天然地基上刚性扩大基础设计计算步骤与算例
第六节 天然地基上刚性扩大基础设计计算步骤与算例
一、设计计算步骤
1．阅读与分析设汁所必须的场地地形图、地质勘测报告、地基土试验报告、上部结构总体布置图及设计计算说明书等； 2．选择基础类型；
3．确定基础的埋置深度；
4．拟定基础各部分尺寸(包括基础厚度、平面尺寸及台阶宽度)； 5．验算基础的刚性角；
6．荷载计算(应计算出各种荷载作用于基底形心处的力及力矩)； 7．荷载组合(应列表表示)； 8．合力偏心距验算；
9．地基强度验算(包括持力层强度验算和软弱下卧层强度验算)； 10．基础稳定性验算(包括抗倾覆稳定性和抗滑动稳定性)； 11．沉降验算。
二、刚性扩大基础设计算例
(一)设计资料
1．下部结构．标准跨径为20m 。计算跨径为19．5m 的钢筋混凝土简支梁中桥，位于直线桥面净宽为：7十2X 0.75m(双车道)，由5片梁组成。
2．下部结构：重力式圆端形实体桥墩，尺寸如例图2。28所示。
3．设计荷载：汽—20，挂—100，人群3kN ／m2(制动力77＝印LN)。
4．气象资料：本桥修建在平原区，基本风压为0．25kN ／m2。‘拟采用刚性扩大基础。 5．地质水文资料：见图2。28。其中河流不通航，无冰冻和严重漂流物。 (二)设计任务
设计桥的中墩基础。
(三)确定基础埋置深度
由上部结构和设计荷载资料知道，本桥对地基要求不高，但从地质条件看，表层土厚在最大冲刷线以下只有40cm ，而且是软塑状的亚粘土。查表2—5得容许承载力[σo]＝180kPa ，故表层土不可作为持力层，下层土为中密中砂，[σo]＝350kPa ，强度较高，可作为持力层。初拟定基础底面在最大冲刷线以下1*8m 处，标高为145．30—1．8＝143．50m 。 (四)拟定基础尺寸
由规范知“水中基础顶面不宜高于最低水位，并在一般情况下大、中桥墩、台基础厚度在1—2左右”。现初定基础厚度为1.5m ，基础顶面标高为143.5十1.5＝145．00m ，则墩身高为9.7m ，墩底截面长为8．65m ，宽为1.75m 。基础分两层，台阶宽30cm ，故台阶扩展角α＝arctan
75
30＝22o ，小于刚性角容许值[α]＝40o ，符合刚性角的要求。
则基础底面尺寸为：
a ＝8.65+4*0.3＝9．85m
b ＝1.75+4*0.3＝2．95m
(五)计算
计算出各种荷载组合下作用于基础底面形心处的N 、H 和M 值（计算过程从略）列于例表2-1中。
不同荷载组合下作用于基底形心处的力 例表2-1
注：括号内的数字为考虑设计水位后的荷载
(六)合力偏心距验算 1.恒载作用时，e o ＝0，ρ＝
6
1b=0.49 e o ＜0.1ρ，满足要求。
2.由合力偏心距，对照例表2—1中所列荷载组合情况，较易看出组合—Ⅱ单孔活载考虑浮力时为最不利荷载组合，因为M 最大N 最小。
e o ＝
N
M =
23
.425023.1052 =0.25<ρ，满足要求。
(七)地基强度验算
1．持力层强度验算：
持力层为中密中砂[σ0]：350kPa ，基底宽度b=2.95m ，超过2m ，需进行宽度修正，基础在一般冲刷线以下的埋置深度为h ＝146.3—143.5＝2.8m ，小于3m ，故深度不予修正。则
[σ] ＝ [σo ]十k 1r 1(b-2)＝350+2.0×9.8×(2.95—2)＝350+18.62 ＝368.62kPa
由例表2.1可见，组合Ⅱ不考虑浮力时，为最不利荷载组合。
ω=
6
1ab 2=14.29m 3 A=a*b=29.06m 3
单孔时：kPa W
M
A N
25
.27199.123max min 63.7362.19729
.1423.105206.2975.5742=±=±
=±
=σ
双孔时：kPa 94
.27244.133max min
75.6919.20329
.1476.99606
.2977.5904=±=±
=σ
][25.194.272max
σσ
<=,满足要求
2．软弱下卧层强度验算
下卧层为亚粘土，查表2—5得[σo ]=140kPa 小于持力层的[σ0]=350kPa ，故为软弱下卧层。 由l 1＞0.5，查表2—7得：K 1＝0，K 2＝1.5，则软弱下卧层的容许承载力为：
[σ]h+z ＝ [σo ]十k 1γ1(b 一2)+k 2γ2(h+z-3)
＝150+1.5×9.45(2.8+2.0-3)＝175.52 上式计算中，因持力层透水，γ2应采用浮容重，
γ2＝
45.90
.28.28
.2*2.90.2*8.9=++kN/m 3
下卧层顶面应力为：
σh+z ＝γ1(h+z)十αo (σ一γ2h)
其中γ1为(h+z)范围内的换算容重，且为浮容重，故γ1=9.45kN/m 3，γz 为h 范围内的容重，γz ＝9.2kN ／m 3
，因168.095
.20.2<==
b
z ,故σ应按基底应力图形采用距最大应力边b/3~b/4
处的应力值。因σ
max ＝272．kPa ，σmax =133.4kPa ，故σ＝233．22kPa ，因
34.395
.285.9==
b
a ，
68.0=b
z ，由《土质学与土力学》中附加应力系数表经两次内插得：αo ＝0.7025
故：kPa 10.191)8.22.922.233(7025.0)0.28.2(45.9z h =?-++=+σ
对荷载组合Ⅱ，kPa k z h 40.21952.17525.1][10.191z h =?=<=++σσ,软弱下卧层强度
满足要求。
(八)基础稳定性验算
1.抗倾覆稳定性验算
K 0=
e y ，其中475.12
95.22
==
=
b y ，e 0=0.25，则3.19.525
.0475.1＞==
Ko ，符合要求。
2.抗倾覆稳定性验算
K c =
H
f N ?，持力层为中砂，查表2-8得f=0.4，从例表2-1中可看出组合Ⅱ单孔活载考
虑浮力时为最不利组合，因为N 最小，H 最大。故
K c ＝
3.131.2072
.834
.023.4250＞=?，符合要求
(九)沉降验算
本桥为静定梁桥，跨径不大，且地质土质良好，故不必验算沉降。
埋置式埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书
河南理工大学 基础工程课程设计计算书 课题名称：“埋置式桥台刚性扩大基础设计”学生学号： 2 专业班级：道桥1204 学生姓名：连帅龙 指导教师：任连伟 课题时间：2015-7-1 至2015-7-10
埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书 1.设计资料及基本数据 某桥上部结构采用钢筋混凝土剪支T 形梁，标准跨径上20.00m ，计算跨径L=19.60m ，摆动支座，桥面宽度为净7m+2×1.0m ，双车道，按《公路桥涵地基基础设计规范》（JTG D63—2007）进行设计计算。 1) 设计荷载为公路Ⅱ级。人群荷载为23kN m 。 材料：台帽、耳墙及截面a —a （设计洪水位）以上混凝土强度等级为C20，3125kN m γ=，台身（自截面a-a 以下） ，3223kN m γ=基础用C15的素混凝土浇筑，3324kN m γ=。台后及溜坡填土417γ=2kN m ，填土的内摩擦角35??=，粘聚力C=0。 水文、地质资料：设计洪水位高程离基底的距离为6.5m （在a-a 截面处），地基土的物理、力学指标见表1.1 表1.1 各土层物理力学指标 2桥台与基础构造及拟定的尺寸 桥台与基础构造及拟定的尺寸如图1.1所示，基础分两层，每层厚度为0.5m ，
襟边和台阶等宽，取0.4m 。基础用C15的混凝土浇筑，混凝土的刚性角 max 40α=?。基础的扩散角为： 1 max 0.8 tan 38.66401.0 αα-==?<=? 满足要求。
图1.1桥台及基础构造和拟定的尺寸（高程单位m） 3荷载计算及组合 （1）上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算，其值列于表1.2。 表1.2 恒载计算表
扩大基础设计计算书
目录 一、基本设计资料 (1) 二、设计内容： (1) （一）中墩及基础尺寸拟定 (1) 1.墩帽尺寸拟定 (1) 2.墩身尺寸确定 (2) 3基础尺寸确定.................................. - 4 - （二）墩帽局部受压验算. (4) 1.上部构造自重 (4) 2.墩身自重计算 (4) 3.浮力计算 (5) 4.活载计算 (5) 5.水平荷载计算 (7) 6.墩帽局部受压验算 (8) （三）墩身底截面验算 (9) 1.正截面强度验算 (9) 2.基底应力验算 (10) 3.稳定性验算.................................. - 10 - 4.沉降量验算.................................. - 10 - 5.墩顶水平位移验算............................ - 10 -
混凝土实体中墩与扩大基础设计 一、基本设计资料 1.设计荷载标准：公路II级 2.上部结构： 上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支T梁。跨径40m，计算跨径38.80m，梁长39.96m，梁高230cm，支座尺寸25cm×35cm×4.9cm（支座为板式橡胶支座，尺寸为顺×横×高），主梁间距160cm，桥面净宽为7+2×0.75m，一孔上部结构荷载为5070kN。 3.水文资料： 设计水位182.7m 河床标高177.65m; 一般冲刷度 1.60m; 局部冲刷深度2.80m。 4.地质资料： 表层3米厚为软塑粘性土，其液性指数I L=0.8；孔隙比e=0.7；容重γ=18.0kN/m3，以下为砾砂，中密γ=19.7kN/m3。 二、设计内容： （一）中墩及基础尺寸拟定 1.墩帽尺寸拟定（采用20号混凝土） 顺桥向墩帽宽度：b≥f + a +2c1 + 2c2 f = 40m(跨径)－38.80m(计算跨径)＝1.20m 支座顺桥向宽度a = 0.25m 查表2-1 c1=0.1m c2=0.2m b =1.20 + 0.25 + 2×0.1 + 2×0.2=2.05m 按抗震要求：b/2 ≥ 50+L(跨径) =50+40=90cm b =2.05m 则取满足上述要求的墩帽宽度b=2.05m 横桥向墩帽宽： 矩形：B = 两侧主梁间距 + a + 2c1 + 2c2 =1.6×4+ 0.35 + 2×0.1+ 2×0.2=7.35m 圆端形：B=7.35 + b =7.35+2.05=9.4m
地基基础设计规范
《地基基础设计规范》G B50007-2011【28条】3.0.2 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定: 1 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 2 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； 3 设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算: 1) 地基承载力特征值小于130kPa ，且体型复杂的建筑； 2) 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 3) 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4) 相邻建筑距离近，可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 4 对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性；
5 基坑工程应进行稳定性验算； 6 建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。 3.0.5 地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合下列规定: 1 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值； 2 计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值； 3 计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0。 4 在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态作用的标准组合； 5 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数(γo) 不应小于1.0 。
刚性扩大基础
基础工程课程设计计算说明书 刚性扩大基础设计计算说明书 录一、设计资料 (2)
