土木工程专业基础工程25刚性扩大基础的设计与计算
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基础工程课程设计计算说明书刚性扩大基础设计计算说明书录一、设计资料 (2)二、桥台及基础构造和拟定的尺寸 ............................................................................................... 3 三、荷载计算 .. (4)(一)、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算 ................................................. 4 (二)土压力计算 . (5)1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 (5)(三)支座活载反力计算 ............................................................................................................... 8 四、工况分析 (10)(一)桥上有汽车及人群荷载,台后无活载 ..................................................................... 10 (二)桥上有汽车及人群荷载,台后有汽车荷载 ............................................................. 11 (三)桥上无活载,台后无活载 ......................................................................................... 11 (四)桥上无活载,台后有汽车荷载 ................................................................................. 11 (五)无上部构造时 ............................................................................................................. 11 五、地基承载力验算 (11)(一)台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 ......................................................... 11 (二)基底压应力计算 ......................................................................................................... 12 (三)地基承载力验算 ......................................................................................................... 13 六、基底偏心距验算 .. (14)(一)仅受永久作用标准值效应组合时,应满足0e ρ≤0.75 ........................................ 14 (二)承受作用标准值效应组合时,应满足0e ρ≤ ......................................................... 15 七、基础稳定性验算 ..................................................................................................................... 15 (一)倾覆稳定性验算 ......................................................................................................... 15 (二)滑动稳定性验算 ......................................................................................................... 16 八、沉降计算 (17)一、设计资料某桥上部结构采用钢筋混凝土T 形梁,标准跨径20.00m ,计算跨径19.60m 。
刚性扩大基础施工方案摘要:本文旨在介绍和讨论刚性扩大基础施工方案的设计、施工过程以及相关注意事项。
刚性扩大基础是一种常用的土木工程技术,主要用于在需要增加建筑物荷载或改变建筑物布局的情况下,扩大建筑物的基础面积。
