浅基础的构造和尺寸

浅基础的构造和尺寸主讲人：张亚琴河北交通职业技术学院01020304项目二桥梁下部构造与设计刚性浅基础的构造与设计桩基础的构造与设计沉井的类型及其基础构造05桥梁墩台的形式与构造桥梁下部施工技术地基与基础的概念浅基础的构造和尺寸C目录ONTENTS1浅基础2刚性基础3刚性角4台阶扩大基础5基础高度6基础平面尺寸1浅基础浅基础如果地基内部是良好的土层或者上部有较厚的良好土层，能承受基础传来的全部荷载时，则一般将基础直接做在天然土层上，这种地基称为天然地基。在天然地基上，基础的埋置深度h〔无冲刷时，为从河底或地面至基础底面的距离；有冲刷时，为从最大冲刷线（包括河床自然演变冲刷、设计洪水位的一般冲刷深度及构造物阻水引起局部冲刷深度）至基础底面的距离〕小于5m的基础称为浅基础。浅基础由于埋入土层较浅，在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑，施工方法也较简单，因此是条件适宜时的首选基础形式。2刚性基础刚性基础桥梁墩台的体积一般比较庞大，故其基础常采用大块实体基础的形式，使用块石或混凝土等圬工材料做成。基础的平面形状通常为矩形，基础的平面尺寸一般较墩、台底面宽大，每边扩大的尺寸最小为0.2～0.5m，具体视土质、基础厚度、埋置深度及施工方法而定。当基础底面为满足地基强度要求而需要扩大时，基础将伸出墩（台）身外，这样在地基反力σ的作用下，基础的悬出部分将受挠曲而产生拉应力，如图2-4（a）所示。由于一般基础所用的圬工材料的抗压强度较大，而抗拉强度很小，因此，为防止基础的悬出段因受挠曲而开裂、破坏，其悬出段的长度应控制在一定范围内，这种基础称为刚性基础。3刚性角刚性角刚性基础的悬出段长度通常用压力分布角α来控制，α角是自墩（台）身底的边缘与基底边缘的连线和竖直线间的夹角〔见图2-4（b）〕，即使α≤αmax，其中，αmax称为刚性角，刚性角αmax与基础圬工材料的强度有关。根据《桥梁设计常用数据手册》（《桥梁设计常用数据手册》编写委员会，北京：人民交通出版社，2005），常用基础材料的刚性角αmax值可按下述数据取用：砖、片石、块石、粗料石砌体，当用5号以下砂浆砌筑时，αmax≤30°；砖、片石、块石、粗料石砌体，当用5号以上砂浆砌筑时，αmax≤35°；混凝土浇筑时，αmax≤40°。刚性角因此，在设计刚性基础底面尺寸时，凡满足α≤αmax条件，即可认为基础刚度很大，它在荷载作用下的挠曲变形很小，不会因受拉而开裂破坏，基础本身的强度可以得到充分的保证，可不予验算。若α>αmax，则不是刚性基础，一般称为柔性基础，应验算基础的弯曲拉应力和剪应力强度，并设置必要的钢筋。基础挠曲变形4台阶扩大基础台阶扩大基础当基础较厚时，可在纵、横两个剖面上砌筑成台阶形，以减小基础自重，节省材料，如图所示。台阶扩大基础5基础高度基础高度一般要根据墩（台）身的结构形式、荷载大小、基础材料等来确定基础高度。具体做法：首先根据基础埋置深度的要求，确定基底标高；再按照水中基础顶面不高于最低水位，在季节性河流或旱地上的墩（台）基础顶面不高出地面的原则，定出基顶标高。那么，基础顶、底标高之差即为基础高度H。在一般情况下，大、中桥墩（台）基础的高度为1.0～2.0m。6基础平面尺寸基础平面尺寸基础的平面尺寸应根据墩（台）身的底面形状来确定。虽然墩（台）身的底面形状以圆形居多，但考虑到施工的方便，基础平面