埋置式橋臺(tái)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)算例

1、1埋置式橋臺(tái)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)算例埋置式橋臺(tái)剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)算例 一、設(shè)計(jì)資料一、設(shè)計(jì)資料 某橋上部構(gòu)造采用裝配式鋼筋混凝土某橋上部構(gòu)造采用裝配式鋼筋混凝土T形梁。標(biāo)準(zhǔn)跨徑形梁。標(biāo)準(zhǔn)跨徑20m，計(jì)算，計(jì)算跨徑跨徑19.50m。擺動(dòng)支座，橋面寬度為。擺動(dòng)支座，橋面寬度為7m2l.0m，雙車道，參照，雙車道，參照公公橋基規(guī)橋基規(guī)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)計(jì)荷載為汽設(shè)計(jì)荷載為汽-20級(jí)，掛級(jí)，掛-100，人群荷載為，人群荷載為 3.5kN/m2。 材料：臺(tái)帽、耳墻及截面材料：臺(tái)帽、耳墻及截面a-a以上均用以上均用C20混凝土，混凝土，g g1 1=25.00kN/m=25.00kN/m3 3；臺(tái)身臺(tái)身(

2、自截面自截面a-a以下以下)用用M7.5漿砌片、塊石漿砌片、塊石(面墻用塊石，其他用片石，石面墻用塊石，其他用片石，石料強(qiáng)度不小于料強(qiáng)度不小于MU30)，g g2 =23，基礎(chǔ)用，基礎(chǔ)用C15素混凝土澆筑，素混凝土澆筑，g g3 =24 ；臺(tái)后；臺(tái)后及溜坡填土，及溜坡填土， g g4 =17 ；填土的內(nèi)摩擦角；填土的內(nèi)摩擦角35o，粘聚力，粘聚力0 水文、地質(zhì)資料：設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)高離基底的距離為水文、地質(zhì)資料：設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)高離基底的距離為6.5m(即在即在aa截面處截面處)。地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表。地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表2-10。2土工試驗(yàn)成果表土工試驗(yàn)成果表3橋臺(tái)及基礎(chǔ)構(gòu)造和擬定的

3、尺寸橋臺(tái)及基礎(chǔ)構(gòu)造和擬定的尺寸4三、荷載計(jì)算三、荷載計(jì)算5(二二) 土壓力計(jì)算土壓力計(jì)算土壓力按臺(tái)背豎直土壓力按臺(tái)背豎直,=0；填土內(nèi)摩擦角；填土內(nèi)摩擦角=35o，臺(tái)背，臺(tái)背（污工）與填土間外摩擦角（污工）與填土間外摩擦角=/2=17.5計(jì)算；臺(tái)后計(jì)算；臺(tái)后填土為水平，填土為水平，=0。1臺(tái)后填土表面無(wú)活載時(shí)土壓力計(jì)算臺(tái)后填土表面無(wú)活載時(shí)土壓力計(jì)算庫(kù)侖土壓力：庫(kù)侖土壓力：Ka=0.247Ea=1616.62kN6782、臺(tái)后填土表面有汽車荷載時(shí)、臺(tái)后填土表面有汽車荷載時(shí)汽車的等代均布土層厚度：汽車的等代均布土層厚度：9在破壞棱體長(zhǎng)度范圍內(nèi)只能放一輛重車，因是雙在破壞棱體長(zhǎng)度范圍內(nèi)只能放一輛重車

4、，因是雙車道，故車道，故表面作用有汽車荷載時(shí)土壓力：表面作用有汽車荷載時(shí)土壓力：1011123、臺(tái)后填土表面為掛車荷載、臺(tái)后填土表面為掛車荷載 l0=5.83mG=750kN土壓力：土壓力：1314154、臺(tái)前溜坡填土自重對(duì)橋臺(tái)前側(cè)面上的主、臺(tái)前溜坡填土自重對(duì)橋臺(tái)前側(cè)面上的主動(dòng)土壓力動(dòng)土壓力計(jì)算時(shí)，以基礎(chǔ)前側(cè)邊緣垂線作為假想臺(tái)背，土計(jì)算時(shí)，以基礎(chǔ)前側(cè)邊緣垂線作為假想臺(tái)背，土表面的傾斜度以溜坡坡度為表面的傾斜度以溜坡坡度為1:1.5算得算得=-33.69o,則則基礎(chǔ)邊緣至坡面垂直距離為基礎(chǔ)邊緣至坡面垂直距離為 Ka=0.18Ea=442.69kN161718(三三)支座活載反力計(jì)算支座活載反力計(jì)

