扩大基础计算

10.4 刚性扩大基础计算算例一、设计资料1、 上部构造：25m 装配式预应力钢筋砼T 形梁，大梁全长24.96m ，计算跨径24.5m 。

行车道9m ，人行道m 5.12⨯。

上部构造（梁与桥面铺装）恒重所产生的支座反力：1500kN; 2、 支座：活动支座采用摆动支座，摩擦系数0.05； 3、 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载3.0kN/m 2; 4、 桥墩形式：采用双柱式加悬挑盖梁墩帽（见图）; 5、设计基准风压：0.6 kN/m 2;6、其他：本桥跨越的河为季节性河流，不通航，不考虑漂浮物；地基土质：第一层：粉质粘土，3/2.19m kN sat =γ，8.0=L I ，8.00=e ，kpa f a 1800=；第二层：中密中砂，62.00=e ，3/20m kN sat =γ，kpa f a 3000=；第三层：粉质粘土，3/5.19m kN sat =γ，9.0=L I ，8.00=e ，kpa f a 1600=。

（最大冲刷线）（设计洪水位）（最低水位）148146150（河床及一般冲刷线）139143.5144粉质粘土中密中砂软塑粉质粘土地质水文情况21030301537808010104201801801060顺桥向(单位：)横桥向（单位：）桥墩构造图145图10-14 桥墩构造图 图10-15 地质水文情况二、确定基础埋置深度从地质条件看，表层土在最大冲刷线以下只有0.5m ，而且是软塑状粉质粘土，地基容许承载力kpa f ao 180][=，故选用第二层土（中密中砂）作为持力层，kpa f ao 350][=，初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m 处，标高为142.2m ，基础埋深2.8m 。

三、基础的尺寸拟定基础分两层，每层厚度0.8m ，襟边取0.60m ，基础用C15，刚性角0m ax 40=α，基础的刚性角验算为：max 019.368.026.02tan αα<=⨯⨯=-，满足刚性扩大基础的刚性角要求。

交通与汽车工程学院科技论文写作课程名称: 科技论文写作课程代码: 6010419论文题目:成渝高速公路A标段基础工程设计年级/专业/班: 2011级交通工程3班学生姓名: 景浩学号: 332011081802105科技论文写作成绩：学习态度及平时成绩（30）文献查阅能力（20）创新（5）论文撰写质量（45）总分（100）教师签名：年月日目录1、天然地基上浅基础类型、适用条件........................................................ 错误！未定义书签。

1.1天然地基浅基础的一般分类............................. 错误！未定义书签。

1.2天然地基浅基础的各种分类............................. 错误！未定义书签。

2、刚性扩大基础施工.................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1旱地上基坑开挖及围护................................. 错误！未定义书签。

2.2基坑排水 (3)2.2.1表面排水法 (3)2.2.2井点法降低地下水位 (3)2.3水中刚性扩大基础修筑时的围堰工程..................... 错误！未定义书签。

2.3.1表面排水法 (3)2.3.2地下连续墙围堰法 (4)3、成渝高速公路A标段刚性扩大基础的设计与计算 (4)3.1设计资料 (4)3.2确定基础埋置深度..................................... 错误！未定义书签。

3.3基础的尺寸拟定 (5)3.4作用效应计算 (6)3.5作用效应组合 (8)3.6地基承载力验算 (8)3.7基底合力偏心距验算 (9)3.8基础稳定性验算....................................... 错误！未定义书签。

矩形基础扩大基础详细计算书编制人：审核人：编制日期：单位名称：1计算资料1.1编制依据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）1.2结构信息1.2.1几何尺寸扩大基础结构图1.2.2材料参数1.3荷载信息集中荷载汇总表1.4地质信息土层工程地质物理力学参数表1.5水文信息设计水位标高(m)：75常水位标高(m)：72低水位标高(m)：69水浮力合力点位置X(m)：0水浮力合力点位置Y(m)：0墩台截面的平均面积(m2)：6基底透水时验算地基应力是否计入水浮力：否一般冲刷线标高(m)：67.52外载效应基底中心单项荷载内力表3基底合力偏心距验算3.1组合内力组合原则：长期效应组合指公路基规4.2.5条中的永久作用标准值效应组合，短期效应组合指4.2.5条中作用标准值效应组合。

