第一章剛性擴大基礎設計第一節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奴沖刷總深驅度彩(剛m)談0荷5厘10慮20象安全值諷m甘一般橋梁菜2.0忙2.5博3.0型4.0腿特大橋屬每于技術復疏雜、修復演困難或重封要者頌設計頻率垃流量第3.0浙3.5宗4.0張5.0戒檢算頻率壽流量釘1.5叮1.8尾2.0壽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。剛性擴大基礎尺寸的擬定基礎頂面一般應低于設計地面10m以上，以免基礎外露，遭受外界影響而破壞。剛性擴大基礎的剖面形式一般做成矩形或臺階形，如圖1-2所示。自墩臺、臺身邊緣至基頂邊緣的距離稱襟邊，其作用一方面是擴大基底面積增加基礎承載力，同時也便于調整基礎施工時在平面尺寸上可能發生的誤差，也為了支墩、臺身模板的需要。橋梁墩臺基礎襟邊最小值為20~30cm。自墩臺身邊緣處的垂線與基底邊緣的聯線間的最大夾角，稱為剛性角。在設計時，應使每個臺階寬度與厚度保持在一定比例內，使其夾角，這是可認為屬于剛性基礎，不必對基礎進行彎曲拉應力和剪應力的強度檢算，在基礎中也可不設置受力鋼筋。圖2－1基礎類型圖2－1基礎類型我國《鐵橋基規》規定：雙向受力矩形墩臺的各種形狀基礎以及單向和雙向受力的圓端形橋墩采用的明挖基礎，其最上一層石砌，混凝土，其下各石砌混凝土。基礎每層臺階高度通常為0.5m~1.0m,在一般情況下各層臺階宜采取相同厚度。考慮上述因素，將5好墩基礎做成三層臺階，襟邊均定為30cm,臺階厚度均定為1m。如圖1-3墩身長為18.73m,墩底截面尺寸如圖1-4示芝第二豎節數屋荷載的計沙算開孤昂墩身及基岔礎采用昏片石混凝凝土。竿一、橋墩冷及基礎尺貓寸如手圖遮1-梳5難所示。脈二、設計明低水位至味墩底段墩每身重量逝嘴墩底截面今面積獅尖頭設計低水宇位處墩身暖截面面積擱設計低水痕位處至墩惹底段墩身覆體積回設糠重量述三、基礎禮自重體積陣句萌重量秧四、覆蓋歉在基頂上屑的土重絨辭際覆蓋在第劣一層臺階乞頂面上土草壤面積為小客驕土重嗽覆蓋在第待二層臺階散頂面上土罩壤面積為土重弟覆蓋在第雅三層臺階針頂面上土意壤面積為土重因此五、浮力園設計低水駐位處至墩絮底段墩身芒浮力危第三蓮節謙翠剛性擴大蠟基礎的檢嫩算圾橋梁位于鳴直線平坡記地區，只溉考慮縱向任荷載組合體，故只對頑縱橋方向乒進行檢算父基礎本身感強度檢算芳基礎縱向著、橫向的找剛性角解都滿足臉的要求，極故縱、橫細向皆能滿櫻足基礎圬何工強度要喝求。濾地基容許兄承載力計擾算慢持力層為偶中密粗砂梁，基本承贊載力炊，修正系腫數陳，柳，好因持力層叼為透水層胖，故應采乖用浮容重追，魯，故地基節容許承載稍力為哪當荷載為漁主力加附股加力時，搜可提絡高享20%按式祥中厲稻齒—竹地基土的豬基本承載車力。可由抄教材及表士1-煎4碗查得。刪旨凝秀b歷—艷基礎驗算題剖面最小賣邊寬，當屬時，取朝計，當透時，鞭按賄10么m們計算。陸h省—憶基礎底面證的埋置深明度皇（魄m羽）招,丟對于受水梯流沖刷的城基礎，由袍一般沖刷評線算起。鉆—傳基底下持載力層的天硬然容重僚,脆如持力層尿在水面以納下且為透茂水性土時降，應取用醉浮容重。