5、算工況工況1、橋上有汽車及人群荷載，臺(tái)后無(wú)活載；、橋上有汽車及人群荷載，臺(tái)后無(wú)活載；2、橋上有汽車及人群荷載，臺(tái)后有汽車荷載，、橋上有汽車及人群荷載，臺(tái)后有汽車荷載，而重車在臺(tái)后填土上；而重車在臺(tái)后填土上；3、橋上有掛車，臺(tái)后無(wú)掛車、橋上有掛車，臺(tái)后無(wú)掛車191、橋上有汽車及人群荷載，臺(tái)后無(wú)活載；、橋上有汽車及人群荷載，臺(tái)后無(wú)活載；（1）汽車及人群荷載反力）汽車及人群荷載反力汽車荷載布置圖汽車荷載布置圖20反力影響線的縱距反力影響線的縱距21支座反力支座反力人群荷載支座反力人群荷載支座反力22支座反力作用點(diǎn)離基底形心軸的距離支座反力作用點(diǎn)離基底形心軸的距離對(duì)基底形心軸的彎矩對(duì)基底形心軸的彎矩2

6、3(2)汽車荷載制動(dòng)力汽車荷載制動(dòng)力一行車隊(duì)總重的一行車隊(duì)總重的10%：一輛重車的一輛重車的30%：簡(jiǎn)支梁擺動(dòng)支座計(jì)算的制動(dòng)力為：簡(jiǎn)支梁擺動(dòng)支座計(jì)算的制動(dòng)力為：242、橋上、臺(tái)后均有汽車荷載、重車在臺(tái)后、橋上、臺(tái)后均有汽車荷載、重車在臺(tái)后汽車荷載布置圖汽車荷載布置圖破壞棱體寬度破壞棱體寬度25（1）汽車及人群荷載反力）汽車及人群荷載反力反力影響線縱距為：反力影響線縱距為：26支座反力：支座反力：人群荷載引起的支座反力：人群荷載引起的支座反力：對(duì)基底形心軸的彎矩：對(duì)基底形心軸的彎矩：汽車荷載制動(dòng)力汽車荷載制動(dòng)力273、橋上有掛車荷載、橋上有掛車荷載掛車荷載布置圖掛車荷載布置圖（掛車只考慮一輛）（

7、掛車只考慮一輛）28反力影響線縱距反力影響線縱距29支座反力支座反力對(duì)基底形心軸的彎矩：對(duì)基底形心軸的彎矩：30(四四)支座摩阻力計(jì)算支座摩阻力計(jì)算擺動(dòng)支座摩阻力系數(shù)取擺動(dòng)支座摩阻力系數(shù)取f=0.05，則支座摩阻力為，則支座摩阻力為對(duì)基底形心軸的彎矩：對(duì)基底形心軸的彎矩： 對(duì)實(shí)體式埋置式橋臺(tái)不計(jì)汽車荷載的沖擊力。同對(duì)實(shí)體式埋置式橋臺(tái)不計(jì)汽車荷載的沖擊力。同時(shí)從以上對(duì)制動(dòng)力和支座摩阻力的計(jì)算結(jié)果表明，時(shí)從以上對(duì)制動(dòng)力和支座摩阻力的計(jì)算結(jié)果表明，支座摩阻力大于制動(dòng)力。因此在以后的附加組合中，支座摩阻力大于制動(dòng)力。因此在以后的附加組合中，以支座摩阻力作為控制設(shè)計(jì)。以支座摩阻力作為控制設(shè)計(jì)。31四、荷

8、載組合四、荷載組合32荷載組合匯總表荷載組合匯總表33荷載組合荷載組合(一一)(五五)計(jì)算結(jié)果表明：計(jì)算結(jié)果表明：地基承載力驗(yàn)算：地基承載力驗(yàn)算：以荷載組合（三）中主要組合以荷載組合（三）中主要組合為最不利，雖然組合（三）中附加組合的彎矩為最為最不利，雖然組合（三）中附加組合的彎矩為最大，但驗(yàn)算時(shí)地基容許承載力可提高大，但驗(yàn)算時(shí)地基容許承載力可提高 25；穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)：穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)：傾覆和滑動(dòng)分別以組合（三）中傾覆和滑動(dòng)分別以組合（三）中的附加組合和組合（四）為最不利，因此應(yīng)根據(jù)情的附加組合和組合（四）為最不利，因此應(yīng)根據(jù)情況分別予以驗(yàn)算。況分別予以驗(yàn)算。34五、地基承載力驗(yàn)算五、地基承載力驗(yàn)

