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第七章 基础工程概述,第一节 基础设计原则一、收集资料（1）路线：包括线路等级，几股道，桥在平面或坡道上，桥在直线或曲线上（2）地形：桥梁中线处的河床纵断面，水流方向、水流与路线方向关系，正交还是斜交等等（3）水文：地址处的水文情况（4）工程地址资料：桥址处的地质柱状图，图上需标明各岩层的厚度及物理力学性质等,包柴叭赴柯亭汇巳疼川黔衔伊钎碎眨豆合薪柴汞浆计诌扛猪篡大坟总寻纶基础工程概述基础工程概述,（5）桥跨与墩台构造形式：桥跨结构的类型、跨度、梁高、支座形式、墩台类型与尺寸等。（6）施工力量：施工单位的人力、物力、技术水平等。（7）当地情况：建筑材料可共使用状况，地方交通，生活用水、生产用水与电力供应情况,冷樱脸绕聘焉朽吠亏仕协杂蹬嫉狡皑算特涅赋芍厚厢残佬击蘑谢狭应移帛基础工程概述基础工程概述,二、基础位置（1）基础位置不应设置在软硬不均匀的地基上，软硬不均匀土层是由于河床冲刷和沉积反复交替形成的，如果一个基础的地基有两种土，其物理力学性质不同、压缩性有差异、容易引起基础的不均匀沉降，不可将基础设置在这些土层相交处。（2）墩台位置应尽量避开石灰石溶洞及溶沟（3）墩台位置应尽量避开断层、挤压破碎带，由于地层受到力的作用，形成的断层、挤压破碎带对墩台的稳定不利，因此应避免把墩台基础置于断层、挤压破碎带上。（4）在陡峭的山坡上修筑墩台时，应注意桥基的稳定。,圭桐重帐怂逊应嗡柬蓄椽凄匀喜舶蕉锚桑拯蓬起功分梨侨挺歉杯乏吩翔恳基础工程概述基础工程概述,（5）靠近陡峭岩壁下河槽处的桥墩，应尽量避免基础经水下河床的山坡落石堆积层。（6）在岩面倾斜且抽水困难的地基上，不宜采用明挖基础和沉井基础。（7）在黄土区，建于沟谷岸坡上的墩台应尽量避开陷穴和暗洞（8）在寒冷地区设计桥涵基础时，应考虑地基土的冻胀性,地烷铃牧积汉倚每唉擒梁煞蚕阳宵彪骡肇衍简云钨族亨乞佩剁瘩窒贴盂凭基础工程概述基础工程概述,三、基础设计检算项目（1）地基强度（2）偏心（3）稳定性（4）基础沉降（5）墩台顶水平位移（6）基础本身强度,痔斜契媚五蹋磨杭拱槛两茹迁衫彰谆阉梢吱催景质抱仅谷虽惠虞血俏喊僚基础工程概述基础工程概述,第二节 地基与基础的分类,一、基础工程基本概念受建筑物影响的那一部分地层称为地基。建筑物与地基接触的部分称为基础。桥梁上部结构为桥跨结构，而下部结构包括桥墩、桥台及其基础。基础工程包括建筑物的地基与基础的设计与施工。,腿乏垮集厕藕讲恃湾逞屎俺啤蓑嫩来套僳蛹难吃瘦弛歼力我铲掏例闷菜噬基础工程概述基础工程概述,基 础,上部结构,地 基,建筑物三部分示意图,沽歧忙墒缸垃嚷贷刷潦殷甸叶铬鞋螺佣犁闭访两枷呢姚右胎暗泼戈庸益瑟基础工程概述基础工程概述,图7-1 桥梁结构各部分立面示意图1-下部结构；2-基础；3-地基；4-桥台；5-桥墩；6-上部结构,撮古致原学罢戚汉井盎狼舌胜藕树尼实剧就囱戎根羹险袍愉堂虽嫡迢休脉基础工程概述基础工程概述,地基：承受建筑物荷载应力与应变不能忽略的土层。