本文将重点介绍刚性扩大基础的施工流程和相关技术。
1. 简介刚性扩大基础是一种常用的土木工程技术,其主要目的是增加建筑物的基础面积,以承受更大的荷载或适应建筑物布局的变化。
它适用于建筑物扩建、改造或重建的情况下。
刚性扩大基础通过增加基础的面积来提供更大的支撑面积,从而增加建筑物的稳定性和承载能力。
2. 刚性扩大基础的设计在设计刚性扩大基础时,需要考虑以下几个关键因素:- 承载能力:基础的设计应满足建筑物所需的承载能力,这涉及到确定所需的基础尺寸和深度。
- 地质条件:地质勘察和分析是设计刚性扩大基础的重要一步,以确保基础能够承受地质条件带来的不均匀沉降或差异。
- 建筑物布局:刚性扩大基础应根据建筑物的布局需求进行设计,以确保基础能够适应新的结构布局。
3. 刚性扩大基础的施工流程刚性扩大基础的施工流程包括以下步骤:- 地面准备:在开始施工之前,需要清理和平整施工现场,并检查地面的坚实度和稳定性。
- 基础开挖:根据设计文件的要求,进行基础的开挖,确保基础达到设计要求的深度和尺寸。
- 基础加固:为了增加基础的稳定性,可以采用加固材料,如钢筋和混凝土,以确保基础的承载能力。
- 基础浇筑:一旦基础开挖和加固完成,可以进行基础的浇筑,使用混凝土或其他适当的材料进行施工。
- 基础养护:完成基础浇筑后,需要进行养护,以确保基础有足够的时间来达到所需的强度和稳定性。
4. 刚性扩大基础施工的注意事项在刚性扩大基础的施工过程中,需要注意以下几个方面:- 施工材料选择:根据设计要求,选择适合的施工材料,并确保质量合格。
- 施工工艺和流程:严格按照施工工艺和流程进行施工,以确保基础的质量和稳定性。
- 安全措施:在施工过程中,要注意安全措施,确保施工人员的安全,包括戴好安全帽、穿好防护服等。
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。
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0max 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。
刚性扩大基础设计刚性扩大基础设计是指对建筑物的基础进行改造或增加设计,以适应建筑物的扩大或改变。
在今天的建筑设计中,由于人们的需求变化或者使用年限的增加,建筑物可能需要扩大或改变用途,这就需要对基础进行相应的设计。
接下来,我将详细介绍刚性扩大基础设计的过程以及设计的原则。
第一步,了解建筑物的扩大范围和目的。
在进行刚性扩大基础设计之前,需要确定建筑物的扩大范围和目的。
这包括建筑物的扩大面积、扩大方向以及扩大后的用途等。
只有了解了这些基本信息,才能进行后续的设计工作。
第二步,进行地质勘察和基础原始设计。
在进行刚性扩大基础设计之前,需要进行地质勘察以确定地下土层的情况和承载力。
根据勘察结果,可以进行基础原始设计,确定基础的形式和尺寸。
第三步,进行结构设计。
在进行刚性扩大基础设计时,需要考虑建筑物的扩大后的重量以及与地基之间的力学和结构关系。
根据这些因素,可以设计出适合的基础结构,并进行相应的计算和分析。
第四步,确定基础材料和施工工艺。
根据基础设计的要求,需要确定合适的基础材料和施工工艺。
基础材料包括混凝土、钢筋等,施工工艺包括浇筑、加固等。
这些都需要根据具体情况进行选择和确定。
第五步,进行监测和验收。
在刚性扩大基础设计完成后,需要进行监测和验收工作。
监测可以通过安装仪器和传感器等设备来实现,以监测基础的变形和承载力等指标。
验收工作包括对基础材料、施工工艺和设计要求的检查,以保证基础的质量和安全。
根据以上步骤,可以进行刚性扩大基础设计,以满足建筑物的扩大和改变需求。
在设计过程中,还需要遵循以下原则:第一,保证基础的稳定性。
刚性扩大基础设计的首要原则是保证基础的稳定性,即基础在扩大后能够正常承载建筑物的荷载并保持稳定。
这就需要进行充分的结构计算和分析,以确定合适的基础结构和尺寸。
第二,考虑地质条件。
刚性扩大基础设计还需要考虑地质条件,包括地下土层的承载力和地下水位等。
这些因素会对基础的设计和施工产生影响,需要进行相应的分析和处理。
刚性基础与扩展基础的设计计算刚性基础与扩展基础的设计计算2010-04-1909:242-4-1地基承载力验算如前所述直接支承基础的地基土层称为持力层在持力层下面的各土层称为下卧层若某下卧层承载力较持力层承载力低则称为软弱下卧层。
地基承载力的验算应进行持力层的验算和软弱下卧层的验算。
下面首先介绍持力层的验算。
1.中心受荷基础各级各类建筑物浅基础的地基承载力验算均应满足式2.5的要求。
即基础底面的平均压力不得大于修正后的地基承载力特征值。
如图2.9示一单独基础其埋深为d承受作用于基础顶面且通过基础底面中心的竖向荷载Fk基础底面积为A基底平均压力表示为: 2-16 式中Fk-相应于荷载效应标准组合时上部结构传至基础顶面的竖向力值Gk-基础自重和基础上的土重。