基底合力偏心距验算内力组合表3.2基底合力偏心距验算基底合力偏心距验算表4基底应力验算4.1持力层修正地基承载力容许值计算持力层修正地基承载力容许值计算表(一般地基)4.2组合内力组合原则：短期效应组合与偶然效应组合，按照公路基规第1.0.8条的要求取值；长期效应组合专用于公路基规第3.3.6条第1项第2款。

基底应力验算内力组合表4.3基底应力验算基底应力验算表5软弱下卧层地基应力验算5.1软弱下卧层修正地基承载力容许值计算软弱下卧层修正地基承载力容许值计算表(软土地基)5.2软弱下卧层地基应力验算软弱下卧层地基应力验算公共参数表软弱下卧层地基应力验算表软弱下卧层地基应力验算表6抗冻拔稳定性验算季节性冻土抗冻拔稳定性验算表7抗倾覆稳定性验算7.1组合内力组合原则：按公路基规4.4.3条的要求取值。

抗倾覆稳定性验算内力组合表7.2抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算表8抗滑动稳定性验算组合原则：按公路基规4.4.3条的要求取值。

目录一、基本设计资料 (1)二、设计内容： (1)（一）中墩及基础尺寸拟定 (1)1.墩帽尺寸拟定 (1)2.墩身尺寸确定 (2)3基础尺寸确定.................................. - 4 - （二）墩帽局部受压验算. (4)1.上部构造自重 (4)2.墩身自重计算 (4)3.浮力计算 (5)4.活载计算 (5)5.水平荷载计算 (7)6.墩帽局部受压验算 (8)（三）墩身底截面验算 (9)1.正截面强度验算 (9)2.基底应力验算 (10)3.稳定性验算.................................. - 10 -4.沉降量验算.................................. - 10 -5.墩顶水平位移验算............................ - 10 -混凝土实体中墩与扩大基础设计一、基本设计资料1.设计荷载标准：公路II级2.上部结构：上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支T梁。

跨径40m，计算跨径38.80m，梁长39.96m，梁高230cm，支座尺寸25cm×35cm×4.9cm（支座为板式橡胶支座，尺寸为顺×横×高），主梁间距160cm，桥面净宽为7+2×0.75m，一孔上部结构荷载为5070kN。

3.水文资料：设计水位182.7m 河床标高177.65m; 一般冲刷度 1.60m; 局部冲刷深度2.80m。

4.地质资料：表层3米厚为软塑粘性土，其液性指数I L=0.8；孔隙比e=0.7；容重γ=18.0kN/m3，以下为砾砂，中密γ=19.7kN/m3。

二、设计内容：（一）中墩及基础尺寸拟定1.墩帽尺寸拟定（采用20号混凝土）顺桥向墩帽宽度：b≥f + a +2c1 + 2c2f = 40m(跨径)－38.80m(计算跨径)＝1.20m支座顺桥向宽度a = 0.25m查表2-1 c1=0.1m c2=0.2mb =1.20 + 0.25 + 2×0.1 + 2×0.2=2.05m按抗震要求：b/2 ≥ 50+L(跨径) =50+40=90cm b =2.05m则取满足上述要求的墩帽宽度b=2.05m横桥向墩帽宽：矩形：B = 两侧主梁间距 + a + 2c1 + 2c2=1.6×4+ 0.35 + 2×0.1+ 2×0.2=7.35m圆端形：B=7.35 + b =7.35+2.05=9.4m桥面净宽：7＋2×0.75=8.5m 8.5－1.6×5=0.5m 人行道一边悬出0.25m2.墩身尺寸拟定： ①桥墩立面尺寸墩帽厚度为40cm ，按非通航河流桥下净空定为0.75m(0.5～1m)； 梁底标高＝设计水位＋0.75＝182.7＋0.75＝183.45m ； 墩身顶面标高为：183.45－0.049(支座高)＝183.401m ；基底标高为：177.65（河床标高）－1.2（局部冲刷）－1.60（一般冲刷）－2（最小埋置深度，查表3.1）＝172.85m ； 基础埋深为：1.2＋1.6＋2＝4.8m；墩顶标高为：183.45－0.049(支座厚)－0.4(墩帽厚)=183.001m ； 墩底标高为：172.85+1.5=174.35m ； 墩高：183.001－174.35=8.651m ， 满足上述要求取9m 。