長—偵基底以上欲土的容重拍（如為多戀層土時用寧換算容重央），如持躲力層在在吉水面以下怨且為不透佩水性土時疫，不論基授底以上的蓄透水性如枯何，應一塘律采用飽束和容重，謊如持力層醒為透水性苗土時，應境一律采用此采用浮容滔重。沉—州按持力層財土類確定付在基礎寬悶度和深度句方面的修逃正系數，歐其值按持語力層土類理從教材撐表副1-夾5士中選用。之基底壓應陰力及偏心丑檢算，基哭礎滑動及逆傾覆穩定致檢算。精1堆、裙5蓋號橋墩作齊用于設計喇低水位處暴的設計荷辟載如妥表擋1-2.訪表嘉1-2市迷設計低水錘位處設計渡荷載巧兩孔滿載唱（低水位俘）致一空重載叨（低水位染）培一孔輕載爭（高水位終）背一孔輕載叔（低水位訂）葡8858大.2崗406.貍7冰2720魯.1孝7956臥.4更406.欣7閣3160魯.1漲6130億.4牧402.梯7告3039偵.8料7334碼.6楚406.觸7虹3055許.7桌忠迷注：豎向住力屯和水平力恐的的單位鋼為眠Kn,端力但矩沙M豆的單位為哥,旺和司的符號相紋同表示兩怒者對基礎銹的轉向效飯應相同。挪2任、臘5侵號橋墩作鋪用于基礎俘底面形心回處的設計清荷載如杜表癢1-3.崗表炒1-2欣只設計低水腳位處設計弄荷載虎兩孔滿載濱（低水位常）號一空重載性（低水位賣）畝一孔輕載岔（高水位馳）脊一孔輕載益（低水位吵）霉1492誼0.2業406.貪7叮9056粒.5近1401童8.4突406.愁7參9496類.5未1219源2.4細402.喂7匙9313崇.9師1339換6.6先406.根7嗽9392退.1莊律全注：豎向味力捉和水平力塞的的單位它為昆Kn,邁力里矩渾M冤的單位為剝,堵和禾的符號相塞同表示兩舅者對基礎追的轉向效最應相同。兄3坊、基底壓瑞應力及偏洞心檢算，且基礎滑動廚及傾覆穩妹定檢剃算鉆,食詳見訂表燙1-洞4稼。南表離1-4頸兩縱橋向檢抱算魯檢算項目社兩空滿載鋪（低水位嚷）圍一空重載嬌（低水位尤）隊一孔輕載勺（高水位績）輸一孔輕載詢（低水位副）稍抗傾覆力殿矩返=算3702少2.2任傾覆穩定逐系數貨3.97括容許最小蜻穩定系數輪1.50握基底摩擦序力損滑動穩定怠系數很12.1弱1沫容許最小獎滑動穩定風系數研1.30崗基底面積系59.9添6兩59.9濁6訴59.9取6誕基底截面搭模量知52.4寒8絡52.4命8景52.4墊8服248.驕8+17宵2.6=訓421.替4弓233.柄8+18姨1.0=滾414.神8須223.生4+17展9.0=嚼402.我4個76.2充52.8尸44.4門地基容許泊承載力洽豎向合力仰偏心泉0.61黃0.68榆0.70伴1氧容許偏心喚1.01俊2源1.01澡2遼1.01拒2繪檢算結果方表明都符胞合要求秧四、基礎石沉降檢算按因持力層成下無軟弱偶下臥層，政故不必進好行軟弱下蓮臥層檢算絨，橋下地肆質條件簡照單，故只秀要基底壓敏應力小于同，可不必讀進行沉降秀檢算。訴樁基礎的徑設計鋸樁和承臺財尺寸的擬怠定葵一、樁類腸，樁徑，遭樁底標高飾及承臺頂大面標高的翅擬定外罷旁井樁基礎采免用高承臺醒式嵌巖樁芹。承臺頂截面設置于傘河床面處筑，此處高要程窗15.5跌1斤m柿。據此可閘確定墩底擴截面尺寸爆如銅圖笨2-等1誰所示。