二、桥台及基础构造和拟定的尺寸 ............................................................................................... 3 三、荷载计算 .. (4) （一）、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算 ................................................. 4 （二）土压力计算 . (5) 1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 (5) （三）支座活载反力计算 ............................................................................................................... 8 四、工况分析 (10) （一）桥上有汽车及人群荷载，台后无活载 ..................................................................... 10 （二）桥上有汽车及人群荷载，台后有汽车荷载 ............................................................. 11 （三）桥上无活载，台后无活载 ......................................................................................... 11 （四）桥上无活载，台后有汽车荷载 ................................................................................. 11 （五）无上部构造时 ............................................................................................................. 11 五、地基承载力验算 (11) （一）台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 ......................................................... 11 （二）基底压应力计算 ......................................................................................................... 12 （三）地基承载力验算 ......................................................................................................... 13 六、基底偏心距验算 .. (14) （一）仅受永久作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤0.75 ........................................ 14 （二）承受作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤ ......................................................... 15 七、基础稳定性验算 ..................................................................................................................... 15 （一）倾覆稳定性验算 ......................................................................................................... 15 （二）滑动稳定性验算 ......................................................................................................... 16 八、沉降计算 (17) 一、设计资料 某桥上部结构采用钢筋混凝土T 形梁，标准跨径20.00m ，计算跨径19.60m 。
地基基础设计规范2011
地基基础设计规范 1 总则 1．0．1 为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规范。 1．0．2 本规范适用于工业与民用建筑（包括构筑物）的地基基础设计。对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计，尚应符合国家现行相应专业标准的规定。 1．0．3 地基基础设计，应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则；根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。 1．0．4 建筑地基基础的设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号 2．1 术语 2．1．1 地基 Subgrade, Foundation soils 支承基础的土体或岩体。 2．1．2 基础 Foundation 将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。 2．1．3 地基承载力特征值 Characteristic value of subgrade bearing capacity 由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。 2．1．4 重力密度（重度） Gravity density, Unit weight 单位体积岩土体所承受的重力，为岩土体的密度与重力加速度的乘积。 2．1．5 岩体结构面 Rock discontinuity structural plane 岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续构造面。2．1．6 标准冻结深度 Standard frost penetration 在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻结深度的平均值。 2．1．7 地基变形允许值 Allowable subsoil deformation 为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。 2．1．8 土岩组合地基 Soil-rock composite subgrade 在建筑地基的主要受力层范围内，有下卧基岩表面坡度较大的地基；或石芽密布并有出露的地基；或大块孤石或个别石芽出露的地基。 2．1．