鋼性擴大基礎設計方案

第一章剛性擴大基礎設計第一節(jié)淺基礎尺寸及高程擬定剛性擴大基礎概述由于地基強度一般較墩臺或墻柱的強度低，因而需要將其基礎平面尺寸擴大以滿足地基強度要求，這種剛性基礎稱剛性擴大基礎。它是橋涵及其它構(gòu)造物常用的基礎形式，其每邊擴大的尺寸最小為0.20~0.50m，視土質(zhì)基礎厚度、埋置深度和施工方法而定。作為剛性基礎，每邊擴大的尺寸應受到材料剛性角的限制。當基礎較厚時，可在縱橫兩個剖面上都做成臺階形，以減少基礎自重，節(jié)省材料，如圖1-1所示。二、鐵路墩臺基礎埋置深度在有沖刷處，基底應在墩臺附近最大沖刷線以下，不小于下列安全值：對于一般橋梁安全值為2m加沖刷總深度的10%；對于特大橋（或大橋）屬于技術(shù)復雜、修復困難或重要者，安全值為3m加沖刷總深度的10%，如表1-1所示。表1-1鐵路橋基底埋深安全值辜沖刷總深捆度腿(賴m)殿0男5算10漏20蟲安全值掠m辛一般橋梁非2.0方2.5繳3.0都4.0宗特大橋?qū)儆诩枷πg(shù)復雜、修復耳困難或重要者榆設計頻率流量診3.0絨3.5信4.0禍5.0挑檢算頻率流量繭1.5床1.8球2.0危2.5注：沖刷總深度為自河床面算起的一般沖刷深度與局部沖刷深度之和根據(jù)設計資料，5號墩位的沖刷總深度為5.21m。因此確定基底位于局部沖刷線以下3.5m，基底標高為6.42m。持力層為中密粗砂。渴剛性擴大基礎懷尺寸的擬定偏基礎頂面一般漢應低于設計地玻面搏10m層以上，以免基影礎外露，遭受輕外界影響而破影壞。鵲剛性擴大基礎哭的剖面形式一礦般做成矩形或逃臺階沃形，如昂圖顆1-朗2礦所示。自墩臺揭、臺身邊緣至欣基頂邊緣的距同離畢稱襟邊，其作撤用一方面是擴寸大基底面積增舍加基礎承載力姿，同時也便于貸調(diào)整基礎施工棍時在平面尺寸滿上可能發(fā)生的釘誤差，也為了蜻支墩、臺身模仁板的需要。橋某梁墩臺基礎襟飛邊最小值捕為至20~惜30cm孔。伐自墩臺身邊緣山處的垂線與基厚底邊緣的聯(lián)線逝間的最大夾角奉，稱為剛性角賞。在設計時，京應使每個臺階校寬度均與厚度揮保持在一定比失例內(nèi)，使其夾統(tǒng)角融，語這是可吐認為屬于剛性著基礎，不必對朱基礎進行彎曲石拉應力和剪應沃力的強度檢算脆，在基礎中也里可不設置受力倚鋼筋。圖2－1基礎類型圖2－1基礎類型浮我國《鐵橋基癥規(guī)》規(guī)定：雙示向受力矩形墩掛臺的各種形狀穴基礎以及單向貿(mào)和雙向受力的冶圓端形橋墩采棵用的明挖基礎童，其最上一層廟石砌欣，混凝土柜，其下各石砌孔混凝土晚。傲基礎每層臺階多高度通常柴為賭0.5m~近1.0m芹,按在一般情況下扶各層臺階宜采遷取相同厚度。隱考慮上述因素梯，飄將載5恒好墩基礎做成柏三層臺階，襟瑞邊劃均定為博30cm設,復臺階厚度艘均定為柜1m指。如煎圖捷1-3豪墩身長為桂18.73m貪,濤墩底截面尺寸查如要圖住1-岸4誓示階第頃二碎節(jié)桂殲荷載的計算流呆澆墩身及基礎采耗用約片石混凝土。押一、橋墩及基確礎尺寸如御圖適1-飄5哈所示。扯二、設計低水靈位至墩底段墩槍身重量臺交墩底截面面積覽寇但設計低水位處樣墩身截面面積茅設計低水位處政至墩底段墩身旺體積牙昂笨重量三、基礎自重體積重量爐四、槐覆蓋在基頂上貿(mào)的土重嫩肅坡覆蓋在第一層摘臺階頂面上土彩壤面積為土重上覆蓋在第二層韻臺階頂面上土拳壤面積為土重批覆蓋在第三層訴臺階頂面上土攔壤面積為土重因此五、浮力突設計低水位處詢至墩底段墩身銹浮力爺?shù)谌⒐?jié)扛至剛性擴大基礎星的檢算蜂橋梁位于直線發(fā)平坡地區(qū)，只抵考慮縱向荷載海組合，故只對傲縱橋方向進行炊檢算斑基礎本身強度屢檢算生基礎縱向、橫丘向的剛性角薯都滿足徐的要求，故縱鼠、橫向皆能滿集足基礎圬工強克度要求。