剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析

設(shè)計(jì)與計(jì)算的主要內(nèi)容：

根底埋置深度確實(shí)定剛性擴(kuò)大根底尺寸的擬定地基承載力驗(yàn)算基底合力偏心距驗(yàn)算根底穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算根底沉降驗(yàn)算9.2剛性擴(kuò)大根底的設(shè)計(jì)與計(jì)算一、根底埋置深度確實(shí)定將根底設(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)生過大的沉降或沉降差。還要使根底有足夠的埋置深度，以保證根底的穩(wěn)定性，確保根底的安全。必需綜合考慮地基的地質(zhì)和地形條件、河流的沖刷程度、當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度、上部構(gòu)造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、造價(jià)等因素。剛性擴(kuò)大根底沉井根底樁根底根底埋深的不同方案地基的地質(zhì)條件巖石地基:掩蓋土層較薄時(shí)，一般應(yīng)去除掩蓋土和風(fēng)化層后，將根底直接修建在新穎巖面上；如巖石的風(fēng)化層很厚，難以全部去除時(shí)，根底放在風(fēng)化層中的埋置深度應(yīng)依據(jù)其風(fēng)化程度、沖刷深度及相應(yīng)的容許承載力來確定。如巖層外表傾斜時(shí)，不得將根底的一局部置于巖層上，而另一局部則置于土層上。在陡峭山坡上修建橋臺(tái)時(shí)，還應(yīng)留意巖體的穩(wěn)定性。非巖石地基:如受壓層范圍內(nèi)為均質(zhì)土，根底埋置深度除滿足沖刷、凍脹等要求外，可依據(jù)荷載大小，由地基土的承載力量和沉降特性來確定〔同時(shí)考慮根底需要的最小埋深〕。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較簡單如地層為多層土組成等或?qū)Υ笾行蜆蛄杭捌渌ㄖ锔壮至拥倪x定，應(yīng)通過較具體計(jì)算或方案比較后確定。河流的沖刷深度

沖刷的根本概念: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.河流的沖刷作用在有沖刷的河流中，為了防止橋梁墩、臺(tái)根底四周和基底下土層被水流掏空沖走以致倒塌，根底必需埋置在設(shè)計(jì)洪水的最大沖刷線以下不小于1m。特殊是在山區(qū)和丘陵地區(qū)的河流，更應(yīng)留意考慮季節(jié)性洪水的沖刷作用。

沖刷總深度(m)

最小埋置深度(m)橋梁類型0<3≥3≥8≥15≥20一般橋梁1.01.52.02.53.03.5技術(shù)復(fù)雜修復(fù)困難的特大橋及其它重要大橋1.52.02.53.03.54.0對(duì)于大、中橋根底的基底在設(shè)計(jì)洪水沖刷總深度以下的最小埋置深度，建議依據(jù)橋梁大小、技術(shù)的簡單性和重要性，參照下表承受。當(dāng)?shù)氐膬鼋Y(jié)深度為了保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，根底底面應(yīng)埋置在自然最大凍結(jié)線以下肯定深度?！豆珮蚧?guī)》規(guī)定，當(dāng)上部構(gòu)造為超靜定構(gòu)造時(shí)，基底應(yīng)埋置在最深凍結(jié)線以下不小于0.25m；對(duì)靜定構(gòu)造的根底，一般也按此要求，但在凍結(jié)較深地區(qū)，為了削減根底埋深，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。上部構(gòu)造型式對(duì)中、小跨度簡支梁橋來說，這項(xiàng)因素對(duì)確定根底的埋置深度影響不大。但對(duì)超靜定構(gòu)造即使根底發(fā)生較小的不均勻沉降也會(huì)使內(nèi)力產(chǎn)生肯定變化。當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件當(dāng)墩臺(tái)、擋土墻等構(gòu)造位于較陡的土坡上，在確定根底埋深時(shí)，還應(yīng)考慮土坡連同構(gòu)造物根底一起滑動(dòng)的穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗鶠閮A斜土坡時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際狀況，對(duì)地基容許承載力適當(dāng)折減。假設(shè)根底位于較陡的巖體上，可將根底做成臺(tái)階形，但要留意巖體的穩(wěn)定性。保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度地表土的性質(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.為了保證地基和根底的穩(wěn)定性，根底的埋置深度〔除巖石地基外〕應(yīng)在自然地面或無沖刷河底以下不小于1m。在確定根底埋置深度時(shí)，還應(yīng)考慮相鄰建筑物的影響?，F(xiàn)舉一簡例來說明如何較合理地確定根底埋置深度和選擇持力層。剛性擴(kuò)大根底沉井根底樁根底二、剛性擴(kuò)大根底尺寸的擬定根底厚度根底平面尺寸根底剖面尺寸剛性擴(kuò)大根底立面、平面圖根底厚度應(yīng)依據(jù)墩、臺(tái)身構(gòu)造形式，荷載大小，選用的根底材料等因素來確定。基底標(biāo)高應(yīng)按根底埋深的要求確定。水中根底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)根底，則不宜高出地面，以防碰損。這樣，根底厚度可按上述要求所確定的根底底面和頂面標(biāo)高求得。根底平面尺寸根底平面形式一般應(yīng)考慮墩、臺(tái)身底面的外形而確定，根底平面外形常用矩形。根底底面長寬尺寸與高度有如下的關(guān)系式：三、地基承載力驗(yàn)算持力層強(qiáng)度驗(yàn)算脆弱下臥層承載力驗(yàn)算持力層強(qiáng)度驗(yàn)算持力層是指直接與基底相接觸的土層，持力層承載力驗(yàn)算要求荷載在基底產(chǎn)生的地基應(yīng)力不超過持力層的地基容許承載力?；讘?yīng)力分布公式如下(由于淺根底埋置深度小，在計(jì)算中可不計(jì)根底四周土的摩阻力和彈性抗力的作用)。偏心豎直力作用在任意點(diǎn)基底應(yīng)力分布圖爭論:對(duì)于曲線橋，計(jì)算基底應(yīng)力時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算：脆弱下臥層承載力驗(yàn)算