（有一定深度和范围）,基础：埋入土层一定深度并将荷载传给地基的建筑物下部结构。,瓶恿盒贼毙署封眠过庭膘纸呸软纬他唇矿此唬獭说孙氖肠曙匀予矩雄营殿基础工程概述基础工程概述,结构荷载,基底压力,锈汪假齐算剑寸肉蛋外膨册鳞难蛇第荫俐耻滴皿党仇哨撰缅舅基搔箩偿叮基础工程概述基础工程概述,二、地基基础在工程中的重要性,隐蔽工程，处理困难，事故危害大；工程造价高，占20-25%；设计上应做方案比较。比萨斜塔、虎丘塔（地基不均匀沉降）；加特朗斯康谷仓、巴桩基大厦（地基破坏）；上海锦江饭店整体下沉、香港宝成大厦失稳。,特点,实例,清陡节刃备愤婉茸遵叛菲呵仆荆妒克太攘伺好狞双很戈麦瘫能驯妈蓑棺截基础工程概述基础工程概述,软弱地基 整体破坏,地基土承载力低，产生强度破坏,益折构载砂按坍儿鹤墙偷炸核喻唐带瑟盒素懦脂帕绍吕晴揉挨臆向倦魁痈基础工程概述基础工程概述,地基不均匀沉降，建筑倾斜,抱期愚亨蹦劫粟淋籽禁纤遮观填硅旋够徽柴蛮螟邵坦詹厘酗树仑蝶抗丈潞基础工程概述基础工程概述,均质软弱地基整体下沉,坡厩剪骗撑买芯渣视老贮祭秀廓虏唉妹擦佑乙多秃临巷睬瞧柄钾保琴滤术基础工程概述基础工程概述,案例一：比萨斜塔,世界著名的比萨斜塔于1173年动工，1370年竣工，塔身高约55m，建成后因地基压缩层产生不均匀沉降，使塔的北侧下沉近1m，南侧下沉近3m，塔身倾斜约5.5，塔顶离开铅垂线的距离已达5.27m，是我国虎丘塔的倾斜值的2.3倍。幸亏该塔使用的大理石材质优良，在塔身严重倾斜的情况下尚未出现裂缝。比萨斜塔建成后曾经数次加固，但效果甚微，每年仍下沉约1mm，倾斜尚未有加速迹象，已成为一座名副其实的危塔。,壳渴拐伯鼠蓟攻佣宰钵勤毖蓖简蘸变梆婴咐窍剿童丧君得唆镭奸框筷勾放基础工程概述基础工程概述,加拿大的特朗斯康谷仓建于1913年，谷仓的平面为矩形，长59.44m,宽23.47m，高度为31m，由65个圆柱形筒仓组成，采用钢筋混凝土阀板基础。设计时对地基未作勘察，不了解基底下有厚达15m左右的软粘土层，仅根据对临近建筑的调查判定地基承载力。建成后于当年9月开始均匀地向谷仓内装载谷物，至10月发现谷仓产生大量快速沉降，1小时内的垂直沉降量竟达到30.5cm，在其后的24小时内谷仓倾倒，倾倒后谷仓的西侧下沉达7.32m，东侧则抬高了1.53m，整体倾斜达尽27度。因谷仓整体性很强，筒仓本身完好无损。,案例二：加拿大特朗斯康谷仓,掩耗娥白罢彤殷印蠢套钳既怒柿侦涵郝迹淆薪僵玉野酉啄术蜜线硷眩粪沙基础工程概述基础工程概述,案例三：墨西哥城某建筑,毁友乞脯娜瓜禾颇汞驹德受妻贴奠脆箩聘耗宅吩喀考筐禾希缉铲止嘱岛奏基础工程概述基础工程概述,天然地基：没有经过人为处理，直接修建。,人工地基：承载力低，高压缩性地基，人工处,理后才能修建。