9 地基处理 Ground treatment, Ground improvement 为提高地基强度，或改善其变形性质或渗透性质而采取的工程措施。 2．1．10 复合地基 Composite subgrade，Composite foundation 部分土体被增强或被置换，而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。 2．1．11 扩展基础 Spread foundation 为扩散上部结构传来的荷载，使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要求，且基础内部的应力满足材料强度的设计要求，通过向侧边扩展一定底面积的基础。2．1．12 无筋扩展基础 Non-reinforced spread foundation 由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的，且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。
基础工程桩基础课程设计
基础工程课程设计 课程名称：桩基础课程设计 院系：土木工程系专业： 年级： 姓名： 学号： 指导教师： 西南交通大学
目录 一、概述 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2设计资料 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、设计计算 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1桩的计算宽度 ................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2桩的变形系数α ............................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。 .......................................................... 错误!未定义书签。 2.4计算承台底面形心O 点的位移a,b,β........................................................ 错误!未定义书签。 2.5计算作用在每根桩顶上的作用力 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.6计算局部冲刷线处弯矩M0，水平力Q0及轴向力N0 ..................... 错误!未定义书签。 三、验算单桩轴向受压容许承载力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 3.1局部冲刷线以下深度y 处截面的弯矩 y M 及 y σ .................................. 错误!未定义书签。 3.2桩顶纵向水平位移计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。
建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)
1 总则 1．0．1 为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规范。 1．0．2 本规范适用于工业与民用建筑（包括构筑物）的地基基础设计。对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计，尚应符合国家现行相应专业标准的规定。 1．0．3 地基基础设计，应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则；根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。1．0．4 建筑地基基础的设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 2 术语和符号 2．1 术语 2．1．1 地基Subgrade, Foundation soils 支承基础的土体或岩体。 2．1．2 基础Foundation 将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。 2．1．3 地基承载力特征值Characteristic value of subgrade bearing capacity 由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。 2．1．4 重力密度（重度）Gravity density, Unit weight 单位体积岩土体所承受的重力，为岩土体的密度与重力加速度的乘积。 2．1．5 岩体结构面Rock discontinuity structural plane 岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续构造面。2．1．6 标准冻结深度Standard frost penetration 在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻结深度的平均值。 2．1．7 地基变形允许值Allowable subsoil deformation 为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。 2．1．8 土岩组合地基Soil-rock composite subgrade 在建筑地基的主要受力层范围内，有下卧基岩表面坡度较大的地基；或石芽密布
基础工程课程设计计算书桥台扩大基础设计
《基础工程》课程设计 令狐采学 无筋扩展矩形基础计算书土木建筑工程学院 路途桥梁121班 陈召桃 1203110210
