jì)算后也可將基少基礎(chǔ)埋深，有些類別的凍土經(jīng)計(jì)算后也可將基 底置于最大凍結(jié)線以上。底置于最大凍結(jié)線以上。 注

42、：附錄注：附錄H H 中國(guó)季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn)凍深線圖及其凍脹性分類中國(guó)季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn)凍深線圖及其凍脹性分類 對(duì)中、小跨度簡(jiǎn)支梁橋來說，這項(xiàng)因素對(duì)確對(duì)中、小跨度簡(jiǎn)支梁橋來說，這項(xiàng)因素對(duì)確 定基礎(chǔ)的埋置深度影響不大。但對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)即定基礎(chǔ)的埋置深度影響不大。但對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)即 使基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻沉降也會(huì)使內(nèi)力產(chǎn)生一使基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻沉降也會(huì)使內(nèi)力產(chǎn)生一 定變化。為了減少可能產(chǎn)生的水平位移和沉降差定變化。為了減少可能產(chǎn)生的水平位移和沉降差 值，需將基礎(chǔ)埋置在合適的土層上。值，需將基礎(chǔ)埋置在合適的土層上。 當(dāng)墩臺(tái)、擋土墻等結(jié)當(dāng)墩臺(tái)、擋土墻等結(jié) 構(gòu)位于較陡的土坡上構(gòu)位于較陡的土坡上 ，在確定基礎(chǔ)埋深時(shí)

43、，在確定基礎(chǔ)埋深時(shí) ，還應(yīng)考慮土坡連同，還應(yīng)考慮土坡連同 結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)一起滑動(dòng)結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)一起滑動(dòng) 的穩(wěn)定性。的穩(wěn)定性。 當(dāng)?shù)鼗鶠閮A斜土坡時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)地基當(dāng)?shù)鼗鶠閮A斜土坡時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)地基 容許承載力適當(dāng)折減。容許承載力適當(dāng)折減。 l s D b h D h lb 若基礎(chǔ)位于較陡的巖體上，可將基礎(chǔ)做成臺(tái)階形，若基礎(chǔ)位于較陡的巖體上，可將基礎(chǔ)做成臺(tái)階形， 但要注意巖體的穩(wěn)定性。但要注意巖體的穩(wěn)定性。 持力層土類h(m)l(m) 較完整的堅(jiān)硬巖石0.250.250.50 一般巖石（如砂頁(yè)巖互層等）0.600.601.50 松軟巖石（如千枚巖等）1.001.002.00 砂類礫石及土層

44、1.001.502.50 斜坡上基礎(chǔ)埋深與持力層土類關(guān)系 表 地表土的性質(zhì)是不穩(wěn)定的。人類和動(dòng)物的活動(dòng)以地表土的性質(zhì)是不穩(wěn)定的。人類和動(dòng)物的活動(dòng)以 及植物的生長(zhǎng)作用，也會(huì)影響其強(qiáng)度和穩(wěn)定，所及植物的生長(zhǎng)作用，也會(huì)影響其強(qiáng)度和穩(wěn)定，所 以一般地表土不宜作為持力層以一般地表土不宜作為持力層. .為了保證地基和基為了保證地基和基 礎(chǔ)的穩(wěn)定性，礎(chǔ)的穩(wěn)定性，基礎(chǔ)的埋置深度（除巖石地基外）基礎(chǔ)的埋置深度（除巖石地基外） 應(yīng)在天然地面或無沖刷河底以下不小于應(yīng)在天然地面或無沖刷河底以下不小于1m1m。 在確定基礎(chǔ)埋置深度時(shí)，還應(yīng)考慮相鄰建筑物的在確定基礎(chǔ)埋置深度時(shí)，還應(yīng)考慮相鄰建筑物的 影響影響. . 基礎(chǔ)埋

