土力学与地基基础7

第七章地基与基础概述土力学与地基基础目录7.1地基与基础的类型7.2桥梁基础的设计原则一地基与基础的概念

二基础的类型7.1地基与基础的类型地基与基础的概念受结构物影响的那一部分地层称为地基，结构物与地基接触的部分称为基础。以桥梁为例，其上部结构为桥跨结构，下部结构包括桥墩、桥台及其基础，

桥梁结构示意图一、地基与基础的概念二、基础的类型1-下部机构；2-基础；3-地基；4-桥台；5-桥墩；6-上部结构地基与基础的概念地基根据其是否经过加固处理而分为天然地基和人工地基两大类。凡在未加固过的天然土层上直接修筑基础的地基，称为天然地基。天然地层土质过于软弱或有不良的工程地质问题，需要经过人工加固处理后才能修筑基础，这种经过加固处理后的地基称为人工地基。

桥梁结构示意图一、地基与基础的概念二、基础的类型1-下部机构；2-基础；3-地基；4-桥台；5-桥墩；6-上部结构一地基与基础的概念

二基础的类型7.1地基与基础的类型明挖基础采用露天敞坑放坡开挖、遇地下水位较高或松软地层放坡开挖有困难时使用支撑或喷射混凝土护壁来保证基坑开挖，然后在整平的岩土地基上砌筑基础，这种基础称为明挖基础。明挖基础基坑开挖深度不大，多为浅基础。明挖基础又称为扩大基础。

明挖基础一、地基与基础的概念二、基础的类型基础的类型基础的类型2.桩基础当地基上部土层松软、承载力较低或河床冲刷深度较大，须将基础埋置较深时，常采用桩基础或沉井基础。桩基础是借助设于土中的桩，将承台和上部结构的荷载传到深层土中的一种基础形式，如图所示。

桩基础一、地基与基础的概念二、基础的类型基础的类型3.管柱基础通常将采用大直径预制管桩的桩基础称为管柱基础，如图所示。管柱特别适宜使用的天然环境及条件为：①深水；②岩面不平；③冲刷深度可能达到岩面；④岩面下有溶洞，须穿过后放置在坚实深层；⑤风化岩面不易用低压射水及吸碴清除，因而，将达不到嵌固和支承条件；⑥采用高低承台构造有显著优点，但必需有足够的强度和刚度，例如大跨度梁下的支墩；⑦河床有很厚的砂质覆盖层。

管柱基础一、地基与基础的概念二、基础的类型基础的类型4.沉井基础沉井一般是在墩位所在的地面上或筑岛面上建造的井筒状结构物，如图所示。通过在井孔内取土，借由自重的作用，克服土对井壁的摩擦力而沉入土中。沉井是深埋和深水基础的常用和适宜型式，既宜于水上施工，也便于陆上工作。

沉井基础一、地基与基础的概念二、基础的类型基础根据其埋置深度分为浅基础和深基础。将埋置深度较浅（一般在数米以内），一般可用比较简单的施工方法修筑的基础称为浅基础。由于浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土层上，且施工较复杂（一般要用特殊的施工方法和设备）的基础称为深基础。基础根据其结构特征分为平基和桩基。平基的基底一般为一平面（修筑在倾斜岩面上的基础底面可做成台阶状）。工程界常把平基按基底的埋置深度大致分为浅平基和深平基两类。

基础的类型基础根据其施工作业和场地布置分为以下类型：1．陆上基础2．浅水基础3．深水基础桥梁基础的结构强度需满足施工过程和永久运行两个阶段的要求。从结构力学考虑基础构件材料强度须能承受与分布荷载及岩土提供的支承反力；从岩土力学考虑基础结构传来的各项作用力素应不超过岩土的局部和整体支承能力。通常，在进行建筑物设计时，有三种地基基础设计方案可供比选，即天然地基上的浅基础、天然地基上的深基础以及人工地基上的浅基础。

基础的类型一设计原则

二基础工程设计和施工所需资料7.2桥梁基础的设计原则

二计算作用的确定

基础的类型基础工程的设计计算的基本原则是：1.基础底面的压应力小于结构物的容许承载力；2.地基与基础的变形值小于结构物容许的沉降值；3.地基与基础的整体稳定性应得以保证；4．基础本身的强度应满足要求。一设计原则

二基础工程设计和施工所需资料7.2桥梁基础的设计原则

二计算作用的确定

基础工程设计和施工所需资料1．建筑物情况，包括上部结构形式和结构设计图、建筑物用途、桥梁和墩台的构造和尺寸等。选择基础的类型、形状和尺寸，必要时收集这方面资料。2．荷载作用情况，包括可能作用于建筑物上的各种荷载的大小、方向、作用位置、荷载性质等。3．水文资料，如桥梁所在江河水流上的高水位、低水位和常水位，水流流速及冲刷深度等。

基础工程设计和施工所需资料4．工程地质土质资料，主要是地质剖面图或柱状图，图上有各土层的分布状况，厚度、冻结深度等、地下水位高度，土中有无大而硬的孤石或其它物质，岩面标高、倾斜度或其它的地质情况等还必须有各种地基土必要的物理、力学性质指标。5．施工条件，包括施工队伍的人力、物理（主要是机具设备等）和技术水平（包括施工经验），投资和施工期限以及附近的材料，水电供应和交通等情况一设计原则

二基础工程设计和施工所需资料7.2桥梁基础的设计原则

二计算作用的确定公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）中规定：公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类。

一、作用的分类

二、作用效用组合计算作用的确定永久作用是长期或恒定的作用。如结构物的重力、土的重力、土侧压力、水的浮力和基础变位作用力等。永久作用采用标准值，对结构自重可按结构构件的设计尺寸与材料的重力密度计算确定。偶然作用，偶然或极少出现的作用，如地震作用，船只或漂浮物的撞击作用。偶然作用应根据调查、试验资料，结合工程经验确定其标准值。可变作用，这类作用的时间和大小是可变的。如汽车荷载、汽车冲击力、汽车离心力、汽车引起的土侧压力、人群荷载、汽车制动力、风荷载、流水压力、支座摩阻力等。可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值、频遇值或准永久值。可变作用的标准值应按规范有关章节的规定采用；频遇值为可变作用标准值乘以频遇系数ψ1，准永久值为可变作用标准值乘以准永久值系数ψ2

。作用的设计值规定为作用的标准值乘以相应的作用分项系数。公路桥涵设计通用规范》（JTG

D60-2004）中规定：公路桥涵设计采用的作用分为永久作用、可变作用和偶然作用三类。

一、作用的分类

二、作用效用组合计算作用的确定公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：

一、作用的分类二、作用效用组合计算作用的确定基本组合永久作用的设计值效应与可变作用设计值效应相组合，其效应组合表达式为：或公路桥涵结构按承载能力极限状态设计时，应采用以下两种作用效应组合：

一、作用的分类二、作用效用组合计算作用的确定2.偶然组合永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应相组合。偶然作用的效应分项系数取1.0；与偶然作用同时出现的可变作用，可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。地震作用标准值及其表达式按现行《公路工程抗震设计规范》规定采用。公路桥涵结构按正常使用极限状态设计时，应根据不同的设计要求，采用以下两种效应组合：

一、作用的分类二、作用效用组合计算作用的确定1.作