目录 一、设计资料 (1) 二、设计资料阐发 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (14) 五、地基变形验算（沉降计算） (15) 六、基底偏心距验算 (17) 七、基础稳定性验算 (17) 1、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (18) 八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概略 某桥上部构造采取装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。 设计荷载：公路Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m2。 资料：台帽、耳墙及截面aa 以上均用20号钢筋混凝土，3 1/00.25m kN =γ；台身（自截面aa 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号）， 32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑，33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土 34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ，粘聚力c=0。 基础类型：无筋扩展矩形基础 基础资料：混凝土强度品级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2、水文地质资料 水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在aa 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表： 表 1
重力式桥墩刚性扩大基础课程设计报告书
课程设计 课程名称基础工程 设计题目重力式桥墩刚性扩大基础设计姓名 专业年级 学号 指导教师 成绩 日期 2011 年6 月 26 日
《基础工程课程设计》 评语 指导教师(签名)： 2011年 6 月 30 日
目录： 一、设计资料 (4) 二、拟定刚性扩大基础尺寸 (4) 2.1确定基础埋置深度 2.2基础的尺寸拟定 三、桥墩荷载计算 (5) 3.1上部构造恒载反力、桥墩、墩帽自重及浮力等。 3.2汽车和人群荷载计算 3.3汽车制动力： 3.4风荷载计算 四、地基压应力计算 (9) 五、持力层承载力验算 (10) 5.1基底应力计 5.2持力层承载力验算 5.3下卧层承载力验算 六、基底偏心距验算 (10) 6.1恒载作用时 6.2由合力偏心距 七、基础稳定性验算 (11) 7.1倾覆稳定性验算 7.2.滑动稳定性验算 八、沉降计算 (11) 九、参考文献 (12)
一、设计资料 1. 某一级公路桥梁，上部结构为35 m预应力钢筋混凝土简支梁(计算跨径l=33.98 m)，桥面宽度为净10(三车道)+2×1.5 m，弧形滑动支座，摩擦系数μ=0.2。 2. 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载 3. 5 kN/m2。 3. 桥址处河流最高水位为116.66 m，最低水位为112.8 m，通航水位为115.33 m。 =0.83 kN/m2。 4. 横向基本风压W 5. 材料：墩帽混凝土30#，容重γ=25 kN/m3；墩身混凝土20#，容重γ=24 kN/m3。 6.每跨上部结构自重6000 kN(中心荷载)。 7. 地基情况及土的物理力学性质指标，见表1。 表1 地基土层分布及计算指标 名称厚度/m 容重/kN/m3孔隙比含水量/% 液限/% 塑限/% 压缩模量/MPa 黏土 6.0 20.2 0.651 22.0 34.3 16.1 16.5 亚黏土 3.0 18.3 0.978 33.1 36.0 19.8 7.5 强风化岩 6.0 22.5 ————35 8. 冲刷线：最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。 9. 桥墩形式和尺寸示意图，见图1。 二、拟定刚性扩大基础尺寸 2.1确定基础埋置深度 由上部结构和设计荷载资料知道，本桥是重力式桥墩刚性扩大基础，并且为公路—Ⅰ级，从地质条件看最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。再由(如表2：)初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m处，标高为112.00-1.8=110.20m，基础埋深为1.8m
刚性扩大基础计算算例
交通与汽车工程学院 科技论文写作 课程名称: 科技论文写作 课程代码: 6010419 论文题目:成渝高速公路A标段基础工程设计年级/专业/班: 2011级交通工程3班 学生姓名: 景浩 学号: 332011081802105 科技论文写作成绩： 学习态度及平时成绩（30）文献查阅能力 （20） 创新（5）论文撰写质量（45） 总分 （100）
教师签名：年月日 目录 1、天然地基上浅基础类型、适用条件........................................................ 错误！未定义书签。 1.1天然地基浅基础的一般分类............................. 错误！未定义书签。 1.2天然地基浅基础的各种分类............................. 错误！未定义书签。 2、刚性扩大基础施工.................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1旱地上基坑开挖及围护................................. 错误！未定义书签。 2.2基坑排水 (3) 2.2.1表面排水法 (3) 2.2.2井点法降低地下水位 (3) 2.3水中刚性扩大基础修筑时的围堰工程..................... 错误！未定义书签。 2.3.1表面排水法 (3) 2.3.2地下连续墙围堰法 (4) 3、成渝高速公路A标段刚性扩大基础的设计与计算 (4) 3.1设计资料 (4) 3.2确定基础埋置深度..................................... 错误！未定义书签。 3.3基础的尺寸拟定 (5) 3.4作用效应计算 (6) 3.5作用效应组合 (8) 3.6地基承载力验算 (8) 3.7基底合力偏心距验算 (9) 3.8基础稳定性验算....................................... 错误！未定义书签。 4、总结与体会 (10) 5、参考文献.................................................................................................... 错误！未定义书签。
刚性扩大基础施工工艺
