【導(dǎo)讀】基礎(chǔ)工程課程的特點(diǎn)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(shí)，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(jì)原理及計(jì)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?cè)诒究茖W(xué)習(xí)期間參與工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)十分有限，一個(gè)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(jì)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(chǎng)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(jì)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(jià)和保護(hù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．。保質(zhì)量和保護(hù)環(huán)境。

　　

【正文】 、 位移檢 算 墩 臺(tái) 頂 的水 平 位 移確 定 樁 身 配 筋 、 計(jì) 算 樁身 裂 縫 寬 度檢 算 群 樁 基 礎(chǔ) 的 承 載力 、 沉 降TTNNF必 要 時(shí) 檢 算承 臺(tái) 的 強(qiáng) 度最 終 確 定 樁 基 礎(chǔ) 的 設(shè) 計(jì)方 案繪 制 施 工 圖FYY 圖 3－ 2 樁 基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)流程 25 3． 5 設(shè)計(jì) 和計(jì)算中的一些說(shuō)明 以下按上 述 設(shè)計(jì)計(jì)算 說(shuō)明書的章節(jié)順序講述本課程設(shè)計(jì)的要求、設(shè)計(jì)方法和一些注意事項(xiàng)。 3． 5． 1 概述 設(shè)計(jì)依據(jù)除本指導(dǎo)書外，還包括相關(guān)的規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)及參考書。例如： （ 1） 鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（ ） 收集設(shè)計(jì)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(yùn)營(yíng)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(tái)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(jì)流程 26 （ 2） 鐵路橋涵設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范 （ ） （ 4） 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院編．鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)－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(jì) 一、荷載計(jì) 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(jì)算。計(jì)算時(shí)可依次計(jì)算作用在基礎(chǔ)上的恒載、活載、附加力等。 計(jì)算荷載 時(shí) 一般需要先確定基礎(chǔ)持力層或樁基承臺(tái)底面的位置。 恒載的計(jì)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(duì)于 明挖基礎(chǔ) 和樁基礎(chǔ)，在擬定 明挖基礎(chǔ) 和樁基承臺(tái)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(jì)算時(shí)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(jì)算制動(dòng)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(jiǎn)化至基礎(chǔ)或承臺(tái)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(shí)，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(lái)一定的困難。同學(xué)們可以根據(jù)自己掌握的知識(shí)，綜合分析場(chǎng)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(duì)幾種可能采用的基礎(chǔ)類型進(jìn)行比較，選擇一個(gè)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(gè)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??； （ 2） 工程 地質(zhì)和水 文條件； （ 3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和局限性； （ 4）施工難易程度。 三、基礎(chǔ)尺寸的初步擬定 對(duì)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(shuō)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(shí)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(duì)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(tái)還是低承臺(tái)，承臺(tái)底面的標(biāo)高，樁是打入樁還是鉆孔樁。 （ 2）擬定樁長(zhǎng)， 確定樁端持力層 。 （ 3）擬定樁材與樁徑，鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)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(tái)的底面尺寸、立面形式及尺寸。 對(duì)于沉井基礎(chǔ)， 根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)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(duì)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(jì) 基礎(chǔ)方案確定后，同學(xué)們可以 根據(jù) 方案設(shè)計(jì)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(shí)需進(jìn)行方案調(diào)整，直至滿足各項(xiàng)要求。 力學(xué)檢算時(shí)，最不利的荷載組合可參 照下面的經(jīng)驗(yàn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jì)頻率 水位）。 （ 4）基礎(chǔ)沉降檢算 采用恒載按分層總和法計(jì)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(tái)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(jì)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(jì)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(tái)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(jì)劃安排參考 本課程設(shè)計(jì)大約可在 9~14 個(gè)學(xué)時(shí)（課內(nèi)課外總計(jì)）內(nèi)完成，具體可參照如下進(jìn)度計(jì)劃 ： （ 1）熟悉設(shè)計(jì)指導(dǎo)書內(nèi)容和相關(guān)設(shè)計(jì)資料，從指導(dǎo)教師處領(lǐng)取設(shè) 計(jì)任務(wù)；（ 1個(gè)學(xué)時(shí)） （ 2）作用在基礎(chǔ)上的荷載計(jì)算 （共需約 2 個(gè)學(xué)時(shí)） （ 3）明挖基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （共需約 3 個(gè)學(xué)時(shí)） （ 4）樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （共需約 6 個(gè)學(xué)時(shí)） （ 5）沉井基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （共需約 5 個(gè)學(xué)時(shí)） （ 6）繪制設(shè)計(jì)圖紙（ 共需約 2~4 個(gè)學(xué)時(shí) ） （ 7）系統(tǒng)整理整個(gè)課程設(shè)計(jì)的計(jì)算說(shuō)明書及設(shè)計(jì)圖紙，編制好目錄及各章內(nèi)容，并裝訂成冊(cè)，上交指導(dǎo)教師。（ 1 個(gè)學(xué)時(shí)）