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1、第二章附：刚性扩大基础算例 p 掌握荷载组合方法及浅基础设计的流程 算例关键荷载信息 上部构造形式 p装配式钢筋混凝土T形梁，标准跨径20m，计算跨径19.60m p摆动支座，桥面宽度为7m2l.0m，双车道 设计荷载 p公路II级，人群荷载为3.0kN/m2 材料 p台帽、耳墙用C20混凝土，g1=25.00kN/m3 p台身用M7.5浆砌片、块石，g2=23 p基础用C15素混凝土浇筑，g3=24 p台后及溜坡填土，g4=23；填土的内摩擦角35o，粘聚力0 算例水文地质信息 水文、地质资料 p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 取土 深度
2、 (m) 土的物理指标标 土粒 密度 (t/m3) 塑性界限 液性 指数 压缩压缩 系数 a1-2 (MPa-1) 直剪试验试验 含水 率 天然 重度 孔隙 比 液限塑限 塑性 指数 c (kPa) 3.23.62619.7 0.742.724424200.10.155520 6.46.82819.1 0.822.713419150.60.262016 图解 2 3 4 5 8 10 11 9 6 7 & 12 13 1 6 三、荷载计算 7 b a l1 l2 区块10恒载计算 l1=9-b =9-3.15/1.5=6.9 l2=9-a =9-5.8/1.5=5.13 h1=4.3-0.4-
3、1.35+0.1=2.65 h3=2.65-0.8=1.85 区块10截面积： h3 h1 6.9 土压力的计算 B 关于台后土压力的分布 Ref： JTGD60-2015，公路桥涵设计通用规范.4.2.3、4.3.1 10 (二)土压力计算 土压力按台背竖直,=0；填土内摩擦角=35o，台 背（污工）与填土间外摩擦角=/2=17.5计算； 台后填土为水平，=0。 1台后填土表面无活载时土压力计算 库仑土压力： KA=0.247 EA=1616.62kN 11 土压力水平分力 作用点距基底的距离 对基底形心轴的弯矩 12 土压力竖直分力 作用点距基底的距离 对基底形心轴的弯矩 13 2、台后填
4、土表面有汽车荷载时 汽车的等代均布土层厚度： 式中：l0破坏棱体长度，l0=H(tane+cota) H桥台高度； e台背与竖直线夹角，台背竖直e=0 a破坏棱体滑动面与水平面夹角 l0=Hcota，本例中H=10m 车辆荷载分析 3m7m 1.4m1.4m JTGD60-2015，公路桥 涵设计通用规范.4.3.1 15 在破坏棱体长度范围内只能放一辆重车，因是双 车道，故 表面作用有汽车荷载时土压力： h 16 土压力水平分力 作用点距基底的距离 对基底形心轴的弯矩 17 土压力竖向分力 作用点距基底的距离 对基底形心轴的弯矩 台前溜坡土压力分析 疑问：教材中取台前计算高 度为6.13m，
5、是否正确？ 19 3、台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主 动土压力 计算时，以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表 面的倾斜度以溜坡坡度为1:1.5算得=-33.69o,则基础 边缘至坡面垂直距离为 Ka=0.18 Ea=442.69kN 20 土压力水平分力 作用点距基底的距离 对基底形心轴的弯矩 21 土压力竖直分力 作用点距基底的距离 对基底形心轴的弯矩 关于台前土压力计算 支座活载反力分析 工况一&二 p公路I级车道均布荷载标准值 为10.5kN/m，集中荷载标准值 取值见表 p公路II级车道荷载的标准值按 公路I级车道荷载标准值的 0.75倍选用（通用规范4.3.1 ） p跨径小于50
6、m，人群荷载取 3kN/m(通用规范4.3.6) 计算跨径(m) Pk (kN)270360 支座摩阻力 摩阻力分析仅考虑恒载作用 作用点为桥面与支座的连接面 工况分析 1. 桥上有汽车及人群荷载 ，台后无活载 2. 桥上有汽车及人群荷载 ，台后有汽车荷载 3. 桥上无活载，台后有汽 车荷载 4. 桥上无活载，台后无活 载 5. 无上部构造时（施工） 台前后填土的附加应力影响 台前后填土的附加应力影响 11.5 基底压应力计算 p地基承载力验算时，传至基底的作用效应按正常使 用极限状态的短期效应组合采用，尚应考虑作用效应 的偶然组合JTGD63-2007公路桥涵地基与基 础设计规范1.0.8，
7、荷载分项系数取1.0 荷载频遇值系数 p上部结构恒载、桥台及基础自重、台前及台后土压 力、支座摩阻力、人群荷载：1.0 p汽车荷载：1.0 基底压力工况分析 工况水平力竖向力力矩 （一） （二） （三） （四） 1541.80-422.2 +42.4=1162kN 6804.41+486.13+ 133.12+557.55 +58.8=8040kN 1338.05-5134.19+850.72+861.29 -286.21+383.96+44.1 -368.88=-2311.2kNm 1768.12-422.2 +42.4 =1388.32kN 6804.41+557.49+ 133.12+5
8、57.55+58.8 =8111.4kN 1338.05-6276.83+975.61+861.29 -286.21+383.96+44.1 -368.88=-3328.9kNm 1541.80-422.2 =1119.60kN 6804.41+486.13+ 133.12=7423.66kN 1338.05-5134.19+850.72+861.29 -286.21=-2370.34kNm 1768.12-422.2 =1345.92kN 6804.41+557.49+ 133.12=7495.02kN 1338.05-6276.83+975.61+861.29 -286.21=-3388.
9、09kNm 最不利条件下基底压应力分析 正常使用时 施工时 （五） 一地基承载力验算 承载力容许值查表2-22 p持力层承载力 p下卧层承载力 fa1=354kPa fa2=225kPa 鉴定合格 二基底偏心距验算 桥台仅承受永久作用，e0应不大于的0.75倍 桥台承受作用标准组合时， e0应不大于（P50） （三） （四） 鉴定合格 三基础倾覆验算 使用阶段、施工阶段分别计算 作用组合稳定性系数k0 使用 阶段 永久作用（不计混凝土收缩及徐变、浮力）和汽车、人群的 标准值效应组合（工况二） 1.5 各种作用（不包括地震作用）的标准值效应组合（工况四）1.3 施工阶段作用的标准值效应组合（工况
10、五）1.2 鉴定合格 四基础滑移验算 查表摩擦系数=0.25 鉴定合格 作用组合稳定性系数kc 使 用 阶 段 永久作用（不计混凝土收缩及徐变、浮力）和汽车、人群的 标准值效应组合（工况二） 1.3 各种作用（不包括地震作用）的标准值效应组合（工况四）1.2 施工阶段作用的标准值效应组合（工况五）1.2 五沉降计算 Es(MPa) p0(kPa) 2.54.0 p00.75fk1.11.0 35 （1）确定地基变形的计算深度 （2）确定分层厚度 第一层：从基础底部向下4.5m； 第二层：从第一层底部向下3.7m 36 （3）确定各层土的压缩模量 第一层： 第二层： （4）确定基底附加应力（工况二） 37 （5）计算地基沉降 z/ml/bz/baiziaiziai- zi-1ai-1 Esisis 02.20 4.52.21.50.656 2.9522.95211.639.24 39.24 8.22.21.90.5724.691.7387.038.377.54 38 (6)确定沉降计算经验系数 沉降计算深度范围内压缩模量当量值： (7)地基沉降量