说明：1.土压力计算以基础后趾的竖直面作为假想台背，台后襟边上的填土作为台身一部分。

2.土压力高度算至基底。

一.桥台尺寸：台背宽度b1=0.260台背高度h1=0.700台背长度L1=7.000台帽宽度b2=1.000台帽高度h2=0.400台帽长度L2=7.000台帽前檐a=0.050台身上宽b3=0.950台身高度h3=2.130台身长度L3=7.000台身前坡n1=8.50台身后坡n2=5.63台身下宽b4=1.600基础襟边a1=1.100基础襟边a2=0.600基础宽度b5=3.300基础高度h4=1.500基础长度L4=8.000支座至台背d=0.380支座至基础中心距=-0.032二.荷载计算：桥台自重计算：容重（t/m3）重量（t）对基底中心偏心距（m）对基底中心力矩（t*m）台背 2.5 3.185-0.542-1.725台帽 2.57.000-0.172-1.202台身 2.445.625-0.220-10.028基础 2.495.0400.0000.000台后襟边上土柱 1.834.739-42.170合计185.589-55.124上部结构反力：竖向力N（t）水平力Q（t）对基底中心力矩M（t*m）恒载59.21-1.88活载-汽车21.609.0035.59活载-挂车0.000.00支座摩阻力T：14.8845.90台后填土侧压力：台背倾角α=5土压力系数μ=0.282填土坡度β=0土压力计算高度H=4.73土的内摩擦角φ=35破坏棱体长度L=2.55台背与土摩擦角δ=17.5汽车换算土层厚h=1.49挂车换算土层厚h=0.00填土土压力E=39.748汽车土压力Eq=25.042挂车土压力Eg=0.000 Ex=36.722Eqx=23.136Egx=0.000Ey=15.211Eqy=9.583Egy=0.000Me=32.801Meq=38.904Meg=0.000三.荷载组合：竖向力N=260.01水平力Q=36.72弯矩M=-24.20 1.恒载+填土土压力竖向力N=281.61水平力Q=36.72弯矩M=-24.88竖向力N=281.61水平力Q=45.72弯矩M=11.394.恒载+填土土压力+桥上汽车反力+支座摩阻力竖向力N=281.61水平力Q=51.60弯矩M=21.025.恒载+填土土压力+桥上挂车反力竖向力N=260.01水平力Q=36.72弯矩M=-24.206.恒载+填土土压力+台后汽车土压力竖向力N=269.59水平力Q=59.86弯矩M=14.717.恒载+填土土压力+台后汽车土压力+支座摩阻力竖向力N=269.59水平力Q=74.74弯矩M=60.618.恒载+填土土压力+台后挂车土压力竖向力N=260.01水平力Q=69.82弯矩M=-24.20竖向力N=273.00水平力Q=75.00弯矩M=128.602419.201.483.50>1.30.41.456>1.33.恒载+填土土压力+桥上汽车反力+制动力2.恒载+填土土压力+桥上汽车反力抗倾覆稳定 K 0=抗滑动稳定 K c =基底摩擦系数u=四.地基承载力及稳定性：地基土承载力[б0]=前端地基应力б1=后端地基应力б2=工程量1.2742.8 19.010 39.600。

水泥灰罐桩基础承载力及稳定性计算书项目名称_____________日期_____________计算_____________复核_____________审核_____________日期_____________一、设计资料1、扩大基础尺寸：10×10×0.5m（长、宽、高）兼作基础功能；承台底换填砂0.5m；木桩群桩桩径D=0.18m；入土深度8m。

（详见示意图）2、设计荷载：装满水泥的水泥灰罐自重65T×2+110T×2=330TC20混凝土扩大基础自重，10×10×0.5×2.5T/m3=125T基础与水泥灰罐全部自重455T3、土质自地面而下的分布情况为上述土质情况表明，淤泥土为荷载的主要承载体根据《泉州晋江大桥详勘—工程地质报告》，淤泥质软土地基容许承载力推荐值[σ]=50kPa[τ]取10KN二、木桩群桩基础及扩大基础示意图立面图平面图三、 验算内容①、 混凝土扩大基础的承载力验算 ②、 整体抗倾覆性验算 ③、 基础抗滑性验算④、 混凝土基础上表面细部承载力验算 四、 验算过程1、混凝土扩大基础的承载力①、混凝土扩大基础的容许承载力[σ]计算[σ]=[σ0]+K1r1(b-2)+k2r2(h-3)=[σ0] (淤泥质土k1=0,h ＜3m ) 则[σ]= [σ0]=50KPa砂垫层底面尺寸应为：11×11米,但不考虑砂垫层的内摩擦角的作用。