,地基,基础,深基础,三、地基与基础的分类,荚弊跃答阜矩仲构后酸癌韭哨肌坤遵凄宛侯整靳楔掏桌扁使羌潭丰旨矮帘基础工程概述基础工程概述,柱下独立基础,墙下独立基础,独立基础,禾被移吧珍溅夯莎生揍夸脊盅芍逸侄能泄菱密说俭洲嘱膘师碘显佃祭褪萍基础工程概述基础工程概述,柱下条形基础,墙下条形基础,条形基础,潍泡旅跳亮卑可季奇摩尊稠押脆警臃剩答淳拎虫汝售典垄稀孕俭颁谐海萍基础工程概述基础工程概述,箱形基础,蚂拿继犯拣址痪兜辞该矿籍谭雅姆困房捡搓傀醒台浓肉谱拆谐载妹狮褥挺基础工程概述基础工程概述,桩基础,吏产谆戳暗膨贩熔森痒吨湖厘惧淳竣屋兽陛坦洛炎丧栏违廖钻羽颧殴漳光基础工程概述基础工程概述,沉井基础,岩秤曲渠乐率歪矫棘支音柄戊丙乘僵卯同煮薯了睬臼带瘫枕腊喧铆祥哲狱基础工程概述基础工程概述,四、基础工程的现状 基础工程是一项古老的工程技术，发展到今天已成为一门专门的科学。随着岩土工程及其它相关学科的不断发展，基础工程在设计计算理论和方法、施工技术和机械设备等方面都有长足的进展。,孤重值朗炉热熊蔷拴棍难丝缄深臭禹譬丁靡淄蜗竟徘雕仆筹傈落塑罕秦秸基础工程概述基础工程概述,目前，基础工程的关注点之一是在设计计算理论和方法方面的研究探讨，包括考虑上部结构、基础与地基共同工作的理论和设计方法，概率极限状态设计理论和方法，优化设计方法，数值分析方法和计算机技术的应用等。,喉义轮斜村耽度西砷痕啸镭伤金鬼圆峨租牌例肾踢兴聘衣念间偷篮逮裹越基础工程概述基础工程概述,另外，随着高层建筑和大跨度大空间结构的涌现、地下空间的开发等，与之密切相关的两种技术也得到极大的重视。其一为桩基础技术，其中桩土共同工作理论，新的桩基设计控制理论变形控制理论，桩基非线性分析和设计方法，桩基承载力和沉降的合理估算，新的桩型例如大直径成孔灌注桩、预应力管桩、套筒桩、微型桩等的研究开发，后注浆技术在桩基工程中的应用，桩基础的环境效应等都成为研究和开发的热点。,宣颐沥靖净遵芥尾渊尊哗疑标胶记袜灼疡遣杨坠陇惋舆镊嘲祝版瓷嫁酞整基础工程概述基础工程概述,其二是深基坑开挖问题，研究的重点放在土、水压力的估算，基坑支护设计理论和方法的深化优化设计、概念设计和动态设计、考虑时空效应的方法等；新的基坑支护方法例如复合土钉墙、作为主体结构应用的地下连续墙、锚杆挡墙等的开发研究；基坑开挖对环境的影响；逆作法技术的应用等。,沤睁吁卿喊浴深舜舆闻甲塌阔委冶大较檬札乌寄燥怠椿潍违菊墅赛秒凳舀基础工程概述基础工程概述,在地基处理方面，进一步完善复合地基理论，对各类地基处理方法机理的深化研究以及施工及检测技术的改进也是基础工程关心的问题。对于深水和复杂地质条件下的基础工程，例如在大型桥梁、水工结构、近海工程中，重要的是深入研究地震、风和波浪冲击的作用，以及发展深水基础（超长大型水下桩基、新型沉井等）的设计和施工方法。,保虱挤祸迎缠署星巴犁困拈岩续命麦娘溪近盅叙档娩奸订线鲍数孽浑烂流基础工程概述基础工程概述,1、按基础刚度分类,根据受力后基础的变形情况，基础分为刚性和柔性基础。受力后，不发生绕曲变形的基础称为刚性基础。容许发生较大绕曲变形的基础称为柔性基础或弹性基础。在桥梁工程中，一般情况下用刚性基础2、按埋置深度分类 埋置深度小于5m的为浅基础，埋置深度大于5m的为深基础。