明挖扩大基础的设计与计算

期

０１第年６００》２化准标通交《６２６

００２，０１．ｏＮ．ＮＩＯＡＴＩＺＤＡＲＤＡＮＴＳＳＮＩＯＡＴＩＣＮＭＵＭＯＣ明挖扩大基础的设计与计算

李志明１，王丽娟２，王

扬２

（１．石家庄市公路工程管理处，河北石家庄０５００３１；２．石家庄铁道学院交通工程分院，河北石家庄０５００４３）

摘要：基础的设计和计算方法与基础形式有很大关系，浅置基础与深基础的计算原理明显不同，深基础的计算一般较复杂。因此，从基础埋置深度的确定和基础的验算内容两方面分析明挖扩大基础的设计与计算，具有重要的实践意义。

关键词：明挖扩大基础；埋置深度；沉降量中图分类号：Ｕ４４５．５５

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００２－４７８６（２００６）１０－００６２－０２

ＤｅｓｉｇｎａｎｄＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＯｐｅｎ－ｃｕｔＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ

ＬＩＺｈｉ－ｍｉｎｇ１，ＷＡＮＧＬｉ－ｊｕａｎ２，ＷＡＮＧＹａｎｇ２

（１．ＳｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇＣｉｔｙＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００３１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ

ＲａｉｌｗａｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＴｒａｆｆｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢｒａｎｃｈ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ０５００４３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｓｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｍａｔｇｒｅａｔｌｙ．Ｔｈｅｃａｌ－ｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｓｈａｌｌｏｗｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｓｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗｉｔｈｄｅｅｐｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｅｅｐ

ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｍｅａｎｉｎｇｆｕｌｉｎｐｒａｃｔｉｃｅｔｈａｔｄｅｓｉｇｎｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｓｆｏｒｏｐｅｎ－ｃｕｔｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｗｏａｓｐｅｃｔｓｗｈｉｃｈａｒｅｂｕｒｙｌｅｎｇｔｈｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇａｎｄｃｈｅｃｋｉｎｇｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｅｎ－ｃｕｔｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｂｕｒｙｌｅｎｇｔｈ；ｓｅｔｔｌｉｎｇｖｏｌｕｍｅ０

引言

１基础埋置深度的确定

基础的设计和计算方法与基础形式有很大关确定基础埋置深度是基础设计中的重要步骤，

系，浅置基础与深基础的计算原理明显不同，相比它涉及到结构物建成后的牢固、稳定及正常使用问而言，深基础的计算一般较复杂。本文仅介绍明挖题。在确定基础的埋置深度时，必须考虑把基础设扩大基础的设计计算方法。

置在变形小而强度又较高的持力层上，以保证地基明挖扩大基础的设计中，首先要确定基础的埋强度满足要求，而且不致于产生过大的沉降或沉降置深度；其次拟定基础尺寸，包括基础厚度、平面差。此外还要使基础有足够的埋置深度，以保证基尺寸和立面分层尺寸；然后进行地基和基础的各项础的稳定性和安全性。确定基础的埋置深度时，必验算。

须综合考虑地基的地质、地形条件、河流的冲刷程基础的验算内容包括地基强度验算、基底合力度、当地的冻结深度、上部结构形式，以及持力层偏心距验算，以及基础的整体稳定性（倾覆、滑动）稳定所需的最小埋深和施工技术条件等因素。对于验算。对于在建土层上的超静定梁，还应进行地基某一具体工程来说，往往是其中一两项因素起决定沉降量、相邻基础沉降量和地基不均匀沉降等验性作用，所以设计时，必须从实际出发，抓住主要算。验算所用荷载应选取最不利荷载组合值。

因素进行分析研究，确定合理的埋置深度。铁路和

"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""查［Ａ］．２００４年江苏省高速公路建设论文集［Ｃ］．北京：

