【正文】 46a)所示。 現(xiàn)將合力作用點(diǎn)移至基底，設(shè)基底底面合力分解為豎向力 N和水平力 H，見(jiàn)圖 46a)。此時(shí) H僅有滑動(dòng)作用， N才有傾覆作用。如將 N移至基底重心，同時(shí)又加一對(duì)大小相 等、方向相反的力偶 Ne0，見(jiàn)圖 46b)，即在基底重心作用有一個(gè)豎 向力 N和彎矩 Ne0，其各豎向力的作用與圖 46a)是一致的。我們可以看到，力偶 Ne0繞基底最外邊 A旋轉(zhuǎn)，為傾覆力矩，而豎向力 N對(duì) A點(diǎn)的力矩則為穩(wěn)定力矩。即： 房地產(chǎn) E 網(wǎng) 房地產(chǎn)與物業(yè)管理實(shí)用資料庫(kù) 自公式 (422)，當(dāng) α0(α為正值 )，即 ∑piei與 ∑Tihi同方向；同時(shí)又考慮一般情況下 k0均大于 l，從公式 (423)可知， k39。0k0，也就是說(shuō)第二種方法安全系數(shù) k39。0將大于第一種方法安全系數(shù) k0，第二種方法較為安全。 自公式 (422)，當(dāng) α0(α為負(fù)值 )，即 ∑piei與 ∑Tihi反方向，從公式 (423)可知， k39。0k0，也就是說(shuō)第二種方法安全系數(shù) k39。0將小于第一種方法安全系數(shù) k0，第一種方法較為安全。 《美國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范 ——荷載與抗力系數(shù)設(shè)計(jì)法》 (1994)(簡(jiǎn)稱《 AASHTOLRFD》規(guī)范 )11． 6． 3． 3條，對(duì)于墩臺(tái)、擋土墻抗傾覆穩(wěn)定，都采用上述第一種概念，但規(guī)定用偏心距限值表達(dá)，介紹如下： 對(duì)于土體上的基礎(chǔ)，反力的合力作用位置應(yīng)位于基底中央的 b／ 2范圍內(nèi)； 對(duì)于巖石上的基礎(chǔ)，反力的合力作用位置應(yīng)位于基底中央的 3b／ 4范圍內(nèi)。 上述 “b”在條文中未注明，顯然系為基底全寬；如圖 48所示，同樣可以用本規(guī)范公式《 4． 4． 11)計(jì)算出安全系數(shù)。 房地產(chǎn) E 網(wǎng) 房地產(chǎn)與物業(yè)管理實(shí)用資料庫(kù) 4． 4， 2 基礎(chǔ)滑動(dòng)有兩種可能，一種為水平推力克服了基底面與基底土之間的摩阻力而沿基底面滑動(dòng)；另一種為水平推力克服了土體內(nèi)部的摩阻力使基礎(chǔ)與持力層的一部分一起滑動(dòng)。后者對(duì)橋涵墩臺(tái)來(lái)說(shuō)是很少出現(xiàn)的，因?yàn)闃蚝张_(tái)基礎(chǔ)一般埋置深度較深，而且基底的容許壓力已有一定的安全系數(shù)，這就保證了基底土不致產(chǎn)生局部極限平衡而達(dá)于塑性流動(dòng)。故本規(guī)范規(guī)定，只驗(yàn)算前一種的抗滑動(dòng)穩(wěn)定性?？够瑒?dòng)穩(wěn)定系數(shù)為抗滑穩(wěn)定力與滑動(dòng)力之比。 摩擦系數(shù)值引自原規(guī)范表 3． 4. 2并參考《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》《 TB10002． 5—2022)(簡(jiǎn)稱《 TBl0002． 5—2022規(guī)范》 )，按本規(guī)范第 3章地基巖土分類(lèi)確定。 關(guān)于橋涵墩臺(tái)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算式，原規(guī)范公式 (3． 4． 2)分母 ∑Ti為水平力代數(shù)總和，正負(fù)可以相消，當(dāng)兩個(gè)不同方向水平力很接近時(shí)，分母趨于零， kc則趨于無(wú)窮大，不盡合理。