对一般实体基础可近似地取GkγGAdγG为基础及回填土的平均重度可取γG20kN/m3但在地下水位以下部分应扣去浮托力。
将Gk代入式2-16并满足pk≤fa可得: 2-17 对墙下条形基础通常沿墙长度方向取1m进行计算此时可得基础宽度为: 2-18 式2-18中的Fk为基础每米长度上的外荷载kN/m。
2.偏心受荷基础工程实践中有时基础不仅承受竖向荷载还可能承受柱、墩传来的弯矩及水平力作用例如建筑物框架柱可能承受单向弯矩及剪力、也可能承受双向弯矩和剪力河流中的漂流物如木筏、大的冰块等对桥墩横桥向产生的弯矩及剪力曲线上修筑的弯桥除顺桥向引起力矩外尚有离心力横桥向水平力在横桥向产生力矩。
此时基底反力将呈梯形或三角形分布如图2-10所示。
略2-4-2软弱下卧层验算建筑场地土大多数是成层的一般土层的强度随深度而增加而外荷载引起的附加应力则随深度而减小因此只要基础底面持力层承载力满足设计要求即可。
但是也有不少情况持力层不厚在持力层以下受力层范围内存在软弱土层其承载力很低如我国沿海地区表层土较硬在其下有很厚一层较软的淤泥、淤泥质土层此时仅满足持力层的要求是不够的还需验算软弱下卧层的强度要求传递到软弱下卧层顶面处土体的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力即pzpcz≤faz2-22 式中pz-相应于荷载效应标准组合时软弱下卧层顶面处的附加应力值pcz-软弱下卧层顶面处土的自重压力值faz-软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。
表层土以下 1.8埋深 1.8基底标高77.95(二)层厚0.8襟边0.6刚性角0.6435011<0.698131689剖面尺寸a10.2剖面尺寸b 4.2基础厚度 1.6基顶高程79.55墩柱高 4.418(三)弯矩组合值M1790.5816Pmax222.11129Pmin102.69142地基容许承载力计算修正后允许承载力〔fa〕310持力层的强度验算Pmax=222.11129< 1.25*〔fa〕=387.5软弱下卧层顶部应力计算Pz=200.63121< 1.25*〔fa〕=387.5软弱下卧层底部容许应力计算〔fa〕363.5625软弱下卧层强度验算Pz=200.63121< 1.25*〔fa〕=454.453125合力偏心距的验算弯矩取顺时针为正M g1永久效应标准组合值M n1N=5810.6591M n2M=287.11993合力偏心距 e=M/N =0.049412626<ρ=b/6*0.1 =0.07各种作用标准效应组合单孔双行25米N6692.7091M1520.3144合力偏心距0.2271598<ρ=b/6 =0.7单孔双行16米N6487.5591M1986.9689合力偏心距0.3062737<ρ=b/6 =0.7双孔双行N7438.3316M1883.0278合力偏心距0.2531519<ρ=b/6 =0.7汽车制动固定支座制动力76.955摆动支座制动力18.147和汽车制动力H1165风力0.6H3 3.5616H4 3.1248H5 6.377616< 就满足52.235926M z 1278.3856 -216.112M f 69.47541294 450.996(七)7438.33161883.02780.25315198.2954148> 1.3 179.3040212.44534> 1.2387.5387.5 454.45313(六)。
刚性基础与扩展基础的设计计算刚性基础与扩展基础的设计计算2010-04-1909:242-4-1地基承载力验算如前所述直接支承基础的地基土层称为持力层在持力层下面的各土层称为下卧层若某下卧层承载力较持力层承载力低则称为软弱下卧层。
地基承载力的验算应进行持力层的验算和软弱下卧层的验算。
下面首先介绍持力层的验算。
1.中心受荷基础各级各类建筑物浅基础的地基承载力验算均应满足式2.5的要求。
即基础底面的平均压力不得大于修正后的地基承载力特征值。
如图2.9示一单独基础其埋深为d承受作用于基础顶面且通过基础底面中心的竖向荷载Fk基础底面积为A基底平均压力表示为: 2-16 式中Fk-相应于荷载效应标准组合时上部结构传至基础顶面的竖向力值Gk-基础自重和基础上的土重。
对一般实体基础可近似地取GkγGAdγG为基础及回填土的平均重度可取γG20kN/m3但在地下水位以下部分应扣去浮托力。
将Gk代入式2-16并满足pk≤fa可得: 2-17 对墙下条形基础通常沿墙长度方向取1m进行计算此时可得基础宽度为: 2-18 式2-18中的Fk为基础每米长度上的外荷载kN/m。
2.偏心受荷基础工程实践中有时基础不仅承受竖向荷载还可能承受柱、墩传来的弯矩及水平力作用例如建筑物框架柱可能承受单向弯矩及剪力、也可能承受双向弯矩和剪力河流中的漂流物如木筏、大的冰块等对桥墩横桥向产生的弯矩及剪力曲线上修筑的弯桥除顺桥向引起力矩外尚有离心力横桥向水平力在横桥向产生力矩。