跳地基容許承載令力計算濫持力層為中密旗粗砂，基本承請載力恢，修正系數(shù)躺，伶，尼因持力層為透弟水層，故應采捕用浮容重，易，故地基容許榨承載鐮力為雨當荷載為主力堵加附加力時，否可提哲高蓬20%垮式守中讀鍵—冊地基土的基本冠承載力?？捎蓴_教材辱表左1-翅4樹查得。飾眼母哨顫b纖—吸基礎驗算剖面曉最小邊寬，當揮時，取英計，當償時，按縣10m陷計算。沙夫促h胳—脆基礎底面的埋撕置深度燒（助m侍）感,嘉對于受水流沖抄刷的基礎，由壺一般沖刷線算鳴起。撒評懷—番基底下持力層蜻的天然容重健,據(jù)如持力層在水伯面以下且為透例水性土時，應葵取用浮容重。紫播良—衛(wèi)基底以上土的池容重（如為多其層土時用換算席容重），如持蘆力層在在水面描以下且為不透簡水性土時，不雨論基底以上的斷透水性如何，掠應一律采用飽少和容重，如持陜力層為透水性伸土時，應一律茶采用采用浮容恩重。捎棵貸—蔑按持力層土類庸確定在基礎寬港度和深度方面乖的修正系數(shù)，玩其值按持力層孤土類從教材渴表丘1-笑5獵中選用。驅(qū)基底壓應力肚及偏心檢算，忘基礎滑動及傾術(shù)覆穩(wěn)定檢算。稱1溝、像5但號橋墩作用于透設計低水位處傍的設計荷載如出表性1-2.石表斤1-2嚇心設計低水位處賣設計荷載底兩孔滿載（低證水位）栗一空重載（低變水位）培一孔輕載（高插水位）雀一孔輕載（低痰水位）頓8858.2浴406.7耍2720.1針7956.4淘406.7職3160.1礎6130.4巷402.7畫3039.8頁7334.6竟406.7法3055.7立粥蠻注：豎向力橡和水平力觀的的單位為心Kn,播力支矩揭M塘的單位為堵,繪和車的符號相同表贊示兩者對基礎擇的轉(zhuǎn)向效應相剝同。冰2機、妄5唉號橋墩作用于罩基礎底面形心巴處的設計荷載賢如伍表記1-3.由表墳1-2喉象設計低水位處省設計荷載訊兩孔滿載（低賄水位）均一空重載（低輪水位）課一孔輕載（高攜水位）凱一孔輕載（低賞水位）朽14920.列2抬406.7爹9056.5窯14018.載4拳406.7懼9496.5菠12192.牢4獲402.7乖9313.9愚13396.代6灑406.7典9392.1睛除特櫻治續(xù)似注：豎向力朋和水平力惱的的單位為怪Kn,喚力狡矩宣M銳的單位為合,園和賓的符號相同表雁示兩者對基礎扭的轉(zhuǎn)向效應相私同。同3正、基底壓應力尋及偏心檢算，霜基礎滑動及傾敞覆穩(wěn)定檢濾算杏,狠詳見擋表勸1-4純。醉表代1-4擺絮縱橋向檢算墻檢算項目漢兩空滿載（低阻水位）突一空重載（低規(guī)水位）盞一孔輕載（高刪水位）公一孔輕載（低燈水位）蘭抗傾覆力康矩名=炮37022.痰2泰傾覆穩(wěn)定系數(shù)鴉3.97慨容許最小穩(wěn)定拉系數(shù)掏1.50鐮基底摩擦力仍滑動穩(wěn)定系數(shù)裕12.11烤容許最小滑動伏穩(wěn)定系數(shù)嬌1.30物基底面積責59.96痕59.96恥59.96翼基底截面模量含52.48曠52.48圣52.48濕248.8+南172.6=蠟421.4央233.8+丸181.0=專414.8要223.4+污179.0=識402.4雀76.2糾52.8鎮(zhèn)44.4畏地基容許承載虹力絡豎向合力偏心純0.61末0.68止0.701遼容許偏心算1.012驕1.012善1.012退檢算結(jié)果表明斗都符合要求萌四、基礎沉降縮檢算瓶因持力層下無惕軟弱下臥層，烤故不必進行軟載弱下臥層檢算啟，橋下地質(zhì)條絹件簡單，故只真要基底壓應力憂小于學，可不必進行滑沉降檢算。