45、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 h3 h2 h1 11.0 常水位 9.0 河底 8.0 7.0 1.0 -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) 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 基礎(chǔ)剖面尺寸基礎(chǔ)剖面尺寸 b) a) b d l/2 a/2 t3t2 t1 c3 c2 a a H h c1 a a H h c1 應(yīng)根據(jù)墩、臺(tái)身結(jié)構(gòu)形式，荷載大小，選用應(yīng)根據(jù)墩、臺(tái)身結(jié)構(gòu)形式，荷載大小，

46、選用 的基礎(chǔ)材料等因素來確定?；讟?biāo)高應(yīng)按基礎(chǔ)埋的基礎(chǔ)材料等因素來確定?；讟?biāo)高應(yīng)按基礎(chǔ)埋 深的要求確定。水中基礎(chǔ)頂面一般不高于最低水深的要求確定。水中基礎(chǔ)頂面一般不高于最低水 位，在季節(jié)性流水的河流或旱地上的橋梁墩、臺(tái)位，在季節(jié)性流水的河流或旱地上的橋梁墩、臺(tái) 基礎(chǔ)，則不宜高出地面，以防碰損。這樣，基礎(chǔ)基礎(chǔ)，則不宜高出地面，以防碰損。這樣，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。在一般情況下，求得。在一般情況下，大、中橋墩、臺(tái)混凝土基大、中橋墩、臺(tái)混凝土基 礎(chǔ)厚度在礎(chǔ)厚度在1.01.02.0m2.0m左右。左右。 基礎(chǔ)平面形式一般應(yīng)考

47、慮墩、臺(tái)身底面的形基礎(chǔ)平面形式一般應(yīng)考慮墩、臺(tái)身底面的形 狀而確定，基礎(chǔ)平面形狀常用矩形?；A(chǔ)底面長(zhǎng)狀而確定，基礎(chǔ)平面形狀常用矩形?；A(chǔ)底面長(zhǎng) 寬尺寸與高度有如下的關(guān)系式：寬尺寸與高度有如下的關(guān)系式： tan2)( tan2)( Hdb Hla 順橋向?qū)挾?橫橋向長(zhǎng)度 剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的剖面形式一般做成矩形或臺(tái)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)的剖面形式一般做成矩形或臺(tái) 階形。階形。 襟邊：自墩臺(tái)身底邊緣至基頂邊緣距離襟邊：自墩臺(tái)身底邊緣至基頂邊緣距離c c1 1稱為襟邊稱為襟邊 。作用：擴(kuò)大基底面積增加基礎(chǔ)承載力；便于調(diào)。作用：擴(kuò)大基底面積增加基礎(chǔ)承載力；便于調(diào) 整基礎(chǔ)施工時(shí)在平面尺寸上可能產(chǎn)生的誤差，為整基礎(chǔ)施工時(shí)

48、在平面尺寸上可能產(chǎn)生的誤差，為 了支立墩、臺(tái)身模板的需要。其值應(yīng)該根據(jù)基底了支立墩、臺(tái)身模板的需要。其值應(yīng)該根據(jù)基底 面積的要求、基礎(chǔ)厚度及施工方法而定。面積的要求、基礎(chǔ)厚度及施工方法而定。最小值最小值 為為202030cm30cm。 基礎(chǔ)較厚（超過基礎(chǔ)較厚（超過1m1m以上）時(shí)，可將基礎(chǔ)的剖面砌以上）時(shí)，可將基礎(chǔ)的剖面砌 筑成臺(tái)階形。筑成臺(tái)階形。 剛性基礎(chǔ)：基礎(chǔ)懸出部分在基底反力作用下，在剛性基礎(chǔ)：基礎(chǔ)懸出部分在基底反力作用下，在 a-aa-a截面所產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過基截面所產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力不超過基 礎(chǔ)圬工的強(qiáng)度限值。礎(chǔ)圬工的強(qiáng)度限值。 剛性角剛性角 : :自墩臺(tái)身邊緣處