盤勢父樁擬用鉆姥空灌注樁藥，鉆孔灌俘注樁的設載計樁徑一沖般愛為塑0.扣8巨、帖1.薯0田、漸1.2游5恒和煩1.5m令,作因此擬用片樁徑卡為株1.5m隔,達以沖抓錐書施工。樁逗底擬定在精風化砂巖跳面以淡下樓2m缺,咬高程絹為蛛-3.5橫m伍。承臺及伸樁采用驢混凝土。甩二、估算辣樁紹數默n據共仙1緩、設計低真水位處至路墩底段墩橋身重量拆假請下低水位處奇墩身截面哨面積為慧。耽吉啦敏墩底截面馳面積為嬸串緩添體積災域駱刃重量吼挺梨2家、設計低判水位處至拔墩底段墩寇身所受浮恰力駐譽狂作用在承托臺頂面中俘心的豎向碗荷載為癢滋素荷載加兩曾孔滿載（藝低水位）橡時攜攜3子、計算嵌賄巖樁軸向慨受壓容許杠承載力灶諷嗎《鐵橋基濕規》規定注，支承于沃巖石層上耕于嵌入巖糾石層內的杯鉆孔灌注圍樁的容許許承載力庫，鞋礦，允株，折杰，本彩式荒中魄扭—煤單樁軸向納受壓容許娘承載力登；始—局嵌入巖石蟲層內的樁聾及管柱的勸鉆孔周長撞；歉—懼自新鮮巖模石面算其陽的嵌入深聞度鋪；傷—胡系數，根舅據巖石層殼破碎程度插和清底情粘況決定，婚按灶表節2-2-想1滑采用。次—口巖石試塊織單軸抗壓脅極限強度信；出—轉樁底面積錘。援表威2-給1民系數守值聯條件疊條件底良好的周0.6影0.05已一般的蔑0.4肯0.03宇較差的街0.5亮0.04狼4避、估算樁分數甚n這估計哥為舌1350叮0限,津,故取咳式夾中扎罷—藏樁的根數慚；防—濫作用在承香臺底面上愉的豎向荷勞載乓;猴—給考慮偏心黑荷載時各緩樁受力不唐均而適當般增加樁數錄的經驗系零數，可取敢。渡三、擬定譯承臺的尺券寸及樁的刪排列方式境口版根據墩底樹面尺寸及教樁尺寸，軌擬定承臺屠尺寸為圈。邊完吩群樁布置睛擬遵用銜6鑼根灌注樁屯，其排列頌見違圖蒜2-逝2王所示，為堆對稱豎直必雙排樁。非第二杜節惠誓樁基礎的運計算株一、樁基畏礎計算簡藥圖廳扛樁基礎縱往向斷面及扁橫向斷面習如腳圖降2-宇2忍所示風二、計算鄭承臺底面汗形心烤點的位移汪、痰、壯1效、承臺重椅量陜2駐、計算作費用在承臺凳底面中心炮的荷載陷援貌恒載加兩競孔滿載（肅低水位）格時簡3浸、樁的計此算寬度谷珍4弄樁的變形浩系數競德衡樁在局部嫂沖刷線以廁下深度板，其計算么長度為溜，因此按椅彈性樁計調算。負破才5楚、樁頂剛銳度系數貌的計算豈鍛按樁中心狡距計算面倆積，故取鉗式亮中迎塘—發豎向地基棋系數。對德于巖石的雕豎向地基顫系數刻，認為不辰隨巖層面雕的埋置深瞇度而裁變，可參仙考央表丈2-喚2錯采用。扛表甜2-敬2倍巖石的豎揮向地基系桃數弄值燃1汪注：冶為巖石的貞單軸向抗周壓極限強哈度；當退為中間值剝時，采用璃內插法。堡已知：董取擊用朋4激終班查教材附袋表塞3凝—漠1庸7像、葉3謝—蔬1兼8艷、粗3雹—疼1耕9嗽得：久謊6駕、計算承少臺底面形想心慰點的位移季、卻、勿由教材式享（繼3-4梳0搏）得斤三、計算較作用每根相樁頂上的帥作用力普系綢按教材西（認3-4啄1笨）計算，匪得桐篩植豎向力耗辰泳水平力田瞞偷彎矩校核：罷輔飄單樁承受挖的最大豎險向荷載晴姨霜故設計滿挎足要求蒙繪制承受貪最大荷載赴單樁樁身漲彎矩圖、愉剪力圖、掏樁側土的血橫向抗力針圖瓦計算局部營沖刷線處錢樁身彎矩叢，水平剪穩力欲及軸向緣力歲N，筆繪制彎矩吼分布圖換算深度摩因此可用挎教材公式墨（厭3-1笑5鴨）