所以兩個(gè)或數(shù)個(gè)方向不同的水平力不能相消后求其代數(shù)和，而應(yīng)將水平力之和較大的一方作為滑動(dòng)力列入分母項(xiàng)，水平力之和較小的一方作為穩(wěn)定力列入分子項(xiàng)，摩阻力則始終作為穩(wěn)定力的一方列入分子項(xiàng)。例如拱橋橋臺(tái)，多數(shù)拱腳水平推力大于臺(tái)后土側(cè)壓力，所以拱 腳水平推力應(yīng)列入分母項(xiàng)，臺(tái)后土側(cè)壓力應(yīng)列入分子項(xiàng)，摩阻力則列入分子項(xiàng)與已列入分子項(xiàng)的臺(tái)后土側(cè)壓力相加。關(guān)于拱橋橋臺(tái)引道路基的臺(tái)后土側(cè)壓力，宜采用主動(dòng)土壓力，不宜采用被動(dòng)土壓力。內(nèi)摩擦角為 30176。時(shí)，被動(dòng)土壓力為主動(dòng)土壓力的 9倍，只有橋臺(tái)逐漸向后移動(dòng)一定距離后，土體產(chǎn)生明顯破壞棱體，被動(dòng)土壓力才達(dá)到計(jì)算值。此時(shí)拱圈因拱腳位移過(guò)度已徹底破壞，所以被動(dòng)土壓力不宜作為穩(wěn)定力。盡管某資料認(rèn)為可乘以 0． 3的系數(shù)，其值是否可用也值得商榷，所以，本規(guī)范不作為穩(wěn)定力。如要利用需慎重，即使乘以 0． 3系數(shù)，也為主動(dòng)土壓力的 2. 7倍。被動(dòng)土壓力即使達(dá)此值，拱腳位移也有一定距離，拱腳截面也將為此項(xiàng)位移而受損。 4． 4. 3 墩臺(tái)基礎(chǔ)抗傾覆和抗滑動(dòng)的穩(wěn)定性系數(shù)，基本上維持原規(guī)范數(shù)值。抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)，在同樣作用組合條件下，略大于抗滑動(dòng)穩(wěn)定性系數(shù)。這是考慮基礎(chǔ)周邊土對(duì)基礎(chǔ)的抗滑動(dòng)穩(wěn)定，較之對(duì)基礎(chǔ)的抗傾覆穩(wěn)定，具有較大的穩(wěn)定作用。 墩臺(tái)基礎(chǔ)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) k0，與本規(guī)范第 4． 2. 5條關(guān)于合力偏心距 e0有一定關(guān)系?，F(xiàn)以矩形截面單偏心為例，說(shuō)明如下： 本規(guī)范公式 (4． 4． 11)， k0=s／ e0， e0=s／ k0=(b／ 2)k0(b為基礎(chǔ)寬度 )， 對(duì)于單向偏心的矩形截面，基礎(chǔ)取單位長(zhǎng)度， ρ=0． 167b(b為基礎(chǔ)寬度 )。在不同 k0情況下， e0將如表 42所示。 房地產(chǎn) E 網(wǎng) 房地產(chǎn)與物業(yè)管理實(shí)用資料庫(kù) 從表 42可以看出，矩形截面單向偏心抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)等于規(guī)定限值時(shí)，相應(yīng)偏心距大于本規(guī)范表 4. 2． 5規(guī)定，說(shuō)明偏心距控制設(shè)計(jì)。關(guān)于偏心距限值與抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)的關(guān)系見(jiàn)第 4． 2. 5條條文說(shuō)明。 4． 5 軟土或軟弱地基處理 4． 5. 1 淺基礎(chǔ)軟土或軟弱地基承載力不足或沉降量大于容許沉降量時(shí)，應(yīng)采取人工加固處理，這種處理后的地基也稱為人工地基。 軟土或軟弱地基一般系指抗剪強(qiáng)度較低、天然 含水量高、天然孔隙比大、壓縮性較高、滲透性較小的淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、素填土、雜填土、飽和軟黏土以及其他高壓縮性土層。 在軟土或軟弱地基上修建建筑物，必須重視地基的變形和穩(wěn)定問(wèn)題。普通淺基礎(chǔ)下的軟土或軟弱地基，容許承載力約為 60～ 80kPa，如果不作任何處理，一般不能滿足荷載對(duì)地基的要求。