49、的垂線與基底邊自墩臺(tái)身邊緣處的垂線與基底邊 緣的聯(lián)線間的最大夾角，與基礎(chǔ)所用的圬工材料緣的聯(lián)線間的最大夾角，與基礎(chǔ)所用的圬工材料 強(qiáng)度有關(guān)。強(qiáng)度有關(guān)。 max max tantan i i i t c ti通常為0.501.00m max max max 取值: 混凝土： 40 磚、片石、塊石、粗料石砌體，當(dāng)用 M5以下砂漿砌筑時(shí)， ： 30 磚、片石、塊石、粗料石砌體，當(dāng)用 M5以上砂漿砌筑時(shí)， ： 35 max 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 l地基容許承載力的確定地基容許承載力的確定 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

50、接觸的土層，持力 層承載力驗(yàn)算要求荷載在基底產(chǎn)生的地基應(yīng)力不層承載力驗(yàn)算要求荷載在基底產(chǎn)生的地基應(yīng)力不 超過持力層的地基容許承載力?；讘?yīng)力分布公超過持力層的地基容許承載力?；讘?yīng)力分布公 式如下式如下 ( (由于淺基礎(chǔ)埋置深度小，在計(jì)算中可不由于淺基礎(chǔ)埋置深度小，在計(jì)算中可不 計(jì)基礎(chǔ)四周土的摩阻力和彈性抗力的作用計(jì)基礎(chǔ)四周土的摩阻力和彈性抗力的作用) )。 max min aR f W M A N p )1 ( 00 max min aR f e A N A eN A N W M A N p 0 MNehHep iiii 其中， -基底核心半徑 AabW 2 6 1 偏心豎直力作用在任意點(diǎn)偏

51、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 對(duì)公路橋梁，對(duì)公路橋梁，一般由順橋向控制基底應(yīng)力計(jì)一般由順橋向控制基底應(yīng)力計(jì) 算。算。但對(duì)通航河流或河流中有漂流物時(shí)，應(yīng)計(jì)算但對(duì)通航河流或河流中有漂流物時(shí)，應(yīng)計(jì)算 撞擊力在橫橋向產(chǎn)生的基底應(yīng)力，并與順橋向基撞擊力在橫橋向產(chǎn)生的基底應(yīng)力，并與順橋向基 底應(yīng)力比較，取其大者控制設(shè)計(jì)。底應(yīng)力比較，取其大者控制設(shè)計(jì)。 對(duì)于曲線橋，計(jì)算基底應(yīng)力時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)對(duì)于曲線橋，計(jì)算基底應(yīng)力時(shí)，應(yīng)按下式計(jì) 算算： max min aR y y x x f W M W M A N p 注：關(guān)于注：關(guān)于N N及及M M的取值應(yīng)按能產(chǎn)生最大豎向力的取值應(yīng)按能產(chǎn)生最大豎向

52、力N Nmax max的最不利組合效應(yīng)與此相應(yīng)的 的最不利組合效應(yīng)與此相應(yīng)的M M 值，和能產(chǎn)生最大力矩值，和能產(chǎn)生最大力矩M Mmax max時(shí)的最不利組合效應(yīng)與此相應(yīng)的 時(shí)的最不利組合效應(yīng)與此相應(yīng)的N N值，分別進(jìn)行基底值，分別進(jìn)行基底 應(yīng)力計(jì)算，取其大者控制設(shè)計(jì)。應(yīng)力計(jì)算，取其大者控制設(shè)計(jì)。 當(dāng)受壓層范圍內(nèi)地基為多層土，且持力層以當(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，這時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承下有軟弱下臥層，這時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算軟弱下臥層的承 載力，驗(yàn)算時(shí)先計(jì)算軟弱下臥層頂面（在基底形載力，驗(yàn)算時(shí)先計(jì)算軟弱下臥層頂面（在基底形 心軸下）的應(yīng)力（包括自重應(yīng)力及附加力），不心軸下）