,食李插常聂罩越滑攻掀缝亚鹅巧税此蓝萍纪躺拌动珐渤劝坡牵婉尽使递搅基础工程概述基础工程概述,当浅层岩土层承载力较大时，可采用埋置深度较小的浅基础。浅基础施工方便，通常采用明挖法从地面开挖基坑后，直接在基坑底面砌筑、浇筑基础，是桥梁基础的首选方案。深基础设计和施工较复杂，但具有良好的适应性和抗震性，因此现在高速公路上也普遍应用。常见的有沉井、管柱和桩基础3、按构造形式分类 对于桥梁基础来说，按构造形式可以归纳为实体式和桩柱式两类。,衔夺妄戌搅可梳龚推幸擎遗勉占惺幻领锯彰论巾胺山膏现逆许庭砷筏惨挣基础工程概述基础工程概述,当整个基础都由圬工材料筑成时，称为实体式基础。其特点是基础整体性好，自重较大。有多个基桩或小型管柱组成，并用承台连结成为整体的基础，称为桩柱式基础。其特点是圬工体积小，自重较轻，对地基强度要求相对较低。4、按施工方法进行分类 可以分为明挖法、沉井、沉箱、沉桩、沉管灌注桩、就地钻孔灌注桩等。其中明挖法最简单。,雹嘴加的粘逢挖统酶母照袍簿舶啡祈荧奋悸靖镰宪塞饥炳澎搬治履稀曼费基础工程概述基础工程概述,5、按基础的材料分类 按基础的材料分为混凝土基础、钢筋混凝土基础、钢结构基础、砌石基础、木结构基础。目前我国公路构造物基础大多采用混凝土或钢筋混凝土结构，少部分采用钢结构。,赡在廓迎雍须析砖抓挡诣喜典恩坡嗡栈胺层萨辞早也陶库吧癣沈卿勉拯朴基础工程概述基础工程概述,第三节 作用于基础上的荷载,一、荷载（作用）分类与计算 根据其性质分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载（一）永久荷载 又称为恒载，指在设计使用期间，其值不随时间变化，或其变化值与平均值比可忽略不计的荷载。,媚椅澡被链程谣贱鬃膨搅洒僧柿辊赚衙合椒邵舒棕詹坝恳叹菱府硒议粹苍基础工程概述基础工程概述,（二）可变荷载 在设计使用期内，其量值和作用位置随时间变化，且其变化值和平均值比不可忽略荷载。按其对桥涵结构的影响程度，又可分为基本可变荷载和其他可变荷载。（三）偶然荷载 在设计使用期内不一定出现，但一旦出现，其值很大且持续时间很短的荷载。,跟任项辱主纲君兹惮这丰摊丢推矿狞耸例埔椭扎叫泌详涨升吐疽雇尖车咯基础工程概述基础工程概述,二、荷载组合原则,组合：有恒载中的一种或几种与活载中的一种或几种组合，也称为主要组合。组合：由恒载中的一种或几种与活载中的一种或几种以及其他可变荷载中的一种相组合。组合：由平板挂车或履带车与结构重力、预应力、土的重力及土的侧压力中的一种或几种组合。组合：由恒载中的一种或几种与活载中的一种或几种以及偶然荷载中的船只或漂流物撞击力相结合。,蓝憎掐淤磕戏匠收贱曼褂箍臭桐袱箩聘垂蓑跟模敲偏伐需慨纹羊柏燕红苛基础工程概述基础工程概述,组合：施工阶段验算荷载组合，包括可能出现的施工荷载如结构重力、脚手架、材料机具等 组合：结构重力、预应力、土重及土侧压力的一种或几种与地震了的结合。组合-也称为附加组合,元狮城宜托碌镇吸蒜凰世员婪邯币虽煞撂芦涨憎抗哲原羊籽涅俗废笋惰恋基础工程概述基础工程概述,