地基處理的方法很多，公路橋梁上較為常用的有砂礫墊層、砂樁、預(yù)壓砂井。本規(guī)范按原規(guī)范所列內(nèi)容，根據(jù)新近發(fā)展，作了某些改進(jìn)，其他方法可參照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79—2022)。 4． 5． 2 砂礫墊層材料應(yīng)就地取材 ，同時(shí)又要符合強(qiáng)度要求。墊層以中砂為主，其顆粒的不均勻系數(shù)不應(yīng)小于 5?？蓳饺胍欢〝?shù)量的碎石 (碎石粒徑不應(yīng)超過(guò) lOOmm)，既能提高強(qiáng)度，又易于夯實(shí)。黏土含量不應(yīng)大于 5％，粉土含量不應(yīng)大于 25％，因?yàn)檫@些含量過(guò)多不利排水，也不利夯實(shí)。橋涵地基基坑面積較小，機(jī)械壓實(shí)難以操作。安徽省某些地區(qū)，有將 4％ 5％水泥摻入墊層材料的做法，以提高承載力。砂礫材料透水性強(qiáng)，只有在一定條件下才可用于濕陷性黃土地基。 4． 5． 3 原規(guī)范第 5． 0． 3條、第 5． 0． 4條有關(guān)砂礫墊層的規(guī)定有三個(gè)問(wèn)題：其一是軟土或軟弱地基的承壓應(yīng)力 圖形呈鐘形，假定以梯形計(jì)算，實(shí)際上軟土或軟弱地基上面的砂礫墊層厚達(dá)13m，基礎(chǔ)不直接設(shè)于軟土或軟弱地基上，所以軟土或軟弱地基承壓力接近矩形，不應(yīng)作為梯形計(jì)算；其二是砂礫墊層擴(kuò)散角假定為 35176。 45176。，相當(dāng)于 M5級(jí)或以上砂漿砌筑的石砌體和混凝土圬工的擴(kuò)散角，此值偏大，原規(guī)范條文說(shuō)明中稱由于承壓應(yīng)力圖形假定為梯形，故其擴(kuò)散角較一般假定為矩形時(shí)大，值得商榷；其三是缺少砂礫墊層的容許承載力。據(jù)此，本規(guī)范采用《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 (JGJ 79—2022)有關(guān)規(guī)定。 4． 5． 4． 5． 9 預(yù)壓法分為加載預(yù)壓法 和真空預(yù)壓法兩類(lèi)，適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和黏性土地基。預(yù)壓法的缺點(diǎn)是加載預(yù)壓需要大量的堆載和很長(zhǎng)的排水固結(jié)時(shí)間，所以常在地基中打入砂井，然后進(jìn)行加載預(yù)壓，即砂井 (加載 )預(yù)壓法。砂井的作用是縮短軟土中的排水距離，土中水通過(guò)砂井頂部的砂墊層或排水溝排走，使軟土中的孔隙水壓力得以較快地消散，從而加速地基固結(jié)，地基強(qiáng)度迅速提高。這兩條主要對(duì)砂井 (加載 )預(yù)壓法作出規(guī)定。 房地產(chǎn) E 網(wǎng) 房地產(chǎn)與物業(yè)管理實(shí)用資料庫(kù) 4． 6 濕陷性黃土地基處理 黃土 (原生黃土和次生黃土的統(tǒng)稱 )在我國(guó)特別發(fā)育，地層全、厚度大，從東向西分布在黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi) 蒙古、山東、河北、河南、山西、陜西、甘肅、寧夏和新疆等地，大致以昆侖山、祁連山、秦嶺為界 (其南很少，分布零星 )。我國(guó)黃土約 64萬(wàn)平方公里。在平坦的黃土地區(qū)，黃土有濕陷性和地裂縫；在斜坡黃土地區(qū)，黃土有黃土滑坡、黃土崩塌和黃土滑塌。所以，黃土地區(qū)的工程地質(zhì)問(wèn)題應(yīng)予重視。原規(guī)范第 5． 0． 8條及其條文說(shuō)明，對(duì)黃土地基的處理有所規(guī)定，現(xiàn)根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)黃土的規(guī)范和書(shū)籍，予以改寫(xiě)。 