【導(dǎo)讀】基礎(chǔ)工程課程的特點在于它以較多的力學(xué)課程為基礎(chǔ)，以巖土層。遍缺少工程知識，因此同學(xué)們往往感到比較難學(xué)。礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)等橋涵常用基礎(chǔ)的設(shè)計原理及計算方法，了解其施工技術(shù)，工程規(guī)范等具有十分重要的作用。同學(xué)們在本科學(xué)習(xí)期間參與工程實踐的機(jī)會十分有限，一個完整的建筑體系通常由三部分構(gòu)成，即上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和地基。由此可見地基和基礎(chǔ)是建筑體系的重要組成部分。橋梁基礎(chǔ)設(shè)計的目的是根據(jù)上部．．．．結(jié)構(gòu)的使用功能和結(jié)構(gòu)形式在確定的場地條．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。件下選擇適宜的地基基礎(chǔ)方案并確定其技術(shù)細(xì)節(jié)，使設(shè)計的基礎(chǔ)在預(yù)定的使用期．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。限內(nèi)和規(guī)定的使用條件下能夠安全正常地工作，在此基礎(chǔ)上滿足降低造價和保護(hù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。保質(zhì)量和保護(hù)環(huán)境。

　　

【正文】 、 位移檢 算 墩 臺 頂 的水 平 位 移確 定 樁 身 配 筋 、 計 算 樁身 裂 縫 寬 度檢 算 群 樁 基 礎(chǔ) 的 承 載力 、 沉 降TTNNF必 要 時 檢 算承 臺 的 強(qiáng) 度最 終 確 定 樁 基 礎(chǔ) 的 設(shè) 計方 案繪 制 施 工 圖FYY 圖 3－ 2 樁 基礎(chǔ)的設(shè)計流程 25 3． 5 設(shè)計 和計算中的一些說明 以下按上 述 設(shè)計計算 說明書的章節(jié)順序講述本課程設(shè)計的要求、設(shè)計方法和一些注意事項。 3． 5． 1 概述 設(shè)計依據(jù)除本指導(dǎo)書外，還包括相關(guān)的規(guī)范、設(shè)計手冊及參考書。例如： （ 1） 鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（ ） 收集設(shè)計所需的資料確定沉井尺寸施工過程檢算下沉能力檢算底節(jié)沉井豎向撓曲檢算刃腳受力檢算井壁受力檢算封底及底板檢算運營期檢算基礎(chǔ)底面應(yīng)力檢算基礎(chǔ)側(cè)面水平壓應(yīng)力檢算墩臺頂面水平位移檢算確定沉井的最終尺寸繪制施工圖結(jié)束FTTF 圖 3－ 3 沉井 基礎(chǔ)的設(shè)計流程 26 （ 2） 鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范（ ） （ 3）鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 （ ） （ 4） 鐵道第三勘察設(shè)計院編．鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊－橋涵地基和基礎(chǔ) （ 5）西南交通大學(xué)巖土工程系編．橋梁基礎(chǔ)工程 3． 5． 2 方案設(shè)計 一、荷載計 算 本指導(dǎo)書 未直接給出作用在基礎(chǔ)上的荷載，因此，需要進(jìn)行荷載的計算。計算時可依次計算作用在基礎(chǔ)上的恒載、活載、附加力等。 計算荷載 時 一般需要先確定基礎(chǔ)持力層或樁基承臺底面的位置。 恒載的計算應(yīng)包括橋跨及其附屬結(jié)構(gòu)的自重、支座重量、橋墩自重，對于 明挖基礎(chǔ) 和樁基礎(chǔ)，在擬定 明挖基礎(chǔ) 和樁基承臺尺寸后尚應(yīng)包括基礎(chǔ)和上覆土體的自重，若基礎(chǔ)或橋墩處于水中，尚應(yīng)根據(jù)要求考慮水的浮力。 列車活載采用中－活載，計算時應(yīng)考慮不同 的 加載圖式（單孔重載、雙孔重載、單孔輕載等）在基礎(chǔ)上產(chǎn)生的荷載大小。 附加力應(yīng)計算制動力或牽引力、風(fēng)力 等在基礎(chǔ)上產(chǎn)生的荷載大小。 將全部外力應(yīng)簡化至基礎(chǔ)或承臺底面中心。 二、基礎(chǔ)類型的比選 鑒于同學(xué)們?nèi)鄙偈┕ぜ夹g(shù)、施工機(jī)械和施工組織方面的知識，亦不了解施工單位的技術(shù)和施工條件，這給基礎(chǔ)方案的確定帶來一定的困難。同學(xué)們可以根據(jù)自己掌握的知識，綜合分析場地的工程地質(zhì)和水文 地質(zhì) 資料，考慮上部結(jié)構(gòu) 和橋墩 條件，對幾種可能采用的基礎(chǔ)類型進(jìn)行比較，選擇一個與 橋墩 的類型相匹配、適合于當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件而且施工難度不大的方案。 建議從下面幾個方面進(jìn)行綜合分析和比較： （ 1）上部結(jié)構(gòu) 和橋墩 的類型及荷載大小； （ 2） 工程 地質(zhì)和水 文條件； （ 3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和局限性； （ 4）施工難易程度。 