刚性扩大基础施工工艺 1 施工方法 对刚性扩大基础的施工，一般均采用明挖，根据开挖深度、边坡土质、渗水情况及施工场地、开挖方式、施工方法可以有多种选择。 A．放坡开挖 1．测量放线：用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线，放出上口开挖边线桩，边坡的放坡率可参照下表： 坑壁土质坑壁坡度 基坑顶缘无外载基坑顶缘有外载 砂类土1 ：1 1 ：1.25 碎石、卵石类土1 ：0.75 1 ：1 亚粘土1 ：0.6 1 ：0.75 软岩1 ：0-0.25 1 ：0.33 硬岩1 ：0 1 ：0 为避免雨水冲坏坑壁，基坑顶四周应做好排水，截住地表水，基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，渗水的土质，基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm，便于设置排水沟和安装模扳，其它情况可放小加宽尺寸，不设基础模板时，按设计平面尺寸开挖。 2．开挖作业方式以机械作业为主，采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机（反铲）斗容量根据上方量和运输车辆的配置可选择0．4～0．1立方米，控制深度4一6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土，以免塌方和影响施工。 3．基坑开挖前，依据设计图提供的勘探资料，先估算渗水量，选择施工方法和排水设备，采用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50一100cm，以降低地下水位保持基底无水，抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵，采用人工降低地下水位。 井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层，不能用直接排水法的情况下。降低地下水位效果较好。 图3-1为井点法施工示意图。在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管，通过水泵从中抽水引起地下水位的下降，由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降，在施工过程中不断抽水，使基坑保持干燥无水。 4．基坑开挖应连续施工，避免晾糟，一次开挖距基坑底面以上要预留20一30cm，待验槽前人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。 5．坑壁的支撑 坑壁的支撑方式可选以下几种： (1) 档扳支撑：适用于基坑断面尺寸较小，可以边挖边支撑的情况，档板可竖或横立，板厚5一一6cm，加方木带，板的支撑用钢、木均可。 (2) 喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法，在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼，厚度一般为5-10cm（或特殊设计），砼标号C20，石子粒径0．5-1．5cm，喷射法随着基坑向下开挖1.0一2.0m，即开始喷射砼护壁，以后挖一节喷一节直到基底。 (3) 围堰：在有地表水的地段，开挖基坑应设置围堰，根据施工的不同环境，水文情况，围堰可以采用上围堰、草（麻）袋围堰、木板或钢板桩围堰等多种型式，施工时应注重充分利用当地材料和现有设备，尽可能缩短工期，提高工效，保证安全。要求堰顶面至少高出施工期最高水位0．5一1．0m，围堰应尽量减少压缩河床断面，要满足强度和稳定的要求。各类围堰简述如下： a.土围堰适用于水深在2.0m以内，流速小于0.5m／S的情况下，围堰易采用松散的粘性土填筑，堰顶宽一般为1-2m，临水面边坡1：2一1：3，堰内最小边坡l：1，坡角距基坑边不小于1．0m，筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物，填土出水面应分层夯实。
[课程设计]明挖扩大基础设计_secret
《基础工程》课程设计 Ⅰ号桥墩明挖扩大基础设计 设计资料见设计指示书，计算如下： ㈠初步拟定尺寸： （1）基础拟定尺寸： 襟边c=30㎝，取3级台阶，每级台阶高50㎝，即基础高150㎝，拟定基础埋置深度H=175㎝，由设计资料可知墩身底截面长l=780㎝，宽d=180㎝. 故基础底面尺寸a,b为: a=l+2nc=780+2×3×30=960㎝ b=d+2nc=180+2×3×30=360㎝ (2)刚性角：α=arctan(n.c/h)=arctan(3×30÷150)=31° 混凝土材料的刚性角：αmax=40°～45°，故满足要求。 ㈡计算各部分恒载： 由初步拟定尺寸得下图: (1)基础重：Q1 Q1=（840×240×50+900×300×50+960×360×50）×25×10-6=1021.5KN (2)墩身重：Q2 Q2=3.14×(1.8÷2)2×（83.968-79.5）×25×2=568.2KN (3)墩帽重（包括挑梁）：Q3 Q3=[（180÷2+15+22）×160×1060+（180÷2+15-22）×1060×197.4-1/2×2×130×80×210]×25×10-6 =918.1KN （4）挑梁重：ω1 ω1=1060×37.4（90-22+15）×25×10-6=82.26KN （5）基础上覆土重：Q4 Q4=[960×360×175-(840×240×50+900×300×50+960×360×50)+2×3.14×(180/2)2×(175-150)]×19.5×10-6 =357.8 ㈢活载计算： ⒈汽车支座反力：R ⑴单孔双行活载: ①在16m跨中有活载，汽车支座反力R11，人群支座反力R21： R1=0 ， R11={（10.5×15.4）÷2+[180+4×（15.4-5）]}×2=604.9KN
重庆市建筑地基基础设计规范
重庆市建筑地基基础设计规范 第一节、术语 地基 subgrade,foundation soils 承受建筑物基础传来的各种作用的岩土体。 基础 foundation 将结构所随的各种作用传递到地基上的结构组成部分。 土岩组合地基 soil-rock composite subgrade 由土与岩石（或大块弧石）组成的地基 填土地基 fill-foundation soil 由人工填土组成的地基洞穴地基foundation with cavern 地基受力层范围内存在着洞穴的地基 地基承载力特征值 characteristic value of subgrade bearing capacity 具有一定安全储备的地基承载能力代表值 扩展基础 spread foundation 底部截面扩大的基础。分为无筋扩展基础和有筋扩展基础两类 刚性下卧层 rigid sub-layer 相对上方持力层而言其压缩模量或变形模量很大的土层或岩层 桩基础 pile foun dati on 由柱或桩与连接于桩顶的承台所组成的基础 嵌岩桩 rock-socketed piles 端部嵌入基岩不小于1倍桩径的桩 基坑支护结构 support ing of foun dati on pit