主要參考資料以下述前兩種為主；此外，建筑部門(mén)也有規(guī)范可供參考： l 《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (TBl0002． 5—2022)； 2 《 公路地基處理設(shè)計(jì)施工實(shí)用技術(shù)》 (張留俊等編著，人民交通出版社， 2022)； 3 《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》 (GB 50025—2022)。 4． 6． 14． 6． 5 在上覆土的自重壓力下，土層受水浸濕發(fā)生濕陷，稱自重濕陷性土。在上覆土的自重壓力下，土層受水浸濕不發(fā)生濕陷，稱自重非濕陷性土。各條內(nèi)容取自《鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 (TBl0002． 5—2022)，該規(guī)范在制定時(shí)也參考了《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》 (GB 50025—2022)。 4． 6， 6 本條參考《公路地基處理設(shè)計(jì)施工實(shí)用技術(shù)》第 4章第 2節(jié)編 寫(xiě)。本規(guī)范主要推薦換填法 (墊層法 )、強(qiáng)夯法、灰土擠密樁法三種，這些方法較為常用；此外，振沖法（適用于飽和黃土 )、高壓噴射注漿法，也可用于黃土地基處理。關(guān)于黃土地基處理的設(shè)計(jì)和施工，除前述有關(guān)資料可作參考外，《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（ JGJ79—2022)，也適用于黃土地基處理的設(shè)計(jì)和施工。 1 濕陷性黃土地基上的橋涵設(shè)計(jì)應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 1)濕陷性黃土地基可采用墊層法 (換填法）、強(qiáng)夯法、振沖法、土或灰土擠密樁法等方法進(jìn)行處理。選擇地基處理方案時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選用加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和處理地基相結(jié)合的方 案。 2)濕陷性黃土地區(qū)的橋涵，宜設(shè)置在原有溝床上，并宜采用適應(yīng)沉降的結(jié)構(gòu)。涵洞不應(yīng)采用分離式基礎(chǔ)。 3)處理后的地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，且其下臥層頂面的承載力不應(yīng)小于下臥層頂面的附加壓力與自重壓力之和。 4)處理后的地基干密度不應(yīng)小于 1。 6t／ m3 。 2 在濕陷性黃土地基上設(shè)置的墊層，可采用灰土墊層、素土墊層和砂礫墊層?；彝翂|層應(yīng)用最廣；素土墊層主要用于灰土墊層下面挖出的濕土的回填處理；砂礫墊層則僅適用于地下水位較高及黃土層下臥卵礫石或巖石出露地段。灰土墊層按石灰與土以 3： 7拌和，在設(shè)計(jì)與施工中應(yīng)符合下列要求： 1)采用優(yōu)質(zhì)石灰，與土料拌和均勻，加水至最佳含水量后充分悶料。 2)灰土墊層應(yīng)分層壓實(shí)或夯實(shí)，分層厚度不大于 150mm，按重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度不小于 95％。 3)灰土墊層總厚度。對(duì)于非自重濕陷性黃土地基，墊層總厚度不宜小于 l. Om，并使其下面各天然土層所受的壓力小于濕陷起始?jí)毫?；?duì)于自重濕陷黃土地基，墊層總厚度不宜小于 2． Om，并應(yīng)保證其下臥層頂面的承載力不小于下臥層頂面的總壓力 (附加壓力與土自重壓力之和 )。 4)灰土墊層每邊超出基礎(chǔ)邊緣外的寬度不應(yīng)小于其厚度，且不宜 小于 1． 5m?