樁基礎的設計折樁和承臺尺寸臥的擬定份一、樁類，樁堪徑，樁底標高乖及承臺頂面標子高的擬定澇建樁基礎采用高探承臺式嵌巖樁箱。承臺頂面設開置于河床面處劉，此處高程鴉15.51m賠。據(jù)此可確定細墩底截面尺寸昂如魂圖累2-咐1袍所示。芽辭莖樁擬用鉆空灌浪注樁，鉆孔灌炕注樁的設計樁脾徑一般租為炒0.范8斥、窩1.檢0沙、膊1.2付5蟻和臣1.5m騙,擺因此擬用樁徑臥為仇1.5m別,朗以沖抓錐施工扮。樁底擬定在搭風化砂巖面以品下刃2m嚷,僚高程為趴-3.5m拾。承臺及樁采翼用呼混凝土。叔二、估算樁燦數(shù)鳥n劣超1趙、設計低水位室處至墩底段墩握身重量它池牲低水位處墩身較截面面積為汗。其稱厘墩底截面面積昏為緊咬解體積襪購香光齒歲重量籌司2占、設計低水位異處至墩底段墩肢身所受浮力美木棒水辱卡待作用在承臺頂計面中心的豎向騾荷載為嫌非饑包荷載加兩孔滿惠載（低水位）頂時亡芽龍違嶼弟肆斑好3俯、計算嵌巖樁康軸向受壓容許康承載力鉗峽訊《鐵橋基規(guī)》撤規(guī)定，支承于斧巖石層上于嵌釀入巖石層內(nèi)的郊鉆孔灌注樁的居容許承載力甲河拼忌帳，永淚，拼墊喂泰，近躍，系狡酷穗麗幫式遠中宏段—止單樁軸向受壓轟容許承載力土；覆慨察—絲嵌入巖石層內(nèi)諷的樁及管柱的浮鉆孔周長阿；務淋匪—曲自新鮮巖石面俘算其的嵌入深淹度借；膨育訂—覽系數(shù)，根據(jù)巖不石層破碎程度個和清底情況決沫定，按表歪2-2-1釋采用。成討稼—嚇巖石試塊單軸油抗壓極限強度雖；薄辰雄—摧樁底面積損。柜表撥2-記1眠系數(shù)銹值扔條件曲條件查良好的綿0.6名0.05囑一般的渴0.4鉆0.03引較差的障0.5拜0.04尺4鞋、估算樁卵數(shù)輸n胸毀充像估計重為慧13500裁,趟,佛骨故取甜式絹中謹所—粗樁的根數(shù)；爺思—簡作用在承臺底蜂面上的豎向荷晶載圈;娛占虜—志考慮偏心荷載災時各樁受力不援均而適當增加苦樁數(shù)的經(jīng)驗系暢數(shù)，可取翅。禮三、擬定承臺異的尺寸及樁的伍排列方式算石澇根據(jù)墩底面尺砍寸及樁尺寸，蛇擬定承臺尺寸比為賣。覆宣值群樁布置擬底用蠟6譽根灌注樁，其礎排列見修圖叛2-孟2撕所示，為對稱崗豎直雙排樁。寶第二暢節(jié)躲覽樁基礎的計算脅洗一、鎮(zhèn)樁基礎計算較簡船圖秘瓶樁基礎縱向斷駱面及橫向斷面刪如語圖寫2-筑2險所示黎二、計算承臺鏈底面形心吐點的位移困、與、1、承臺重量湖2自、計算作用在卻承臺底面中心芽的荷載踏局兔恒載加兩孔滿決載（低水位）濕時存咸疾3鋒、樁的計算寬舟度難南瑞災您遵思4膜樁的變形系數(shù)秧備題視棗揀植株農(nóng)宰縣駕樁在局部沖刷江線以下深度廟，其計算長度刮為狗，因此按彈性畝樁計算。球仔挨5悟、樁頂剛度系級數(shù)突的計算高旋賽劈讓凈鏟拌赤除滑膽按樁中心距計鷹算面積，故取罪怕月榆師式綱中迎腫—甘豎向地基系數(shù)唯。對于巖石的哪豎向地基系數(shù)賞，認為不隨巖店層面的埋置深征度而糕變，可參考率表白2-泰2元采用。求表掀2-赤2蟻巖石的豎向地端基系數(shù)尾值繁1珍注：獻為巖石的單軸交向抗壓極限強薄度；當堵為中間值時，純采用內(nèi)插法。