为保持基坑稳定、控制基坑变形而兴建的结构 第二节、基本规定 1、根据地基基础损坏造成建筑物破坏后果（危及人的生命，造成的经济损失、社会环境影响及修复的可能性）的严重性，将建筑物分为三个安全等级，按表3.0.2选用。 2、岩土的分类及工程特性指标应由工程地质勘察报告提供。 岩体分类有：1.岩石根据坚硬程度分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩及极软岩。 2.岩石根据风化程度分为强风化、中等风化、和微风化。 3、岩层根据单层厚度分为巨厚层（H>1.0）、厚层（1.0>H>0.5）、中厚层(0.5>H>0.1)和薄层(H<0.1) 4、按岩体结构类型分为整体状结构、块状结构、层状结构、碎裂结构、和散体结构。 5、按岩体裂隙发育程度分为不发育、较发育、发育。 6、按岩体完整程度分为完整、较完整、较不完整、不完整、和极不完整。 7、粒径大于2mm勺颗粒含量超过全重的50%勺土应定名为碎石土。
天然地基上刚性扩大基础设计计算步骤与算例
第六节 天然地基上刚性扩大基础设计计算步骤与算例 一、设计计算步骤 1．阅读与分析设汁所必须的场地地形图、地质勘测报告、地基土试验报告、上部结构总体布置图及设计计算说明书等； 2．选择基础类型； 3．确定基础的埋置深度； 4．拟定基础各部分尺寸(包括基础厚度、平面尺寸及台阶宽度)； 5．验算基础的刚性角； 6．荷载计算(应计算出各种荷载作用于基底形心处的力及力矩)； 7．荷载组合(应列表表示)； 8．合力偏心距验算； 9．地基强度验算(包括持力层强度验算和软弱下卧层强度验算)； 10．基础稳定性验算(包括抗倾覆稳定性和抗滑动稳定性)； 11．沉降验算。 二、刚性扩大基础设计算例 (一)设计资料 1．下部结构．标准跨径为20m 。计算跨径为19．5m 的钢筋混凝土简支梁中桥，位于直线桥面净宽为：7十2X 0.75m(双车道)，由5片梁组成。 2．下部结构：重力式圆端形实体桥墩，尺寸如例图2。28所示。 3．设计荷载：汽—20，挂—100，人群3kN ／m2(制动力77＝印LN)。 4．气象资料：本桥修建在平原区，基本风压为0．25kN ／m2。‘拟采用刚性扩大基础。 5．地质水文资料：见图2。28。其中河流不通航，无冰冻和严重漂流物。 (二)设计任务 设计桥的中墩基础。 (三)确定基础埋置深度 由上部结构和设计荷载资料知道，本桥对地基要求不高，但从地质条件看，表层土厚在最大冲刷线以下只有40cm ，而且是软塑状的亚粘土。查表2—5得容许承载力[σo]＝180kPa ，故表层土不可作为持力层，下层土为中密中砂，[σo]＝350kPa ，强度较高，可作为持力层。初拟定基础底面在最大冲刷线以下1*8m 处，标高为145．30—1．8＝143．50m 。 (四)拟定基础尺寸 由规范知“水中基础顶面不宜高于最低水位，并在一般情况下大、中桥墩、台基础厚度在1—2左右”。现初定基础厚度为1.5m ，基础顶面标高为143.5十1.5＝145．00m ，则墩身高为9.7m ，墩底截面长为8．65m ，宽为1.75m 。基础分两层，台阶宽30cm ，故台阶扩展角α＝arctan 75 30＝22o ，小于刚性角容许值[α]＝40o ，符合刚性角的要求。 则基础底面尺寸为：
GB 地基基础设计规范
《地基基础设计规范》GB 50007-2011 【28条】 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定: 1 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 2 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； 3 设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算: 1) 地基承载力特征值小于130kPa ，且体型复杂的建筑； 2) 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 3) 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4) 相邻建筑距离近，可能发生倾斜时； 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 4 对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； 5 基坑工程应进行稳定性验算； 6 建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。 地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合下列规定: 1 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值； 2 计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值； 3 计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为。 4 在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态作用的标准组合； 5 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数(γo) 不应小于。 高层建筑基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。
基础工程课程设计计算书(桥台扩大基础设计)
《基础工程》课程设计无筋扩展矩形基础计算书 土木建筑工程学院 道路桥梁121班 陈召桃1203110210