基底的最大应力σMAX 计算σMAX =AN =1004500=450KPa ＜[σ]=500KPa所以基础承载力小于地基承载力。

2、灰罐及基础整体抗倾覆验算图示：①基底偏心矩验算按基础受荷载组合Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ作用于淤泥层时验算，即：e0=ΣM/NΣM………………………竖向荷载相对于基底形心的弯矩之和N……………………………………………基底合力的竖向分力ΣM=162KN×8=1.30×106N·MN=5000KN=5×106Ne0=1.30×106/5×106=0.26m又基础底面的核心半径ρ=W/A=1/6a3÷a2=1/6×103÷102=1.67mW ………………………基础底面的截面模量A ………………………基底的面积所以，e0=0.26m≤ρ=1.67m;在允许范围之内，满足要求。

飞天桥扩大基础计算00一、设计资料001、上部构造：17m 装配式预应力钢筋砼空心板梁，计算跨径16.96m 。

行车道10.5m ，人行道2m 。

上部构造（梁与桥面铺装）恒重所产生的支座反力：3527kN;002、支座：活动支座采用摆动支座，摩擦系数0.05；0003、设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载4.5kN/m 2;0004、桥墩形式：采用双柱式加悬挑盖梁墩帽（见图）;0005、设计基准风压：0.6 kN/m 2;0006、其他：本桥跨越的河为季节性河流，不通航，不考虑漂浮物；地基土质：第一层：粉质粘土，3/2.19m kN sat =γ，8.0=L I ，8.00=e ，kpa f a 1800=；第二层：中密中砂，62.00=e ，3/20m kN sat =γ，kpa f a 3000=；第三层：粉质粘土，3/5.19m kN sat =γ，9.0=L I ，8.00=e ，kpa f a 1600=。

00（最大冲刷线）（设计洪水位）（最低水位）148146150（河床及一般冲刷线）139143.5144粉质粘土中密中砂软塑粉质粘土地质水文情况21030301537808010104201801801060顺桥向(单位：)横桥向（单位：）桥墩构造图145图10-14 桥墩构造图图10-15 地质水文情况00二、确定基础埋置深度000从地质条件看，表层土在最大冲刷线以下只有0.5m ，而且是软塑状粉质粘土，地基容许承载力kpa f ao 180][=，故选用第二层土（中密中砂）作为持力层，kpa f ao 350][=，初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m 处，标高为142.2m ，基础埋深2.8m 。

00三、基础的尺寸拟定000基础分两层，每层厚度1m ，襟边取0.70m ，基础用C15，刚性角0max 40=α，基础的刚性角验算为：000max 019.368.026.02tan αα<=⨯⨯=-，满足刚性扩大基础的刚性角要求。

现浇箱梁扩大基础及边坡稳定性计算上部荷载：N=2600KN 地基承载力：f=110KPa埋置深度：d=2m 地基土及基础平均重度：△=20KN/m则基础底面积：ＡN/（f-△d）=2600/（110-202）=37.14m２根据万能杆件支架及箱梁横向尺寸，取扩大基础尺寸为：aad=6.56.51.5m2、大堤边坡稳定性计算边坡高度：11.5m 扩大基础宽：6.5m基础距边坡边缘：1m 坡脚至坡顶水平距离：28m基础承受上部荷载：N=2600KN内摩擦角：=100 粘聚力：c=15KPa 2. 1 本计算采用圆弧法分析大堤边坡稳定性。

取滑动圆弧下端通过坡脚A点，上端通过支架扩大基础边缘，半径R 为40m，圆心为O。

2．2 取土条宽度b=R/10=4m。

2．3 土条编号：作圆心O的铅垂线OO，铅垂线处为0条，依次向上编号为1、2、3，4，5，6，7，向下编号为-1、-2。

2．4 计算圆弧AB的弧长l：设AB弦长为L，则有：sin/2=L/2R=（11.52+362）1/2/(240)=0.472375所以: =56.3810l=56.3813.1440/180=39.34m2. 5 上部荷载分布:上部荷载2600KN,分布在6.5m宽扩大基础的6、7两个土条上，这里近似取每个土条上承受1300KN。

