任务9天然地基上的浅基础的设计.pptx

任务任务9 9 天然地基上的浅基础的设计天然地基上的浅基础的设计任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识天然地基浅基础的特点：a）埋深浅b）结构形式简单c）施工方法简单d）造价低e）建筑物最常用的基础类型任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知天然地基上浅基础的基础知识识任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识1.根据受力条件浅基础分类（1）刚性基础a）基础内不需配置受力钢筋的基础称为刚性基础；b）刚性基础常用的材料：主要有混凝土（强度等级大于C15）、粗料石核片石；c）刚性基础是桥梁、涵洞和房屋等建筑物常用的基础类型。常用的形式有：刚性扩大基础、单独柱下刚性基础、条形基础等；d）优点：稳定性好、施工简便、承受较大荷载；e）确定：自重大、并且当持力层为软弱土时，需要对地基进行处理或加固后才行。任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知天然地基上浅基础的基础知识识任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识1.根据受力条件浅基础分类（1）柔性基础a）基础内需配置受力钢筋的基础称为柔性基础；b）刚性基础常用的材料：钢筋混凝土浇筑；c）常用的形式有：柱下扩展基础、条形和十字形基础、筏板及箱形基础；d）优点：整体性能较好，抗弯刚度较大。任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知天然地基上浅基础的基础知识识任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识2.浅基础的类型（1）刚性扩大基础a）定义：将基础平面尺寸扩大以满足地基强度要求，这种刚性基础又称刚性扩大基础，其平面形状常为矩形；b）刚性扩大基础每边扩大的尺寸最小为0.20m，同时收到材料刚性角的限制。任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知天然地基上浅基础的基础知识识任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识2.浅基础的类型（2）单独和联合基础单独基础是立柱式桥墩和房屋建筑常用的基础形式之一。任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知天然地基上浅基础的基础知识识任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识2.浅基础的类型（3）条形基础a）分为墙下和柱下条形基础。挡土墙下或涵洞下常用的基础形式是墙下条形基础；b）房屋建筑常用的基础形式为十字形基础。任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知天然地基上浅基础的基础知识识任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识2.浅基础的类型（4）筏板和箱形基础a）筏板和箱形基础都是房屋建筑常用的基础形式；b）当立柱或承重墙传来的荷载较大，地基土质软弱又不均匀时，可采用筏板式钢筋混凝土基础（平板式、梁板式）；任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知天然地基上浅基础的基础知识识任务任务9-1 9-1 天然地基上浅基础的基础知识天然地基上浅基础的基础知识 一、理论知识2.浅基础的类型（4）筏板和箱形基础c）箱形基础它的刚度远大于筏板基础，基础顶板和底板间的空间常可利用作地下室。任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识刚性扩大基础的设计与计算的主要内容：a）基础埋深的确定；b）刚性扩大基础尺寸的拟订；c）地基承载力的确定；d）基底合力偏心距验算；e）基础稳定性和地基稳定性验算；f）基础沉降验算。任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识1.基础埋深的确定2.刚性扩大基础尺寸的拟订主要根据基础埋深确定基础平面尺寸平面尺寸和基础分层厚度分层厚度。a）基础厚度：由基础底面和顶面标高之差求得；b）基础平面尺寸：基础平面形状常用矩形。第一层基础的平面尺寸等于墩身底面尺寸加襟边宽度；以下各层的平面尺寸，等于上一层平面尺寸加台阶宽度。基础底面长宽尺寸与高度的关系：长度（横桥向）al2Htana宽度（顺桥向）bd2Htana任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识1.基础埋深的确定2.刚性扩大基础尺寸的拟订主要根据基础埋深确定基础平面尺寸平面尺寸和基础分层厚度分层厚度。c）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型。襟边宽度不得小于0.2m；桥梁墩台基础襟边最小值为2030cm，基础每层台阶高度ti通常为0.51.0m。一般情况下，各层台阶应采用相同厚度。