此时基底反力将呈梯形或三角形分布如图2-10所示。
略2-4-2软弱下卧层验算建筑场地土大多数是成层的一般土层的强度随深度而增加而外荷载引起的附加应力则随深度而减小因此只要基础底面持力层承载力满足设计要求即可。
但是也有不少情况持力层不厚在持力层以下受力层范围内存在软弱土层其承载力很低如我国沿海地区表层土较硬在其下有很厚一层较软的淤泥、淤泥质土层此时仅满足持力层的要求是不够的还需验算软弱下卧层的强度要求传递到软弱下卧层顶面处土体的附加应力与自重应力之和不超过软弱下卧层的承载力即pzpcz≤faz2-22 式中pz-相应于荷载效应标准组合时软弱下卧层顶面处的附加应力值pcz-软弱下卧层顶面处土的自重压力值faz-软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值。
刚性扩大基础施工方案1. 介绍刚性扩大基础施工是一种在原有基础上进行扩大或加固的建筑施工方法。
通过增加基础的面积或深度,可以提高建筑物的承载力和稳定性,满足特定的工程要求。
本文档将详细介绍刚性扩大基础施工的方案。
2. 施工准备在进行刚性扩大基础施工前,需要进行一系列的施工准备工作:•设计方案:根据实际工程要求,由专业设计师设计出刚性扩大基础的施工方案,包括基础的尺寸、形状以及加固方法等。
•场地勘测:对施工场地进行勘测,确定地质情况、土质条件以及地下管线等信息,为施工提供依据。
•材料采购:根据设计方案,采购所需要的建筑材料,包括钢筋、模板、混凝土等。
•施工人员:组织专业施工团队,包括项目经理、施工员、砌筑工、混凝土工等。
3. 施工步骤3.1. 打地基首先需要对原有基础进行拆除和清理,确保施工面干净整洁。
然后按照设计方案,在基础的周围挖掘出一定的基坑,并进行基坑支护,以防止坍塌。
接下来,在基坑底部铺设一层砂浆,起到均匀分布荷载的作用。
最后,根据设计方案,在基坑中浇筑混凝土,形成新的基础。
3.2. 加固基础在新建的基础上,采用不同的加固方法,以保证基础的强度和稳定性。
常见的加固方法有钢筋混凝土加固、纤维增强材料加固以及土钉加固等。
根据设计方案,在基础上设立钢筋骨架,并进行钢筋预埋和钢筋网焊接,以增加基础的强度。
同时还可以在基础上喷涂纤维增强材料,提高基础的抗震性能。
3.3. 完善基础施工过程中,还需要完善基础的其他部分,包括边墙、边梁、边柱等。
根据设计方案,在基础上进行砌筑墙体、浇筑梁柱等工序,以提高建筑物的整体稳定性和承载力。
在这个过程中,需要严格按照设计方案和相关规范进行施工,确保建筑物的质量和安全。
4. 施工注意事项在进行刚性扩大基础施工时,需要注意以下事项:•土质情况:对地下土质情况要进行充分了解,选择合适的加固方法和材料。
•基坑支护:基坑需要进行良好的支护,以确保施工过程的安全性。
•施工质量:施工过程中需要严格按照设计方案和相关规范进行施工,确保施工质量。
土力学与地基基础课程设计学院:专业班级:题目:刚性扩大基础姓名:学号:本课程设计取材于广东省龙川县东江大桥实例工程。
#1、#6墩要求采用明挖扩大基础,#3、#4墩采用钻孔桩基础。
两种基础类型各自验算一种类型(各自选定一个有控制的墩进行计算),其他墩基础可参照计算结果按构造尺寸要求绘图即可,不作具体计算。
设计资料1.上部构造:16m跨为钢筋混凝土T型梁,25m为装配式预应力钢筋混凝土T型梁标准跨径:16m与25m(相邻墩台中线间距)大梁全长:15.96m与24.96m(梁伸缩缝宽4cm)计算跨径:15.40m与24.30m(支座中心距)桥南宽度:行车道9m,人行道2 1.5m2.支座:活动支座采用四氟滑橡胶支座,摩阻系数μ=0.15,支座布置见附图3.设计荷载:公路Ⅱ级,人群3.5KN/m4.桥墩形式:均采用双柱式加悬挑臂盖梁墩帽(墩帽见附图)5.桥墩材料:盖梁C25钢筋混凝土,容重γ=25KN/2m,墩身C20钢筋混凝土,容重γ=25KN/2m6.水文地质资料见附图7.风压:基本风压W3=0.6Kpa8.其它:本桥基本上为跨线桥,广岸跨越小铁路,梅岸跨越定南至老隆公路,二都河为季节性河流,不通航,不考虑漂浮物9.有关设计参考图两张1号墩明挖刚性扩大基础一、 基础尺寸的拟定 1.最大刚性角确定桥墩及基础和拟定的尺寸如图,基础分三层,每层厚度为0.50m ,襟边和台阶宽度相等,为0.4m 。
基础用C25混凝土,混凝土的刚性角max 40α=。
现基础扩散角为 α=1tan -120150=38.66<max 40α=满足要求。
2.确定埋置深度#1号墩所处位置河流最大冲刷深度为0m ,故基底埋深安全值为min h =1.5m 。
此处为了保护基础不受人为活动等原因而破坏,可取h=2.5m 。
3.拟定平面尺寸长度(横桥向) 2tan 7802150tan38.661020a l H cm α=+=+⨯⨯= 宽度(顺桥向)2tan 1802150tan38.66420b d H cm α=+=+⨯⨯=二、作用效应计算 1.永久作用上部构造恒载反力及桥墩墩身、基础上土重计算。