目录 一、设计资料 (1) 二、设计资料分析 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (14) 五、地基变形验算（沉降计算） (15) 六、基底偏心距验算 (17) 七、基础稳定性验算 (17) 1、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (18) 八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概况 某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m 2。 材料：台帽、耳墙及截面a-a 以上均用20号钢筋混凝土，31/00.25m kN =γ；台身（自截面a-a 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号），32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑， 33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ， 粘聚力c=0。 基础类型：无筋扩展矩形基础 基础材料：混凝土强度等级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2、水文地质资料 水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在a-a 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表： 表 1 取土深 度自地 面算起 （m ） 天然状态下土的物理指标 土粒密度 so γ )/(3m t 塑性界限 液 性 指 数 I L 压缩系数 a 1-2 )/(2 N mm 直剪试验 含水量 （%） 天然容重 )/(3 m kN γ 孔 隙 比 e 液 限 L ω 塑 限 P ω 塑 性 指 数 I P 粘聚力C （kN/m 2 ） 内摩 擦角 0φ 3.2~3.6 26 19.70 0.74 2.72 44 24 20 0.10 0.15 55 20 6.4~6.8 28 19.10 0.82 2.71 33 19 15 0.6 0.26 20 16 3、桥墩及基础构造和初拟尺寸（如图） 初步拟定基础分两层，每层厚度为0.5m ，襟边和台阶宽度相等，取0.4m ， 基坑边坡系数可取m=0.75~1.0。 ω
刚性扩大基础施工工艺
刚性扩大基础施工工艺 1 施工方法对刚性扩大基础的施工，一般均采用明挖，根据开挖深度、边坡土质、渗水情况及施工场地、 开挖方式、施工方法可以有多种选择。 A ?放坡开挖 1．测量放线：用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线，放出上口开挖边线桩，边坡的放坡率可参照下表： 坑壁土质坑壁坡度基坑顶缘无外载基坑顶缘有外载砂类土 1 ：1 1 ：1.25 碎石、卵石类土 1 ：0.75 1 ：1 亚粘土1 ：0.6 1 ：0.75 软岩1 ：0-0.25 1 ：0.33 硬岩1 ：0 1 ：0 为避免雨水冲坏坑壁，基坑顶四周应做好排水，截住地表水，基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，渗水的土质，基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm ，便于设置排水沟和安装模扳，其它情况可放小加宽尺寸，不设基础模板时，按设计平面尺寸开挖。 2 ?开挖作业方式以机械作业为主，采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机(反铲)斗容量根据上方量和运输车辆的配置可选择0. 4?0. 1立方米，控制深度 4 一 6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土，以免塌方和影响施工。 3．基坑开挖前，依据设计图提供的勘探资料，先估算渗水量，选择施工方法和排水设备，采 用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50 一100cm,以降低地下水位保持基底 无水，抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵，采用人工降低地下水位。 井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层，不能用直接排水法的情况下。降低地下水位效果较好。 图3-1为井点法施工示意图。在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管，通过水泵 从中抽水引起地下水位的下降，由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降，在施工过程中不断抽水，使基坑保持干燥无水。 4 .基坑开挖应连续施工，避免晾糟，一次开挖距基坑底面以上要预留20 一30cm，待验槽前 人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。 5. 坑壁的支撑 坑壁的支撑方式可选以下几种： (1) 档扳支撑：适用于基坑断面尺寸较小，可以边挖边支撑的情况，档板可竖或横立，板厚 5 6cm，加方木带，板的支撑用钢、木均可。 (2) 喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法，在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼， 厚度一般为5-10cm (或特殊设计)，砼标号C20 ,石子粒径0. 5-1 . 5cm，喷射法随着基坑向下开挖1.0 一 2.0m，即开始喷射砼护壁，以后挖一节喷一节直到基底。 (3) 围堰：在有地表水的地段，开挖基坑应设置围堰，根据施工的不同环境，水文情况，围堰可以采用上围堰、草(麻)袋围堰、木板或钢板桩围堰等多种型式，施工时应注重充分利用当地材料和现有设备，尽可能缩短工期，提高工效，保证安全。要求堰顶面至少高出施工期最高水 位0. 5 一1 . 0m,围堰应尽量减少压缩河床断面，要满足强度和稳定的要求。各类围堰简述如下： a. 土围堰适用于水深在2.0m以内，流速小于0.5m/S的情况下，围堰易采用松散的粘性土填筑，堰顶宽一般为1-2m,临水面边坡1 : 2 一1：3，堰内最小边坡1:1,坡角距基坑边不小于1. 0m , 筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物，填土出水面应分层夯实。 b. 草（麻）袋围堰：当水深在2 一4m，流速为1 一2m/s的情况下，可采用草（麻）袋围堰，袋内装松散的粘性土，装土量为袋容量的1/2一2/3,袋口缝合，土袋上、下层和内、外层应相互错缝，堰顶宽1 一2m，外侧边坡1: 05 —1：1,内侧边坡1 : 0. 5一1: 0. 2，为减少渗水，增大围堰断面，袋间可填粘土心墙。 c. 木扳桩围堰：适用于水深在4m以内，河床为砂性土，粘性土，可以打进木扳桩的土层，一般可采用单层木板桩, 也可以采用中间夹土的双层木板桩, 木板桩承受水压力应通过计算来决定, 木板桩的榫口要