扩大基础长为6.5m，边坡稳定计算取1m长，则作用在6、7两个土条上的计算上部荷载为200KN。

2．6 边坡各土条切向力与摩阻力列表计算如下：编号土条重量Qi=hi/KN sini 切向力/(KN)Ti=Qisin cosi 法向力(KN)Ni=Qicosi tg 摩阻力(KN)Nitg 总的粘聚力(KN)Cl-2 190.37=7.0 -0.2 -1.4 0.980 6.86 0.1763 1.21 1539.34=590.1-1 191.76=33.4 -0.1 -3.34 0.995 33.233 5.861 195.00=95.0 0.1 9.5 0.995 94.525 16.662 196.08=115.5 0.2 23.1 0.980 113.19 19.963 196.68=126.9 0.3 38.07 0.954 121.063 21.344 196.82=129.6 0.4 51.84 0.917 118.843 20.955 196.17=117.2 0.5 58.6 0.866 101.495 17.896 193.87+200=273.5 0.6 164.1 0.800 218.800 38.577 191.28+200=224.3 0.7 157.01 0.714 160.150 28.23合计497.48 170.672.7 边坡稳定安全系数计算K=MR/MT =R(Nitg+cl)/(RTi)=(170.67+590.1)/497.48=1.53(安全)注:1、本计算未考虑大堤护坡的有利因素。

交通与汽车工程学院科技论文写作课程名称: _____________ 课程代码: __________________ 6010419 ________________ 论文题目:成渝高速公路A标段基础工程设计年级/专业/班: 20行级交通工程3班 _______________________________ 学生姓名: _________________ 景渣____________________ 学号: __________________________科技论文写作成绩:学习态度及平时成绩(30) 文献查阅能力 (20)创新(5) 论文撰写质量(45)总分(100)教师签名：年月日1＞天然地基上浅基础类型、适用条件................................................................. 错误!未定义书签。

天然地基浅基础的一般分类.............................................................................. 错误!未定义书签。

天然地基浅基础的各种分类.............................................................................. 错误!未定义书签。

2、刚性扩大基础施工................................................................................................. 错误!未定义书签。

早地上基坑开挖及国护...................................................................................... 错误!未定义书签。

中欧规范关于扩大基础地基沉降计算的比较摘要: 介绍中欧规范对扩大基础地基沉降的组成，瞬时沉降、主固结沉降的计算方法。

以某厂房扩大基础为例，对比分析中欧岩土工程设计规范扩大基础地基沉降计算的异同点。

实例表明欧洲规范确定扩大基础地基沉降与国内规范确定沉降相差约30% ，国内规范更为保守。

关键词: 中欧规范；岩土工程；扩大基础；沉降计算；对比分析0引言EN1997为欧洲规范第7卷，由EN1997－1:岩土工程设计与EN1997－2:场地勘察与岩土试验两部分组成［1－2］，扩大基础沉降计算是岩土设计的主要内容，对其设计原理、计算公式以及计算精度进行深入研究，并与国内规范设计方法对比分析，其结果可供涉外工程技术人员及国内规范修订参考。

1 地基沉降扩大基础的最终沉降包含三个部分：瞬时沉降、（主）固结沉降、徐变沉降（次固结沉降）。

瞬时沉降，主要由土层的恒定体积变形引起的。

（主）固结沉降，是由土壤排水引起的体积变化所产生的沉降。

徐变沉降是土中超孔隙水压力已全部消散，有效应力不变的情况下，由土的固体骨架长时间缓慢蠕变所产生的沉降。

沉降的组成，各部分的定义和说明，欧洲规范、国内规范是一致的。

2 瞬时沉降计算国内土力学地基基础［3］中，根据模型试验和原型观测资料表明，饱和黏性土的瞬时沉降，可近似地按弹性力学公式计算：式中：w 为沉降系数，刚性方形取0.88，刚性圆形取0.79； u 为泊松比；E 为地基土的变形模量，MPa ； p 为均匀荷载，kPa ；B 为矩形荷载的短边或圆形荷载的直径。

欧洲规范［4］，对于独立基础，该基础设置于厚度不限的均质水平土层之上，承受集中垂直荷载，其瞬时沉降量s i 由下列公式计算：式中：是一个取决于基础的形状和刚度的系数，如下表：u为泊松比；E为地基土的杨氏模量，对于细粒土，宜采用不排水值Eu，MPa；p为均匀荷载，kPa；B为基础宽度。

为基础对土层施加的平均应力；对比可以发现，中欧规范对于瞬时沉降的计算，主要差别在于沉降系数，欧洲规范取值更复杂。