天然地基上的浅基础

2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系1主要内容第一节浅基础的类型、构造及适用条件第二节刚性扩大基础施工（自学）第三节板桩墙的计算（自学）第四节地基容许承载力的确定（已学）第五节刚性扩大基础的设计计算第六节算例2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系2浅基础通常指埋深小于5米的基础，在所有基础形式中应用最广。具有施工简单、设计计算明确、造价低等特点，一般情况下，在条件允许时优先选择浅基础形式。由于通常采用明挖法施工，也称明挖基础。2.1浅基础的类型及构造和适用条件2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系32.1浅基础的类型扩展基础刚性基础柔性基础联合基础条形基础箱形基础独立基础筏板基础十字交叉梁基础壳体基础按构造类型2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系4一、扩展基础适用于地基条件较好的中小桥梁基础；多层民用建筑和轻型厂房(1)刚性扩大基础2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系5在基底反力作用下，基础悬臂部分产生的拉剪应力不超过基础材料强度时，墩台边缘到基底边缘连线与垂直线的最大夹角，即为刚性角。满足刚性角要求及基础强度满足要求，相应基础即为刚性基础；悬臂长度超出刚性角时，需对基础进行配筋，相应基础即为柔性基础。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系62006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系7(2)扩展基础(柔性基础）受力性能：抗弯和抗剪性能良好；通常截面相对较小，需配筋。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系8二、联合基础当为了满足地基土的强度要求，必须扩大基础平面尺寸，与相邻的单个基础在平面上相接甚至重叠时，则可将它们连在一起成为联合基础。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系9三、按构造类型1、独立基础2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系102、条形基础——长度远大于宽度的基础2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系113、十字交叉梁基础2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系124、筏板基础2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系135、箱形基础目前在高层建筑中多采用箱形基础2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系146、壳体基础适用于水塔、烟囱、料仓和中小型高炉等高耸的构筑物的基础。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系15刚性扩大基础设计计算内容及步骤：1.选择基础的埋置深度；2.选择基础的材料、类型和平面布置；3.地基承载力验算；4.基底合力偏心距验算；5.基础和地基稳定性验算；6.基础沉降验算；7.绘制基础施工图，提出施工说明。2.5刚性扩大基础的设计计算2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系162.5.1基础埋置深度的确定基础埋置深度是指设计地面到基础地面的深度。根据实际情况，选择良好的土层作为基础持力层，尽量浅埋，减小基础尺寸，减少土方开挖，使基础的造价最低。埋深对桥梁基础从地面或最大冲刷线起算；建筑基础从最小地坪埋深起算。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系17一、地基的地基条件应选好土层作为持力层。1、若表层土好、下层土软，基础应尽量浅埋。2、若表层土软、下层土好，如图。H软土好土、基岩H2米选下层土H=2~4米低层：选上层土，需加强上部结构；其它：选下层土H5米，采用深基、或采用人工地基2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系18二、河流的冲刷深度1、一般冲刷：整个河床下降；局部冲刷：墩台周围局部冲刷；二者相加即为最大冲刷深度。2、有冲刷河流基础必须埋置于最大冲刷线以下不小于1米。3、桥梁越重要、修复越困难则最小埋深越大，见P35表2-7及规范。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系19三、冻结深度－东北及西北地区高寒地区，产生冻胀现象。规范规定：一般而言要埋置于最深冻结线以下不小于0.25米，见规范。四、上部结构形式对中小静定桥梁埋深影响不大；但超静定桥梁结构，要埋置于较深的坚实地基上。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系20五、当地地形条件斜坡地带位保证基础及地基稳定，要控制基础边缘的埋深及到坡表的距离，见P36表2-8及规范要求。六、保证持力层稳定所需的最小埋深应至少位于地表以下1米。其它相邻建筑影响、施工条件、经济性、地下水等综合确定最佳埋深。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系212.5.2刚性扩大基础尺寸的拟定基础厚度：一般1-2米，分层厚度0.5-1米。平面尺寸：一般为矩形，襟边最小0.2-0.3米，基础长宽分别为：tan2tan2HdbHlal为墩台截面长度，d墩台截面宽度，H为基础高度，a=刚性角。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系222.5.3地基承载力验算00max1eANANeANWMAN(一）持力层强度验算)2(320maxebaN单向偏心单向偏心（重分布）2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系232.5.3地基承载力验算(一）持力层强度验算yyxxWMWMANmax双向偏心式中，M、N分别为最不利工况下的偏心矩和竖向力合力，且为同一荷载组合求得。验算原则为基底面最大压应力小于该处地基容许承载力。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系242.5.3地基承载力验算)()(21hzhzh(二）软弱下卧层强度验算验算原则为软弱下卧层顶面处自重应力和附加应力只和小于该处地基容许承载力。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系252.5.4基底合力偏心矩验算基础设计的一个原则在于使基底压力均匀，减少不均匀沉降及倾斜。对于非岩石地基，以不出现拉应力为原则：当墩台仅受恒载作用时，基底合力偏心矩不大于基底核心半径0.1倍（墩）和0.75倍（台）；当受附加组合作用时，仅需e0不超过核心半径。NMe0AW当外力合力作用点不在任何一个对称轴上时，可以下式直接求解。)(1min0ANe注意：合力和最小应力应在同一种荷载组合下求得。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系262.5.5基础和地基稳定性验算地基基础稳定性验算包括基础抗滑、抗倾及地基整体稳定性验算。00eyK(一）基础倾覆稳定性验算倾覆稳定同合力偏心距直接相关，可以通过控制偏心距来保证基础不倾覆。式中y为基底截面重心至基底压力最大一边边缘的距离。主要组合1.5，附加组合1.1-1.3。抗倾覆稳定性系数2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系272.5.5基础和地基稳定性验算iicTPK(二）基础抗滑稳定性验算抗滑稳定性系数定义为基底面与土之间的磨阻力和水平推力之比。抗滑稳定性系数要大于等于1.2-1.3。基底摩擦系数见P42表2-9或规范。抗滑稳定性系数2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系282.5.5基础和地基稳定性验算(三）地基稳定性验算地基稳定性验算同土坡稳定验算，特别在基底有软弱下卧层时应引起重视。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系292.5.5基础和地基稳定性验算(四）验算不满足时的处理措施采取构造措施，以免重复计算。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系302.5.6基础沉降验算沉降验算包括沉降量、沉降差及倾斜等。通常地基承载力满足时隐含沉降满足，但以下情况必须验算沉降：1.地质复杂、不均、软弱地基及湿陷性黄土地基2.非岩石地基上的超静定结构桥梁3.相邻基础地基差别大、或两侧跨度差别大，必须考虑沉降差。4.跨线、通航必须保证净空时。0tanl式中参数分别为墩台顶水平位移；基底至墩台顶距离；基础底面转角；墩台挠曲变形；容许墩台顶部水平位移L5.0L为相邻墩台最小跨径，=25m;计算所得容许水平位移单位为cm。2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系312.6算例2006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系32本章重点浅基础的分类体系、适用条件及特点基础埋置深度的确定原则刚性角及刚性扩大基础的尺寸拟定原则刚性扩大基础验算的原理、原则及计算作业：P57，2-8；2-92006年11月重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系33THANKS！