中的相創應公式，可取體寒柳無量綱系乒數嚴及霧有教材附怕表的3-五3師，乒3-凳7吐查得，出值計算如脈圖槍2-鬼3偏，其彎矩飯分篇布如雨圖部2-3久-叛所示霉表筋2-猾3賢，誰值英y艙0驗0蔽4尊0制1.00州000朱0漿62.9駛3賄62.9克3劈0.51診0.2美4盲0.19歉696冒0.99槽806幣32.3圣3意62.8簽1必95.1次4倡1.52卻0.6魔4宰0.52適938移0.95嘴861蛇86.9戴0還60.3饅3逗147.裹23裁2.54喇1.0濁4捧0.73孔205繡0.85此089視120.暫16牲53.5悔5橡173.凝71辰3.81奮1.5券4拼0.75滴466保0.64豬081撫123.銷87牧40.3靠3堤164.宵20宵5.08餅2.0健4圖0.61低413丈0.40沙658亦100.鵝81檔29.3繡1紀130.壁12謀6.60鬼2.6拔4頑0.35媽458怨0.17盆546章58.2崖0桂11.0和4炭69.2揭4胖7.61終3.0森4滋0.19駱305凈0.07血595雖31.6撇9仰4.78傳36.4合7窮8.89約3.5蹄4隊0.05師081焦0.01被354影8.34旱0.85贈9.19鑰10.1壤5億4.0飾4吃0.00蓄005賺0.00丑009嚇0.01升0.63適0.64馳繪制樁側考土的橫向亦抗力圖殲無量綱系都數尤及柏由教材附驅表傻3-框1冊，屠3-刷5下查得，逝值計算如池表跡2-粒4細，其西分布如睡圖園2-4技表代2-4悠值錫y葬0捎0笑2.44太066衫1.62窩100桃0.00啟0.00卵0.00喪0.51帆0.2卵2.11介779恢1.29忌088捕6.68桑1.56堂8.24斑1.52策0.6測1.50助68評0.74珍981拴14.2院5陳2.72摸16.9吹7怒2.54女1.0朗0.97機041姑0.36潑119邊15.3炒0括2.18刻17.4然8佳3.81撐1.5漲0.46輔614僻0.06杰288柔11.0式2缺0.57郵11.5卸9擋5.08島2.0癥0.14驗696頁-0.0里7572減4.63郊-0.9幻2邊3.71林6.60政2.6頂-0.0袋3986所-0.1豐1136歇-1.6楚3胡-1.7夸5跪-3.3李8敗7.61擋3.0港-0.0識8741踢-0.0落9471垃-4.1栗3資-1.7淘2純-5.8嶺5哲8.89鼓3.5攪-0.1霜0495谷-0.0并5698所-5.7斧9弟-1.2姐1水-7懶10.1須5枝4.0桐-0.1攏0788推-0.0禿1487中-6.8顯0班-0.3門6束-7.1璃6撲繪制剪力毯分布圖把無量綱系證數芽及鵲由教材附灶表唯3-五4可，濾3-群8股查得，優值計算如誦表辟2-巷5氧，其陪分布如念圖傘2-5清表虛2-5癢值刺y波0果0啞1.00聯000厲0菠67.3物0舊0深67.3瀉0行0.51享0.2蘿0.95丘551厲-0.0碗2795某64.3填1泄-0.7旦2緩63.5輩9挑1.52疼0.6甘0.67萬486會-0.1書8191補45.4其2縮-4.6億9駛40.7懼3援2.54境1.0障0.28圓901榨-0.3味5059妹19.4礦5速-9.0捆5剛