人民交通出版社，２００４．

收稿日期：２００６－０３－１８

公路桥规均对埋置深度有具体规定。

Ｐ１

２基础的验算内容２．１

地基强度验算

ｈＥＣ３

ＥＡ

地基强度验算应保证基底发生的应力不超过地

Ｐ２

ｈ１

ｈ２

基持力层的强度（地基容许应力），对持力层下的软Ａ

ｙ弱下卧层１，也应验算其强度，具体的验算公式为：

σｅｒ１ｍａｘ＝（Ｎ／Ａ＋Ｍ／Ｗ）≤［σ］ｒ

σｍｉｎ＝（Ｎ／Ａ－Ｍ／Ｗ）≤［σ

］ｅ２

式中：Ｎ———基础底面以上的竖向总荷载；

Ｍ———

基底以上外力对基底形心轴的总力矩；图１

重力式桥台的倾覆稳定性验算

Ａ———

基础底面积；Ｔｉ———

作用在墩台上的水平力；Ｗ———

基础底面的截面模量；［ｋ０］———

倾覆稳定系数容许值，对不同的荷载［σ］———

地基容许承载力，其值由地基土的基组合，其值取１．２～１．５，按桥规采用。

本容许承载力［σ０］迭加基础宽度深度修正值（称为式（３）可转化为ｋ０＝ｙ／ｅ０≥［ｋ０］的形式，式中ｅ０为所宽深修正）而得，参见铁路或公路桥规的有关计算公有外力的合力的竖向分力对基底形心轴的偏心距。

式。

２．４

滑动稳定性验算

当σｍｉｎ≤０时，应按应力重分布重新计算σｍａｘ值。

基础的滑动稳定性按下式计算：

２．２

基底合力偏心距验算

限制基底合力偏心距的目的在于尽可能地使基

Ｋｃ＝ｆ∑Ｐ≥［Ｋｃ］

（４）

ｉ

底应力分布比较均匀，避免应力分布相差过大和基式中：ｆ———基础底面与地基土间的摩擦系数；

础产生较大的不均匀沉降，致使墩台发生倾斜而影［Ｋｃ］———

滑动稳定系数容许值，其值为１．３，对响正常使用，其验算式为：

施工临时荷载取１．２。ｅ０＝（Ｍ／Ｎ）≤［ｅ０］

（１）

２．５基础的沉降量验算

式中：ｅ对于超静定桥梁结构０———基底合力偏心距；

，当有必要时应验算基础［ｅ沉降量０］———基底容许偏心距，且［ｅ０］＝α・ρ

，其中ρ为，即：

基底截面核心半径，α为一系数，与荷载条件（恒载均匀沉降量：△≤２０Ｌ１／２作用或恒活载作用）和地基条件（土质地基、岩石地相邻墩台沉降量：△≤１０Ｌ１／２

基、坚质岩地基等）有关，取０．１～１．５，具体见铁路式中：△———沉降量或沉降差计算值（ｍｍ）；或公路桥规的具体规定。

Ｌ———

相邻跨中较短跨度（ｍ），对于铁路桥，其他符号意义同前。当Ｌ＜２４ｍ时，以２４ｍ计；对于公路桥，当Ｌ＜２５ｍ时，为便于计算，式（１）可改写为：

以２５ｍ计。

（ｅ０／ρ）＝１－σｍｉｎ／（Ｎ／Ａ）≤［ｅ０］／ρ

＝α（２）

对于超静定桥梁结构，应考虑由于基础不均匀２．３基础倾覆稳定性验算（见图１）沉降引起的附加力。基础的倾覆稳定性按下式计算：

参考文献

ｋ０＝Ｍ稳／Ｍ倾≥［ｋ０］（３）［１］何广义，车惠民，谢幼藩．铁道钢筋混凝土桥

式中：Ｍ稳———稳定力矩，见图１，Ｍ稳＝ｙ１∑Ｐｉ；

［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９８６．

∑Ｐｉ———

作用在墩台上的竖向力组合；［２］铁道部第三勘测设计院．桥梁设计通用资料［Ｍ］．ｙ１———桥台基底形心至最大受压边缘Ａ的距北京：中国铁道出版社，１９９４．

离；

［３］ＴＢＪ２－８５，铁路桥涵设计规范［Ｓ］．

Ｍ倾———

倾覆力矩，Ｍ倾＝∑Ｐｉｅｉ＋∑Ｔｉｈｉ；［４］ＪＴＪ０２１－８９，公路桥涵设计规范（合订本）［Ｓ］．

ｅｉ———

各竖向力到基底形心的距离；ｈｉ———

各水平力到基底的力臂；收稿日期：２００６－０３－２１

《交通标准化》２００６年第１０期

６３ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＳＴＡＮＤＡＲＤＩＺＡＴＩＯＮ．Ｎｏ．１０，２００６