任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计1.刚性扩大基础尺寸的拟订主要根据基础埋深确定基础平面尺寸平面尺寸和基础分层厚分层厚度度。d）基础悬出总长度应使悬出部分在基底反力作用下，在aa截面所产生的弯弯曲曲拉拉力力和剪剪应应力力不超过基础圬工的强度限制；ue e）规范中有关刚性角的规定：）规范中有关刚性角的规定：ui i）单单项项受受力力明明挖挖基基础础各各层层台台阶阶正正交交方方向向的的坡坡线线与与竖竖直直线线所所成成的夹角，对于混凝土基础不应大于的夹角，对于混凝土基础不应大于4545度；度；u iiii）双双向向受受力力矩矩形形墩墩、台台的的各各种种形形状状基基础础以以及及单单向向和和双双向向受受力力的的圆圆端端型型桥桥墩墩采采用用的的明明挖挖矩矩形形基基础础，其其最最上上一一层层基基础础台台阶阶两两正正交交方方向向的的坡坡线线与与竖竖直直线线所所成成的的夹夹角角，对对于于混混凝凝土土基基础础不不应应大于大于3535度；度；u iiiiii）需需要要同同时时调调整整最最上上一一层层台台阶阶两两正正交交方方向向的的襟襟边边宽宽度度时时，其其斜斜角角处处的的坡坡线线与与竖竖直直线线所所成成的的夹夹角角不不得得大大于于上上述述两两正正交交方方向向夹夹角角为为3535度度时时斜斜角角处处的的坡坡线线与与竖竖直直线线所所成成的的夹夹角角；其其下下各各层台阶正交方向的夹角不应大于层台阶正交方向的夹角不应大于4545度，否则应予切角。度，否则应予切角。任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识3.地基承载力验算持力层强度的验算软弱下卧层验算（1）持力层强度验算原则：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，即任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识3.地基承载力验算持力层强度的验算软弱下卧层验算（1）持力层强度验算在曲线上的桥梁，还会有离心力在横桥向产生的力矩M2。按下式计算基底应力：上述两公式中的 N值及M值，应按能产生最大竖向Nmax的最不利荷载组合与此相对应的M值，和能产生最大力矩Mmax时的最不利荷载组合与此时相对应的N值，分别进行基底应力计算，取其大者大者控制设计。任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识3.地基承载力验算持力层强度的验算软弱下卧层验算（2）软弱下卧层承载力验算验算时先计算软弱下卧层顶面处的总应力（自重应力附加应力），要求不得大于该处地基土的容许承载力，即任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识4.基底合力偏心距验算原则：一般以基底不出现拉应力为原则，只要控制其偏心距e不超过某一数值即可。单向偏心时，基底合力偏心距按下式计算：任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识5.基础稳定性验算包括：基础倾覆稳定性验算基础滑动稳定性验算（1）基础倾覆稳定性验算a）基础倾覆稳定性与合力的偏心距有关。可以用限制合力偏心距e0来保证基础的倾覆稳定性。b）抗倾覆稳定系数其中任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识5.基础稳定性验算包括：基础倾覆稳定性验算基础滑动稳定性验算（1）基础倾覆稳定性验算a）基础倾覆稳定性与合力的偏心距有关。可以用限制合力偏心距e0来保证基础的倾覆稳定性。b）抗倾覆稳定系数其中 一般对主要荷载组合K0=1.5 考虑施工荷载时K0=1.2任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识5.基础稳定性验算包括：基础倾覆稳定性验算基础滑动稳定性验算（2）基础滑动稳定性验算可用基底与土之间的摩擦阻力和水平推力的比值Kc来表示，Kc称为抗滑动稳定系数，即抗滑动系数Kc必须大于规范规定的设计容许值，墩台基础的滑动稳定系数Ko不得小于1.2，考虑施工荷载时不得小于1.2.任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识6.地基稳定性验算a）位于稳定土坡顶上的建筑，当基础边长b小于3m时，基础外缘至坡顶的水平距离s不得小于2.5m；基础外缘至坡面的水平距离l，对于条形基础，不得小于3.5b，对于矩形基础，不得小于2.5b。当边坡坡角alph大于45度、坡高D大于8m时，还应验算坡体（即地基）稳定性。b）验算方法：K（抗滑力矩滑动力矩）=1.2任务任务9-2 9-2 天然地基上浅基础的设计天然地基上浅基础的设计 一、理论知识7.基础沉降验算a）基础沉降验算包括：i）沉降量；ii）相邻基础沉降量；iii）基础由于地基不均匀沉降而发生的倾斜等；b）基础的沉降主要由竖向荷载作用下土层的压缩变形引起；c）对于下列情况必须验算基础的沉降，使其不大于规定的容许值：i）修建在地质情况复杂、地层分布不均或强度较小的软黏土地基及湿陷性黄土上的基础ii）修建在非岩石地基上的、连续梁桥等超静定结构的基础；iii）当相邻基础下地基土强度有显著不同或相邻跨度相差悬殊而必须考虑其沉降量时；iv）对于跨线桥、跨线渡槽要保证桥（或槽）下净空高度时。