2-5 刚性扩大基础的设计与计算.pptVIP

第二章 天然地基上的浅基础 第一节 概述 第二节 天然地基上浅基础的类型、构造 第三节 基础埋置深度的选择 第四节 浅基础的地基承载力的确定 第五节 刚性扩大基础的设计与计算 第六节 刚性扩大基础施工 第五节 刚性扩大基础的设计与计算 刚性扩大基础的设计与计算的主要内容： 一、基础埋置深度的确定； 二、刚性扩大基础尺寸的拟定； 三、地基承载力验算； 四、基底合力偏心距验算； 五、基础和地基稳定性验算； 六、基础沉降验算。 一、基础埋置深度的确定 在确定基础埋置深度时，必须考虑把基础设置在变形较小，而强度又比较大的持力层上，以保证地基强度满足要求，而且不致产生过大的沉降或沉降差。此外还要使基础有足够的埋置深度，以保证基础的稳定性，确保基础的安全。确定基础的埋置深度时，必须综合考虑以下各种因素的作用： 1.与建筑物有关的条件； 2、作用在地基上的荷载大小和性质； 3.工程地质条件和水文地质条件； 4、相邻建筑物的基础埋深； 5、地基土冻胀和融陷的影响； 6、场地环境条件。 施工技术条件（施工设备、排水条件、支撑要求等）及经济分析等对基础埋深也有一定影响，这些因素也应考虑。 上述影响基础埋深的因素不仅适用于天然地基上的浅基础，有些因素也适用于其它类型的基础（如沉井基础）。 二、刚性扩大基础尺寸的拟定 主要根据基础埋置深度确定基础平面尺寸和基础分层厚度。 所拟定的基础尺寸，应是在可能的最不利荷载组合的条件下，能保证基础本身有足够的结构强度，并能使地基与基础的承载力和稳定性均能满足规定要求，并且是经济合理的。 基础厚度：应根据墩、台身结构形式，荷载大小，选用的基础材料等因素来确定。 基底标高应按基础埋深的要求确定。 水中基础顶面一般不高于最低水位，在季节性流水的河流或旱地上的桥梁墩、台基础，则不宜高出地面，以防碰损。 这样，基础厚度可按上述要求所确定的基础底面和顶面标高求得。 在一般情况下，大、中桥墩、台混凝土基础厚度在1.0～2.0m左右。 基础平面尺寸：基础平面形式一般应考虑墩、台身底面的形状而确定，基础平面形状常用矩形。基础底面长宽尺寸与高度有如下的关系式。 l——墩、台身底截面长度(m)； d——墩、台身底截面宽度(m)； H——基础高度(m)； ?——墩、台身底截面边缘至基础边缘线与垂线间的夹角。 基础剖面尺寸：刚性扩大基础的剖面形式一般做成矩形或台阶形，如图2-18所示。自墩、台身底边缘至基顶边缘距离c1称襟边，其作用一方面是扩大基底面积增加基础承载力，同时也便于调整基础施工时在平面尺寸上可能发生的误差，也为了支立墩、台身模板的需要。其值应视基底面积的要求、基础厚度及施工方法而定。桥梁墩台基础襟边最小值为20cm～30cm。 基础较厚（超过1m以上）时，可将基础的剖面浇砌成台阶形，如图2-18所示。 基础悬出总长度（包括襟边与台阶宽度之和）：应使悬出部分在基底反力作用下，在a-a截面（图2-18b）所产生的弯曲拉力和剪应力不超过基础圬工的强度限值。所以满足上述要求时，就可得到自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角?max，称为刚性角。在设计时，应使每个台阶宽度ci与厚度ti保持在一定比例内，使其夹角?i≤?max，这时可认为属刚性基础，不必对基础进行弯曲拉应力和剪应力的强度验算，在基础中也可不设置受力钢筋。刚性角?max的数值是与基础所用的圬工材料强度有关。 基础每层台阶高度ti，通常为0.50m～1.00m，在一般情况下各层台阶宜采用相同厚度。 （4）根据已选定的 和 验算偏心距 和基底边缘最大压力； （5）如满足 或稍有富余，则 选定的 和 合适；如不满足要求或基底尺寸选择太大，则需重新调整 和 再进行验算。如此反复一、二次，便可定出合适的尺寸。 三、地基承载力验算 地基承载力验算包括：持力层强度验算，软弱下卧层验算和地基容许承载力的确定。 1、持力层强度验算 2、软弱下卧层验算 3、地基容许承载力的验算 1、持力层强度验算 持力层是指直接与基底相接触的土层。持力层承载力验算要求荷载在基底产生的地基应力不超过持力层的地基容许承载力。 计算式为： ——基底应力（KPa）； N——基底以上竖向荷载（KN）； A——基底面积（m2）； M——作用于墩、台上各外力对基底形心轴之力矩（KN· m） ,其中Ti为水平力，hi为水平作用点至基底的距离，Pi为竖向力，ei为竖向力Pi作用点至基底形心的偏心距，eo为合力偏心距； W——基底截面模量（m3），对矩形基础， ρ为基底核心半径； ——基底处持力层地基容许承载力（KPa）。 对公路桥梁