；彝翂|層以下宜設(shè)置一層 l. 0—，其基底應(yīng)夯實(shí)。 3 濕陷性黃土地基采用強(qiáng)夯法處理應(yīng)注意以下事項(xiàng)： 1)強(qiáng)夯前應(yīng)先進(jìn)行試夯，試夯應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選點(diǎn)進(jìn)行。 2)被處理的地基的天然含水量宜低于塑限含水量的 1％ —3％。當(dāng)含水量低于 10％時(shí)，宜加水至塑限含水量；當(dāng)土的天然含水量大于塑限含水量 3％時(shí)，宜采取措施適當(dāng)降低含水量。 房地產(chǎn) E 網(wǎng) 房地產(chǎn)與物業(yè)管理實(shí)用資料庫(kù) 4 濕陷性黃土地基采用灰土擠密樁法，石灰和土的比例可取 2： 8～ 3： 7。石灰宜采用新鮮消石灰，其顆粒不應(yīng)大于 5mm。灰土填料中的土料宜選蒙脫石、高嶺石、伊利石等礦 物成分的黏土，且不應(yīng)含有有機(jī)物；土料 pH值不宜小于 7，且土顆粒不應(yīng)大于 15mm。 灰土樁沉管機(jī)的噸位一般為 0． 5～ 2． 5t，其相應(yīng)沉管直徑為 0． 3～ 0． 6m，處理深度 515m。 5 樁基礎(chǔ) 5. 1 一般規(guī)定 5． 1． 1 合理地選擇樁類(lèi)和樁型是樁基設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，有關(guān)樁的分類(lèi)說(shuō)明如下： l 按承載性狀分類(lèi) 樁在豎向荷載作用下，樁頂荷載由樁側(cè)阻力，和樁端阻力共同承受，而樁側(cè)阻力、樁端阻力的大小及分擔(dān)荷載比例，主要由樁側(cè)和樁端地基土的物理力學(xué)性質(zhì)、樁的尺寸和施工工藝所決定。傳統(tǒng)的分類(lèi)法是將樁分成摩擦樁 和端承樁兩大類(lèi)。 2 按成樁方法分類(lèi) 大量工程實(shí)踐表明，成樁擠土效應(yīng)對(duì)樁的承載力、成樁質(zhì)量控制和環(huán)境等有很大影響，因此，根據(jù)成樁方法和成樁過(guò)程的擠土效應(yīng)，將樁分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁三類(lèi)。 在飽和軟土中設(shè)置擠土樁，如設(shè)計(jì)和施工不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生明顯的擠土效應(yīng)，導(dǎo)致未初凝的灌注樁樁身縮小乃至斷裂、樁上涌和移位、地面隆起等，從而降低樁的承載力；有時(shí)還會(huì)損壞鄰近建筑物；樁基施工后，還可能因飽和軟土中孔隙水壓力消散，土層產(chǎn)生再固結(jié)沉降，使樁產(chǎn)生負(fù)摩阻力，降低樁基承載力，增大樁基沉降。擠土樁只有設(shè)計(jì)和施工得當(dāng)，才 可收到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 在非飽和松散土中采用擠土樁，其承載力明顯高于非擠土樁。因此，正確地選擇成樁方法和工藝，是樁基設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。 5． 1. 2 鉆 (挖 )孔樁在多種土類(lèi)中都可采用，但挖孔樁宜用于無(wú)地下水或地下水量不多的地層。 在流動(dòng)狀態(tài)的土層及可能發(fā)生流砂的土層內(nèi)，鉆 (挖 )孔樁的施工較為困難，因此對(duì)淤泥及流砂地基應(yīng)先做施工工藝試驗(yàn)，取得經(jīng)驗(yàn)后方可決定取舍。 沉樁包括錘擊、靜壓、振動(dòng)下沉和射水下沉的樁。沉樁可以采用斜樁來(lái)抵抗較大的水平力，在某些情況下要比采用豎直的鉆孔樁有利。例如，樁數(shù)量較多，而現(xiàn)場(chǎng)又 有打樁設(shè)備和搬移樁架等有利條件，可以考慮采用沉樁。在有嚴(yán)重流砂的河床內(nèi)，若采用鉆孔樁施工比較困難，也可以采用沉樁。碎、