第八章 桩基础设计(7)
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第7章岩石地基工程§7.1 概述所谓岩石地基,是指建筑物以岩体作为持力层的地基。
人们通常认为在土质地基上修建建筑物比在岩石地基上更具有挑战性,这是因为在大多数情况下,岩石相对于土体来说要坚硬很多,具有很高的强度以抵抗建筑物的荷载。
例如,完整的中等强度岩石的承载力就足以承受来自于摩天大楼或大型桥梁产生的荷载。
因此,国内外基础工程的关注重点一般都在土质地基上,对于岩石地基工程的研究相对来说就少得多,而且工程师们都倾向认为岩石地基上的基础不会存在沉降与失稳的问题。
然而,工程师们在实际工程中面对的岩石在大多数情况下都不是完整的岩块,而是具有各种不良地质结构面,包括各种断层、节理、裂隙及其填充物的复合体,称之为岩体。
同时岩体还可能包含有洞穴或经历过不同程度的风化作用,甚至非常破碎。
所有这些缺陷都有可能使表面上看起来有足够强度的岩石地基发生破坏,并导致灾难性的后果。
由此,我们可以总结出岩石地基工程的两大特征:第一,相对于土质地基,岩石地基可以承担大得多的外荷载;第二,岩石中各种缺陷的存在可能导致岩体强度远远小于完整岩块的强度。
岩体强度的变化范围很大,从小于5MPa到大于200MPa 都有。
当岩石强度较高时,一个基底面积很小的扩展基础就有可能满足承载力的要求。
然而,当岩石中包含有一条强度很低且方位较为特殊的裂隙时,地基就有可能发生滑动破坏,这生动地反映了岩石地基工程的两大特征。
由于岩石具有比土体更高的抗压、抗拉和抗剪强度,因此相对于土质地基,可以在岩石地基上修建更多类型的结构物,比如会产生倾斜荷载的大坝和拱桥,需要提供抗拔力的悬索桥,以及同时具有抗压和抗拉性能的嵌岩桩基础。
为了保证建筑物或构筑物的正常使用,对于支撑整个建筑荷载的岩石地基,设计中需要考虑以下三个方面的内容:(1)基岩体需要有足够的承载能力,以保证在上部建筑物荷载作用下不产生碎裂或蠕变破坏;(2)在外荷载作用下,由岩石的弹性应变和软弱夹层的非弹性压缩产生的岩石地基沉降值应该满足建筑物安全与正常使用的要求;(3)确保由交错结构面形成的岩石块体在外荷载作用下不会发生滑动破坏,这种情况通常发生在高陡岩石边坡上的基础工程中。
结构审查中的几个要点简述撰稿人:侯光洪工程师一级注册结构工程师我国正处在城市化的加速期,整个设计行业鱼龙混杂,极不规范,结构专业设计人员的工作态度、理论水平、设计经验等都参差不齐。
审查出的问题也五花八门。
施工图审查作为国家控制设计质量的最后一道防线,使命光荣,责任重大。
怎样把握好审查要点、重点、难点,需要总结、探索。
设计和审图是相通的。
笔者对自己的近两年的审查工程进行总结,结合以前自己的设计心得,整理出一些自己在设计和审查工作中的注意要点。
希望对设计人员提高设计水平能有所帮助。
不足之处敬请指正!一:结构计算书1:荷载取值。
荷载取值应符合《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)的条款和行业专门的规范、标准。
民用建筑未明确的常用荷载标准值如下:浴缸、坐厕的卫生间4KN/m2;有分隔的公共卫生间8KN/m2;阶梯教室、微机房3KN/m2;银行金库、配电室、水泵房10KN/m2。
注意屋面建筑找坡的荷载,墙面、楼面、天棚装饰荷载的取值是否和建筑一致。
阳台、楼梯、上人屋面、走道栏杆顶部水平荷载不得遗漏。
地下室顶板恒活载、高、低屋面处在低屋面应考虑施工堆料荷载。
2:计算机程序分析计算。
注意软件的使用范围和技术条件,所建立的计算分析模型是否符合实际,对计算结果应先判断、校核其合理有效后,方可用于设计。
必须说明软件名称、版本号、编制单位。
需要有总信息,各层结构平面简图、荷载简图、配筋简图,底层墙、柱的内力组合结果,墙体受压计算结果,错层结构柱的计算长度,高层建筑的水平位移值,大跨度梁、楼(屋)盖的挠度、裂缝宽度数值,结构体系主要计算指标,计算指标主要有:轴压比、位移比、层间受剪承载力比、剪重比、刚重比、周期,框架-剪力墙结构还有结构底层框架部分在规定的水平作用下承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值。
3:应有必要的手算。
标准构件选用的计算,浅基础的地基承载力、变形、基础强度计算,单桩承载力估算、承载力计算,楼梯、墙梁等构件计算,雨蓬、挑梁抗倾覆计算、局部受压计算、雨蓬梁抗扭计算,挡土墙的抗倾覆、抗滑移及基底承载力、墙身强度计算等。
桥梁墩台与基础工程习题第一章绪论1、桥梁墩台、桥台的主要作用是什么?2、基础的类型有哪些?各有什么特点?3、用你学过的力学知识解释轻型桥墩的力学原理。
4、拼装式墩台的特点是什么,有何优点?5、有人说:“修建一座桥梁工程,如果基础工程修出了水面,就其工程的艰难程度而言,可谓完成了总量的70%”,谈谈你对这句话的理解。
第二章桥墩构造与设计1、桥墩设计内容及须收集的设计资料有哪些?2、实体墩的构造特点?3、实体墩力学检算的主要内容及目的是什么?4、实体墩力学检算中常用的荷载及其计算方法。
活载图式有哪几种?5、柔性墩桥的主要力学特点。
6、空心墩的构造特点。
7、公路柱式桥墩的构造和计算特点。
8、圆端形直线桥墩扩大基础基底检算(1)检算资料:活载等级:中——活载;线路情况:Ⅱ级,直线,单线,平坡,非地震区。
桥梁情况(等跨梁):梁跨为预应力混凝土梁,梁全长;梁端缝;梁重(包括支座重);枕顶至梁底3.00m,钢轨、垫钣总高17cm(钢轨15cm,垫钣2cm)梁上设双侧人行道,其重量与线路上部建筑重量按3.55T/m计算;h=30m圆端形桥墩,基础为矩形,墩身基础均为150级片石混凝土,托盘为200级混凝土,顶帽为200级钢筋混凝土;托盘及顶帽共重为50.53T。
(2)水文地质情况:计算水位高出原地面3.0m;常水位高出地面1m;局部冲刷线在地面以下3m,一般冲刷线在地面以下1m;地基土为Q4粘性土(按透水计),有关物性指标见图一。
(3)标准风压强度W0=70kg/m2,位于一般平坦空旷地区。
(4)作业目的要求:目的:通过作业,巩固学习内容,基本掌握桥墩扩大基础基底检算的方法。
要求:检算桥墩基底应力和偏心。
顶帽及托盘尺寸见图1,墩身及基础尺寸见图2。
图1墩帽及托盘尺寸图2桥墩尺寸第三章桥台构造与设计1、铁路重力式桥台的构造。
其主要尺寸如何拟定?2、重力式桥台计算中有哪些荷载,如何计算?3、重力式桥台的检算内容及活载布置常用图式?4、锚定板桥台的受力机理及布置原则?5、轻型桥台的类型及构造特点。