當(dāng)受壓層范圍內(nèi)地基為多層土，且持力層以下有脆弱下臥層，這時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算脆弱下臥層的承載力，驗(yàn)算時(shí)先計(jì)算脆弱下臥層頂面〔在基底形心軸下〕的應(yīng)力〔包括自重應(yīng)力及附加力〕，不得大于該處地基土的容許承載力。即:四、基底合力偏心距驗(yàn)算目的: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，使根底產(chǎn)生較大的不均勻沉降，墩、臺(tái)發(fā)生傾斜，影響正常使用。設(shè)計(jì)原則:非巖石地基:以不消失拉應(yīng)力為原則，當(dāng)墩、臺(tái)僅受恒載作用時(shí)，基底合力偏心距e0應(yīng)分別不大于基底核心半徑的0.1倍〔橋墩〕和0.75倍〔橋臺(tái)〕；當(dāng)墩、臺(tái)受荷載標(biāo)準(zhǔn)值組合時(shí)，一般只要求基底偏心距e0不超過核心半徑即可。巖石地基:可以允許消失拉應(yīng)力，依據(jù)巖石的強(qiáng)度，合力偏心距e0最大可為基底核心半徑的1.2～1.5倍，以保證必要的安全儲(chǔ)藏。基底應(yīng)力分布圖五、根底穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性驗(yàn)算

根底傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算根底穩(wěn)定性驗(yàn)算根底滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算地基穩(wěn)定性驗(yàn)算根底傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算根底傾覆穩(wěn)定性與合力的偏心距有關(guān)。合力偏心距愈大，則根底抗傾覆的安全儲(chǔ)藏愈小，如以下圖所示，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，可以用限制合力偏心距e0來保證根底的傾覆穩(wěn)定性。K0為抗傾覆穩(wěn)定系數(shù),一般對(duì)主要荷載組合K0≥1.5，在各種附加荷載組合時(shí)，K0≥1.2～1.5。

根底傾覆穩(wěn)定性計(jì)算根底滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算根底在水平推力作用下沿根底底面滑動(dòng)的可能性即根底抗滑動(dòng)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Kc來表示，Kc稱為抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)。即Kc——為抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)，必需大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)計(jì)容許值，一般依據(jù)荷載性質(zhì)，Kc≥1.2～1.3。地基穩(wěn)定性驗(yàn)算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有脆弱夾層時(shí)，在臺(tái)后土推力作用下，根底也有可能沿脆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。根底抗傾覆措施六、根底沉降驗(yàn)算根底的沉降主要由豎向荷載作用下土層的壓縮變形引起。沉降量過大將影響構(gòu)造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、小型橋梁的根底，只要滿足了地基的強(qiáng)度要求，地基〔根底〕的沉降也就滿足要求。1．修建在地質(zhì)狀況簡單、地層分布不均或強(qiáng)度較小的軟粘土地基及濕陷性黃土上的根底；2．修建在非巖石地基上的拱橋、連續(xù)梁橋等超靜定構(gòu)造的根底；對(duì)于以下狀況，則必需驗(yàn)算根底的沉降3．當(dāng)相鄰根底下地基土強(qiáng)度有顯著不同或相鄰跨度相差懸殊而必需考慮其沉降差時(shí)；4．對(duì)于跨線橋、跨線渡槽要保證橋〔或槽〕下凈空高度時(shí)。地基土的沉降可依據(jù)土的壓縮特性指標(biāo)按《公橋基規(guī)》的單向應(yīng)力分層總和法〔用沉降計(jì)算閱歷系數(shù)ms修正〕計(jì)算。對(duì)于大路橋梁，根底上構(gòu)造重力和土重力作用對(duì)沉降是主要的，汽車等活載作用