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各位同学

大家好

今天我们来学习第三章浅基础

第一节概述

主要从特点 分类

埋深尺寸和地基承载力

给大家做简要介绍

先来看浅基础的主要特点

浅基础作为一种扩展结构

稳定性好

通过扩大与地基的接触面积

来减小地基应力

埋深一般在5米以下

结构形式较为简单

一般采用敞开挖基坑方法

施工简便

适用于旱地 浅水

造价较低

当然也存在自重较大

对地基强度要求高的缺点

同时基础底部面积受到一定的限制

这点在后面刚性角内容中会作一分析

在设计计算上

由于浅基础埋深较浅

可以忽略基础侧面土体的影响而简化计算

浅基础在构造上

经历了从独立基础

条形基础到十字交叉条形基础

筏板一直到箱形基础的形式演变过程

在这一过程中结构形式从简单到复杂

伴随着结构刚度从弱到强

对不同地基适应范围

不断扩大

乃至于用在土质较差的地基

而保持较小的沉降量

比如房建中的筏板和箱形基础

浅基础按配筋情况分为刚性和柔性两类

刚性基础又称无筋扩展基础

不需进行配筋计算

但对基础的宽高比有限制要求

外形比较厚重

柔性基础没有构造尺寸的特别限制

做得更为轻薄

需要计算配置受力主筋

允许基础发生一定的挠曲变形

抗弯抗剪能力较好

同学们可能会有这样的疑问

为什么刚性基础会有宽高比的限制？

我们从浅基础的受力状况来看一下

从墩底边缘A点向下做垂线

A-A断面以外部分

可以看作是在基底反力作用下的悬臂梁

当悬臂长度较大时

A点到基底边缘的连线

与竖直线的夹角ɑ 较大

悬臂梁在最不利断面A-A 的竖向剪应力

和弯曲拉应力越大

有可能超过圬工材料的容许应力

而发生拉裂或剪切破坏

那么由材料强度要求

反算的最大角度称为刚性角

对于混凝土基础为40°

当ɑ 角度小于刚性角时

可认为基础自身强度满足要求

不必进行弯曲拉应力和剪应力验算

这就是刚性基础

而柔性基础

需要计算配筋来满足受力需要

所以不受刚性角的限制

说到基础埋置深度

大家知道是基础底面

埋入地基的深度

准确地讲

是从地面或一般冲刷线到基底的距离

确定基础埋置深度

其实就是选择采用何种土作为直接

与基础相接触的土层

也就是确定持力层位置

这一问题的影响因素较多

与地形地质 冲刷

环境 施工 冻结深度等等有关

比如新建基础

在施工挖土和排水中

会影响到周围已有基础的稳定

所以建议新建基础埋深

不宜大于邻近原有基础

在地质地形方面

持力层应优先选择在强度较高

压缩变形较小的坚实土层

或者覆盖土层较薄的岩石地基上

基底位置应尽量远离持力层下方

可能存在的软弱土层

注意基础避免置于不同土层上方

以免发生不均匀沉降而倾斜断裂

对于陡坡上的基础

从基础外边缘到坡面水平距离

及埋置深度应保持一定数值

避免基础连同周围土体整体发生滑动失稳

对于河流对桥梁的冲刷

大家可能有所了解

主要存在两种情况

一是由于建桥压缩了

原水流有过水面积引起的一般冲刷深度

二是由于墩台侧面漩涡引起的局部冲刷深度

那么规范中的总冲刷深度

是不是这两种冲刷深度直接相加得到呢？

曾有不少同学提出这样的问题

我们从总冲刷深度的含义来看看

该值是从河床底面算起的一般冲刷深度

和局部冲刷深度之和

就是说两种冲刷深度相加后

需要扣除原有天然状态下的水深

才能得到总冲刷深度这一参量

根据它来查取基础

在局部冲刷线以下的埋置深度安全值

那么基础底面的控制标高

就可通过设计水位减去一般冲刷深度

和局部冲刷深度之后

再减去埋深安全值即可确定

下面我们来讨论一下尺寸拟定

一般情况下

刚性基础的顶面不会高于

最低水位或天然地面

基础底面位置由前述埋置深度来确定

那么顶面和底面标高的差值

就是基础的厚度

基础较厚时

可分层设置

一般不大于三层

每层0.5-1米

基础底面的尺寸

由墩底尺寸按刚性角的要求

相应延伸到基底位置得到

基础顶面的尺寸

在墩底尺寸基础上增大一个襟边即可

应注意

刚性基础尺寸拟定时

应注意每一层台阶都要满足刚性角的要求

对于柔性基础

构造尺寸上没有特别的限制规定

由于设置了受力钢筋

相比素混凝土基础

可节省混凝土材料用量

对柱下独立基础

断面可以做成锥形

最薄处高度不宜小于20cm

也可做成阶梯形

每踏步高30-50cm

这种基础的做法

一般是在基础底板下方

均匀浇筑一层素混凝土垫层

目的是保证

基础钢筋和地基之间有足够的距离

以免钢筋锈蚀

同时垫层可作为绑扎钢筋的工作面

当取消设置垫层时

应加大基础受力钢筋的保护层厚度要求

一般不小于7cm

对柱下条形基础横截面一般呈倒T形

由挑出的翼板和中间的梁肋组成

当荷载及柱间距较大时

肋梁在柱座附近的弯矩及剪力较大

往往需要加设梗腋

最后

来学习一下浅基础地基承载力的确定

主要有这么几种方法

一是按土力学中

地基承载力理论公式计算

二是载荷试验法

这是确定地基承载力最直接的方法

一般用于大桥或重要桥梁中

通过由荷载试验

确定的地基压力与变形关系曲线

来确定比例界限和极限荷载

那么地基承载力基本容许值fa0

不应大于地基极限承载力的1/2

载荷试验法能比较实际地

反映地基土的强度和变形

但需要较多的人力物力和时间

当受现场条件限制

试验有困难时

可按第三种方法

按现行规范推荐的经验公式计算

规范规定

地基承载力验算

应以修正后的地基承载力容许值fa控制

该值是在载荷试验或规范给出的各类岩土

承载力基本容许值fa0的基础上

经过宽度和深度修正而得

对于第二项宽度修正项

考虑到黏性土受压后

后期沉降量较大

基础越宽沉降越大

所以对粘性土不再考虑宽度修正

第三项是对埋深超过3米的修正提高项

根据试验分析

当埋深h与宽度b的比值大于4时

地基承载力随深度增长缓慢

大于10为一常数

因此第三项对h/b小于等于4时才予以提高

当持力层下方存在有承载力较弱的土层

其顶面的承载力修正值fa的计算

与前述持力层承载力计算方法是一致的

注意第三项深度修正时

埋深h应调整为H+Z

Z为基底到软弱下卧层顶面的高度

而r2值应理解为深度 H+Z

范围内各层土的换算容重

以上确定修正后的地基承载力容许值fa

之后应根据地基受荷载情况

乘以规范中规定的抗力系数 rR予以提高

本节内容就讲到这里

感谢各位参与学习