53、的應(yīng)力（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。即得大于該處地基土的容許承載力。即: : )()( 21aRz fhpzhp z h p0= -2h2h P0 1(h+z） A 附 加 應(yīng) 力 線 軟 弱 下 臥 層 土 自 重 應(yīng) 力 線 目的: 盡可能使基底應(yīng)力分布比較均勻，以免盡可能使基底應(yīng)力分布比較均勻，以免 基底兩側(cè)應(yīng)力相差過大，使基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不基底兩側(cè)應(yīng)力相差過大，使基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不 均勻沉降，墩、臺(tái)發(fā)生傾斜，影響正常使用均勻沉降，墩、臺(tái)發(fā)生傾斜，影響正常使用 。 非巖石地基:以不出現(xiàn)拉應(yīng)力為原則，當(dāng)墩以不出現(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)

54、，基底合力、臺(tái)僅受永久作用標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合時(shí)，基底合力 偏心距偏心距e e0 0應(yīng)分別不大于基底核心半徑的應(yīng)分別不大于基底核心半徑的0.10.1倍（橋倍（橋 墩）和墩）和0.750.75倍（橋臺(tái)）；當(dāng)墩、臺(tái)承受作用標(biāo)準(zhǔn)倍（橋臺(tái)）；當(dāng)墩、臺(tái)承受作用標(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)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)，一般只要求基底偏心距組合時(shí)，一般只要求基底偏心距e e0 0不超過核心半不超過核心半 徑即可。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，合力偏心距強(qiáng)度，合力偏心距e e0 0最大可為基底核心半徑的最大可

55、為基底核心半徑的 1.21.21.51.5倍，以保證必要的安全儲(chǔ)備。倍，以保證必要的安全儲(chǔ)備。 基底以上外力合力作用點(diǎn)對(duì)基底形心軸的偏心距基底以上外力合力作用點(diǎn)對(duì)基底形心軸的偏心距e e0 0按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： A W N M e 0 墩、臺(tái)基礎(chǔ)基底截面核心半徑按下式計(jì)算：墩、臺(tái)基礎(chǔ)基底截面核心半徑按下式計(jì)算： 當(dāng)外力合力作用點(diǎn)不在基底兩個(gè)對(duì)稱軸中任一對(duì)稱軸上時(shí)，或當(dāng)外力合力作用點(diǎn)不在基底兩個(gè)對(duì)稱軸中任一對(duì)稱軸上時(shí)，或 當(dāng)基底截面為不對(duì)稱時(shí)，可按下式計(jì)算：當(dāng)基底截面為不對(duì)稱時(shí)，可按下式計(jì)算： A N pe min0 1 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)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算 地基穩(wěn)定性驗(yàn)

56、算 基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性與合力的偏心距有關(guān)。合基礎(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(chǔ)備愈小力偏心距愈大，則基礎(chǔ)抗傾覆的安全儲(chǔ)備愈小 ，如下圖所示，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，可以用限制，如下圖所示，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，可以用限制 合力偏心距合力偏心距e e0 0來保證基礎(chǔ)的傾覆穩(wěn)定性。來保證基礎(chǔ)的傾覆穩(wěn)定性。 0 0 e s K i iiii P hTeP e 0 K0為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) 基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 c) b） a) s e0 o o A e0 s h2 h1 N1 s e0 s e0 T2 T1 p1 p2e1 p1 e2 作用組合作用組合 穩(wěn)定性系穩(wěn)定性系