9、算(一一)臺(tái)前、臺(tái)后填土對(duì)基底產(chǎn)生的附加應(yīng)力計(jì)算臺(tái)前、臺(tái)后填土對(duì)基底產(chǎn)生的附加應(yīng)力計(jì)算 考慮到臺(tái)后填土較高，須計(jì)算由于填上自重在基考慮到臺(tái)后填土較高，須計(jì)算由于填上自重在基底下地基土所產(chǎn)生的附加壓應(yīng)力，按底下地基土所產(chǎn)生的附加壓應(yīng)力，按公橋基規(guī)公橋基規(guī)中的公式計(jì)算中的公式計(jì)算s si = a = ai g g hi式中：式中：ai附加豎向壓應(yīng)力系數(shù)，按基礎(chǔ)埋置深附加豎向壓應(yīng)力系數(shù)，按基礎(chǔ)埋置深度及填土高度查度及填土高度查公橋基規(guī)公橋基規(guī)；g g路堤填土重度；路堤填土重度；hi原地面至路堤表面（或溜坡表面）的距離。原地面至路堤表面（或溜坡表面）的距離。35臺(tái)后填土高臺(tái)后填土高h(yuǎn)1=8.0m 基礎(chǔ)

10、埋深基礎(chǔ)埋深2.0m后邊緣處：后邊緣處：前邊緣處：前邊緣處：臺(tái)前溜坡錐體對(duì)引起的附加應(yīng)力臺(tái)前溜坡錐體對(duì)引起的附加應(yīng)力填土高填土高h(yuǎn)2=4.13m a2=0.25基礎(chǔ)前緣總豎向附加應(yīng)力：基礎(chǔ)前緣總豎向附加應(yīng)力：后邊緣處：后邊緣處：a1=0.46前邊緣處：前邊緣處：a1=0.6936(二二)基底壓應(yīng)力計(jì)算基底壓應(yīng)力計(jì)算1、建成后使用時(shí)：、建成后使用時(shí)：以組合以組合(三三)中主要荷載控制中主要荷載控制考慮臺(tái)前、臺(tái)后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時(shí)考慮臺(tái)前、臺(tái)后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時(shí)臺(tái)前：臺(tái)前：臺(tái)后：臺(tái)后：372、施工時(shí)、施工時(shí)考慮臺(tái)前、臺(tái)后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時(shí)考慮臺(tái)前、臺(tái)后填土產(chǎn)生的附加應(yīng)力時(shí)臺(tái)前：臺(tái)前：臺(tái)后：臺(tái)

11、后：38（三）地基承載力驗(yàn)算（三）地基承載力驗(yàn)算 1持力層承載力驗(yàn)算持力層承載力驗(yàn)算 根據(jù)土工試驗(yàn)資料，持力層為一般粘性土，按根據(jù)土工試驗(yàn)資料，持力層為一般粘性土，按公橋基規(guī)公橋基規(guī)：當(dāng)：當(dāng) e=0.74，IL=0.10時(shí)，查表得時(shí)，查表得s s0=354kPa，因基礎(chǔ)埋置深度為原地面下，因基礎(chǔ)埋置深度為原地面下2.0m，故，故地基承載力不予修正。則地基承載力不予修正。則392下臥層承載力驗(yàn)算下臥層承載力驗(yàn)算 下臥層容許承載力下臥層容許承載力222kPa，小于持力層地基容，小于持力層地基容許承載力許承載力354kPa， 必須予以驗(yàn)算。必須予以驗(yàn)算。基底至土層基底至土層II頂面頂面(標(biāo)高標(biāo)高+5

12、.0)處的距離為處的距離為:則：則：40下臥層頂面處的壓應(yīng)力下臥層頂面處的壓應(yīng)力z/b1 基底壓應(yīng)力取平均值基底壓應(yīng)力取平均值下臥層頂面處容許承載力下臥層頂面處容許承載力滿足要求滿足要求41六、基底偏心距驗(yàn)算六、基底偏心距驗(yàn)算（一）僅受恒載時(shí)應(yīng)滿足（一）僅受恒載時(shí)應(yīng)滿足e00.75r r滿足要求滿足要求42（二）附加組合時(shí)應(yīng)滿足（二）附加組合時(shí)應(yīng)滿足e00.75r r組合組合(三三)的附加組合最不利，則的附加組合最不利，則滿足要求滿足要求43七、基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算七、基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算（一）傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算（一）傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算主要組合主要組合附加組合附加組合二者均滿足要求！二者均滿足要求！44（二）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算（二）滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算基底為硬塑粘土，查得基底為硬塑粘土，查得f=0.30。主要組合主要組合荷載組合荷載組合(三三)附加組合附加組合荷載組合荷載組合(四四)二者均滿足要求！二者均滿足要求！45八、沉降計(jì)算八、沉降計(jì)算計(jì)算方法：計(jì)算方法：分層總和法分層總和法土層土層II底部的自重應(yīng)力：底部的自重應(yīng)力：基底的附加應(yīng)力基底的附加應(yīng)力46分層：分層：土層土層I=2.0m+2.5