三、基礎(chǔ)尺寸的初步擬定 對于 明挖基礎(chǔ) ，應(yīng)確定 以下內(nèi)容： 27 （ 1） 基礎(chǔ)的埋置深底及基頂標(biāo)高， 并說明理由 ； （ 2） 擬定基礎(chǔ)的圬工類型、平面尺寸和立面形式。 擬定立面尺寸時應(yīng)注意滿足剛性角的要求，此外還應(yīng)檢查是否滿足最小埋置深度的要求。 對于樁基礎(chǔ)， 應(yīng)確定以下內(nèi)容： （ 1）選定樁基礎(chǔ)的類型，考慮樁基為高承臺還是低承臺，承臺底面的標(biāo)高，樁是打入樁還是鉆孔樁。 （ 2）擬定樁長， 確定樁端持力層 。 （ 3）擬定樁材與樁徑，鉆孔灌注樁的設(shè)計樁徑（即鉆頭直徑）一般采 用 、 ，不宜小于 ；挖孔灌注樁的直徑或邊寬不宜小于 。 （ 4）估算樁數(shù)，擬定布樁形式。 （ 5）擬頂承臺的底面尺寸、立面形式及尺寸。 對于沉井基礎(chǔ)， 根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的特點、設(shè)計荷載的大小和性質(zhì)、水文和地質(zhì)情況等，結(jié)合沉井的構(gòu)造要求和施工方法，依次擬定沉井各部分的尺寸，具體步驟如下： （ 1）根據(jù)上部結(jié)構(gòu)（或內(nèi)部空間）建筑要求，確定沉井的平面形狀和尺寸。 （ 2）平面尺寸確定后，在符合最小埋置深度和空間使用的要求下選擇持力層，確定沉井作為基礎(chǔ)的底部位置。一般要求沉井底部 不宜放在土層變化的交互區(qū)內(nèi)，應(yīng)放置在符合強(qiáng)度要求、穩(wěn)定、均勻的土層內(nèi)。 （ 3）根據(jù)沉井位置的水土壓力及土對井壁的摩擦力，估算沉井井壁的厚度、受力構(gòu)造部分的截面尺寸。 （ 4）估算封底及 頂 板的厚度。 3． 5． 3 詳細(xì)設(shè)計 基礎(chǔ)方案確定后，同學(xué)們可以 根據(jù) 方案設(shè)計中所 擬 的結(jié)構(gòu)尺寸， 進(jìn)行力學(xué)檢算， 當(dāng)檢算結(jié)果不滿足要求時需進(jìn)行方案調(diào)整，直至滿足各項要求。 力學(xué)檢算時，最不利的荷載組合可參 照下面的經(jīng)驗進(jìn)行： 一、 明挖 基礎(chǔ) （ 1）地基強(qiáng)度檢算（包含持力層強(qiáng)度和軟弱下臥層強(qiáng)度） 直線 簡支梁 橋 橋墩基礎(chǔ)的最不利荷載組合為縱向主＋ 附 ，單孔重 載（ 常 水位） 28 或雙孔重 載（ 常 水位）。 （ 2） 基底偏心距檢算 直線簡支梁橋 橋墩基礎(chǔ)的最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔輕 載（ 常 水位） 。 （ 3）基礎(chǔ)穩(wěn)定性檢算 直線簡支梁橋 橋墩基礎(chǔ)的最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔輕 載（ 設(shè)計頻率 水位）。 （ 4）基礎(chǔ)沉降檢算 采用恒載按分層總和法計算基礎(chǔ)沉降。 二、樁基礎(chǔ) （ 1） 單樁軸向承載力 檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，雙孔重載。 （ 2）墩臺頂?shù)乃轿灰茩z算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔重載。 （ 3）樁身截面配筋計算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔重載。 （ 4） 群樁基礎(chǔ)的承載力檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，雙孔重載。 （ 5）摩擦樁基礎(chǔ)沉降檢算 采用恒載按分層總和法計算基礎(chǔ)沉降。 三、沉井基礎(chǔ) （ 1） 基底壓應(yīng)力檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，雙孔重載。 （ 2） 基礎(chǔ)側(cè)面水平壓應(yīng)力檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔重載。 （ 3） 墩臺頂面水平位移檢算 最不利荷載組合為縱向主＋附 ，單孔重載。 29 3． 6 進(jìn)度計劃安排參考 本課程設(shè)計大約可在 9~14 個學(xué)時（課內(nèi)課外總計）內(nèi)完成，具體可參照如下進(jìn)度計劃 ： （ 1）熟悉設(shè)計指導(dǎo)書內(nèi)容和相關(guān)設(shè)計資料，從指導(dǎo)教師處領(lǐng)取設(shè) 計任務(wù)；（ 1個學(xué)時） （ 2）作用在基礎(chǔ)上的荷載計算 （共需約 2 個學(xué)時） （ 3）明挖基礎(chǔ)的設(shè)計計算 （共需約 3 個學(xué)時） （ 4）樁基礎(chǔ)的設(shè)計計算 （共需約 6 個學(xué)時） （ 5）沉井基礎(chǔ)的設(shè)計計算 （共需約 5 個學(xué)時） （ 6）繪制設(shè)計圖紙（ 共需約 2~4 個學(xué)時 ） （ 7）系統(tǒng)整理整個課程設(shè)計的計算說明書及設(shè)計圖紙，編制好目錄及各章內(nèi)容，并裝訂成冊，上交指導(dǎo)教師。（ 1 個學(xué)時）