57、 數(shù)數(shù)k k0 0 使用階段使用階段 永久作用（不計(jì)混凝土收縮及徐變，永久作用（不計(jì)混凝土收縮及徐變， 浮力）和汽車、人群的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)浮力）和汽車、人群的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng) 組合組合 1.51.5 各種作用（不包括地震作用）的標(biāo)準(zhǔn)各種作用（不包括地震作用）的標(biāo)準(zhǔn) 值效應(yīng)組合值效應(yīng)組合 1.31.3 施工階段作用的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合施工階段作用的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合1.21.2 墩臺(tái)基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)墩臺(tái)基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)k k0 0 基礎(chǔ)在水平推力作用下沿基礎(chǔ)底面滑動(dòng)的可基礎(chǔ)在水平推力作用下沿基礎(chǔ)底面滑動(dòng)的可 能性即基礎(chǔ)抗滑動(dòng)安全度的大小，可用基底與土能性即基礎(chǔ)抗滑動(dòng)安全度的大小，可用基底與土 之間的摩擦阻

58、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(dòng)穩(wěn)定系數(shù)。即稱為抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)。即 in ipi c H HP K 作用組合作用組合 穩(wěn)定性系穩(wěn)定性系 數(shù)數(shù)k kc c 使用階段使用階段 永久作用（不計(jì)混凝土收縮及徐變，永久作用（不計(jì)混凝土收縮及徐變， 浮力）和汽車、人群的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)浮力）和汽車、人群的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng) 組合組合 1.31.3 各種作用（不包括地震作用）的標(biāo)準(zhǔn)各種作用（不包括地震作用）的標(biāo)準(zhǔn) 值效應(yīng)組合值效應(yīng)組合 1.21.2 施工階段作用的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合施工階段作用的標(biāo)準(zhǔn)值效應(yīng)組合1.21.2 墩臺(tái)基礎(chǔ)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)墩臺(tái)基礎(chǔ)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性

59、系數(shù)k kc c 位于軟土地基上較高的橋臺(tái)需驗(yàn)算橋臺(tái)沿位于軟土地基上較高的橋臺(tái)需驗(yàn)算橋臺(tái)沿 滑裂曲面滑動(dòng)的穩(wěn)定性，基底下地基如在不深處滑裂曲面滑動(dòng)的穩(wěn)定性，基底下地基如在不深處 有軟弱夾層時(shí)，在臺(tái)后土推力作用下，基礎(chǔ)也有有軟弱夾層時(shí)，在臺(tái)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(dòng)；在較陡的土質(zhì)斜可能沿軟弱夾層土的層面滑動(dòng)；在較陡的土質(zhì)斜 坡上的橋臺(tái)、擋土墻也有滑動(dòng)的可能。坡上的橋臺(tái)、擋土墻也有滑動(dòng)的可能。 基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算包括：沉降量，相鄰基礎(chǔ)沉降基礎(chǔ)沉降驗(yàn)算包括：沉降量，相鄰基礎(chǔ)沉降 差，基礎(chǔ)由于地基不均勻沉降而發(fā)生的傾斜等。差，基礎(chǔ)由于地基不均勻沉降而發(fā)生的傾斜等。 基礎(chǔ)的沉降主要由

60、豎向荷載作用下土層的壓基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)物的正常使縮變形引起。沉降量過大將影響結(jié)構(gòu)物的正常使 用和安全，應(yīng)加以限制。在確定一般土質(zhì)的地基用和安全，應(yīng)加以限制。在確定一般土質(zhì)的地基 容許承載力時(shí)，已考慮這一變形的因素，所以修容許承載力時(shí)，已考慮這一變形的因素，所以修 建在一般土質(zhì)條件下的中、小型橋梁的基礎(chǔ)，只建在一般土質(zhì)條件下的中、小型橋梁的基礎(chǔ)，只 要滿足了地基的強(qiáng)度要求，地基（基礎(chǔ)）的沉降要滿足了地基的強(qiáng)度要求，地基（基礎(chǔ)）的沉降 也就滿足要求。也就滿足要求。 1 1修建在地質(zhì)情況復(fù)雜、地層分布不均或強(qiáng)度較修建在地質(zhì)情況復(fù)雜、地層分布不均