已知：取用4羨商掀烏曾查教材附取表工3貼—青1步7忠、黎3察—于1亡8槳、喬3捧—慎1爺9資得：活圖歉傾交案熊刑6結(jié)、計算承臺寺底面形心簡點的位移笛、答、行由教材式覺（謠3-4艘0悔）得式距樸難攀尿鵲瘡剩軟競繡臘弊括補三、計算作用侍每根樁頂上的窯作用力樸磁棗按教材信（連3-4求1天）計算，得誠窩命錫豎向力擴仿厘旁齒框楊醫(yī)千腐水平力廉意商鎖房艦宅駁撫思形彎矩妖艇諒泛校核：葛弄鼻該三蛋振楚城繼秧思抄衣予而淘蛾單樁承受的最報大豎向荷載揮斑貫儲故設計滿足要放求洪繪制承受最大肌荷載單樁樁身券彎矩圖、剪力顆圖、樁側(cè)土的木橫向抗力圖麗計算局部沖刷乒線處樁身彎矩禽，水平剪力掉及軸向補力蒼N，遷繪制彎矩分布遭圖換算深度攔因此可用教材跨公式購（著3夕-1筋5醫(yī)）中的相應公嗚式露鷹梨，可取銜驅(qū)吳引無量綱系數(shù)典及催有教材附盞表拒3-吃3赴，刃3-旦7減查得，苦值計算如括圖香2-鑰3隸，其彎矩分鈴布如年圖指2-3駐-霞所示表2-3，值薄y平0減0括4紐0服1.0000禍0鋤0檔62.93邁62.93仆0.51著0.2占4禍0.1969痰6饒0.9980孤6蝶32.33傳62.81拐95.14架1.52乎0.6脹4頑0.5293探8嘉0.9586吹1枕86.90腎60.33鼓147.23閱2.54技1.0覽4很0.7320怎5恐0.8508鐘9健120.16偏53.55昂173.71濃3.81謊1.5圍4漢0.7546膊6培0.6408揭1冶123.87紅40.33泡164.20乎5.08主2.0懼4駛0.6141眾3職0.4065蛾8父100.81遣29.31幻130.12屬6.60欠2.6故4便0.3545貓8拋0.1754道6根58.20服11.04坐69.24編7.61醬3.0兩4棵0.1930蛙5緩0.0759幅5柱31.69框4.78跌36.47珠8.89脆3.5匠4績0.0508撕1磚0.0135竊4尾8.34巴0.85愛9.19蛙10.15澆4.0漁4蝕0.0000悔5尾0.0000鋼9獎0.01終0.63迎0.64滿繪制樁側(cè)土的重橫向抗力圖映無量綱系數(shù)混及誼由教材附閘表平3-師1棵，外3-汗5卷查得，膜值計算如驢表托2-遙4世，其目分布如股圖郵2-4表2-4值屋y冬0新0驕2.4406熔6礙1.6210戲0櫻0.00腫0.00臟0.00尤0.51勞0.2旦2.1177砌9貢1.2908保8蔑6.68狹1.56燕8.24霉1.52乖0.6需1.5068繩0.7498總1戰(zhàn)14.25拔2.72因16.97耽2.54弟1.0鬼0.9704識1五0.3611直9雞15.30吵2.18殃17.48鹿3.81防1.5綁0.4661念4狠0.0628繼8慕11.02駕0.57黨11.59趕5.08扔2.0任0.1469襪6捆-0.075君72悲4.63祝-0.92雖3.71嫁6.60膠2.6在-0.039捏86吳-0.111戰(zhàn)36火-1.63沃-1.75袖-3.38仙7.61樸3.0紅-0.087桶41焰-0.094喬71屯-4.13嘩-1.72符-5.85揚8.89澤3.5蒜-0.104飯95冬-0.056萬98仿-5.79源-1.21聽-7咬10.15衫4.0盒-0.107繁88廈-0.014嶄87誤-6.80券-0.36倘-7.16疫繪制剪力分布裝圖刷無量綱系數(shù)沿及中由教材附詠表亂3-櫻4崇，驗3-蛋8精查得，味值計算如持表純2-年5破，其起分布如遇圖乓2-5表2-5值數(shù)y恩0館0很1.0000師0狗0隙67.30魯0遲67.30灘0.51釣0.2滑0.9555摔1集-0.027機95勤64.31袖-0.72而63.59約1.52欠0.6哄0.6748艙6趕-0.181劈91警45.42捎-4.69輸40.73繼2.54知1.0墻0.2890衫1謎-0.350悟59找19.45達-9.05罪10.4霞3.81擦1.5愁-0.139縫52妄-0.46