POWEPOINT适用于商务主题及相关类别演示目录项目2 桥梁下部构造与设计2.1地基与基础概述2.2刚性浅基础的构造与设计2.3桩基础的构造与设计2.4沉井的类型及其基础构造2.5桥梁墩台的形式与构造学习目标•掌握桥梁刚性浅基础的构造•掌握桥梁桩基础的构造•熟悉刚性浅基础、桩基础的主要图纸•掌握沉井基础的构造•了解桥梁墩台的常用形式及构造项目2 桥梁下部构造与设计对于浅基础而言，从地基的层次和位置看，它有持力层和下卧层之分持力层是直接承受基础作用的地层下卧层位于持力层以下，是处于被压缩或可能被剪损的一定深度内的土层持力层和下卧层2.1 地基与基础概述地基是承受结构作用的土体、岩体基础是将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分作为整个桥梁的载体，地基承受基础传来的荷载，为了保证结构物的安全和正常使用，地基和基础必须有足够的强度和稳定性，变形也应在容许范围之内2.1 地基与基础概述按受力后基础的变形情况划分基础2.1 地基与基础概述按地基的刚度分类1.刚刚性基础础受力后，不发生挠曲变形的基础称为刚性基础，一般可用抗弯拉强度较差的圬工材料（如浆砌块石、片石混凝土等）做成这种基础不需要钢材，造价较低，但圬土体积较大，且支承面积受一定限制。
柔性基础础容许发生较大挠曲变形的基础称为柔性基础或弹性基础，通常用钢筋混凝土做成由于钢筋可以承受较大的弯拉应力和剪应力，因此当地基承载力较小时，采用这种基础可以有较大的支承面积2.1 地基与基础概述按埋置深度分类2.浅基础础当浅层地基承载力较大时，可采用埋深较小的浅基础浅基础施工方便，通常用明挖法从地面开挖基坑后，直接在基坑底面砌筑、浇筑基础，它是桥梁基础的首选方案深基础础如果浅层土质不良，需将基础埋置于较深的良好土层上，则这种基础称为深基础深基础的设计和施工较复杂，但具有良好的适应性和抗震性，因此，在高等级公路上应用普遍深基础常见的形式有沉井、管柱和桩基础2.1 地基与基础概述当整个基础都由圬工材料筑成时，称为实体式基础其特点是基础整体性好，自重较大，对地基承载力的要求也较高，；由多根基桩或小型管桩组成，并用承台连接成为整体的基础，称为桩柱式基础，这种基础较实体式基础圬工体积小，自重轻，对地基强度的要求相对较低桩柱本身一般采用钢筋混凝土制成按构造形式分类3.按构造形式划分基础2.1 地基与基础概述目前，我国公路构造物基础大多采用混凝土或钢筋混凝土结构，少部分采用钢结构在石料丰富的地区，按照因地制宜、就地取材的原则，也常用砌石基础。
只有在特殊情况下（如抢修、林区便桥），才采用临时的木结构按基础的材料分类5.2.1 地基与基础概述按施工方法分类，有明挖基础、沉井基础、沉箱基础、桩基础、管柱基础等其中，明挖基础只适用于浅基础；其他基础可用于深基础按施工方法分类4.2.1 地基与基础概述在建筑物的设计和施工中，地基和基础占有很重要的地位，它对建筑物的安全使用和工程造价有着很大的影响，因此，正确选择地基基础的类型十分重要在选择地基基础的类型时，主要考虑两个方面的因素：一是建筑物的性质（包括它的用途、重要性、结构形式、荷载性质和荷载大小等）；二是地基的地质情况（包括土层的分布、土的性质和地下水等）2.1 地基与基础概述如果地基内部是良好的土层或者上部有较厚的良好土层，能承受基础传来的全部荷载时，则一般将基础直接做在天然土层上，这种地基称为天然地基在天然地基上，基础的埋置深度h〔无冲刷时，为从河底或地面至基础底面的距离；有冲刷时，为从最大冲刷线（包括河床自然演变冲刷、设计洪水位的一般冲刷深度及构造物阻水引起局部冲刷深度）至基础底面的距离〕小于5 m的基础称为浅基础浅基础由于埋入土层较浅，在计算中基础的侧面摩擦力不必考虑，施工方法也较简单，因此是条件适宜时的首选基础形式。
2.1 地基与基础概述2.2 刚性浅基础的构造与设计刚性浅基础的构造2.2.1桥梁墩台的体积一般比较庞大，故其基础常采用大块实体基础的形式，使用块石或混凝土等圬工材料做成基础的平面形状通常为矩形，基础的平面尺寸一般较墩、台底面宽大，每边扩大的尺寸最小为0.2～0.5 m，具体视土质、基础厚度、埋置深度及施工方法而定当基础底面为满足地基强度要求而需要扩大时，基础将伸出墩（台）身外，这样在地基反力σ的作用下，基础的悬出部分将受挠曲而产生拉应力，如图2-4（a）所示由于一般基础所用的圬工材料的抗压强度较大，而抗拉强度很小，因此，为防止基础的悬出段因受挠曲而开裂、破坏，其悬出段的长度应控制在一定范围内，这种基础称为刚性基础基础挠曲变形2.2 刚性浅基础的构造与设计刚性基础的悬出段长度通常用压力分布角α来控制，α角是自墩（台）身底的边缘与基底边缘的连线和竖直线间的夹角〔见图2-4（b）〕，即使α≤αmax，其中，αmax称为刚性角，刚性角αmax与基础圬工材料的强度有关根据《桥梁设计常用数据手册》（《桥梁设计常用数据手册》编写委员会，北京：人民交通出版社，2005），常用基础材料的刚性角αmax值可按下述数据取用：砖、片石、块石、粗料石砌体，当用5号以下砂浆砌筑时，αmax≤30°；砖、片石、块石、粗料石砌体，当用5号以上砂浆砌筑时，αmax≤35°；混凝土浇筑时，αmax≤40°。
2.2 刚性浅基础的构造与设计因此，在设计刚性基础底面尺寸时，凡满足α≤αmax条件，即可认为基础刚度很大，它在荷载作用下的挠曲变形很小，不会因受拉而开裂破坏，基础本身的强度可以得到充分的保证，可不予验算若α>αmax，则不是刚性基础，一般称为柔性基础，应验算基础的弯曲拉应力和剪应力强度，并设置必要的钢筋2.2 刚性浅基础的构造与设计当基础较厚时，可在纵、横两个剖面上砌筑成台阶形，以减小基础自重，节省材料，如图所示台阶扩大基础2.2 刚性浅基础的构造与设计（1）基础高度一般要根据墩（台）身的结构形式、荷载大小、基础材料等来确定基础高度具体做法：首先根据基础埋置深度的要求，确定基底标高；再按照水中基础顶面不高于最低水位，在季节性河流或旱地上的墩（台）基础顶面不高出地面的原则，定出基顶标高那么，基础顶、底标高之差即为基础高度H在一般情况下，大、中桥墩（台）基础的高度为1.0～2.0 m 2.2 刚性浅基础的构造与设计（2）基础的平面尺寸基础的平面尺寸应根据墩（台）身的底面形状来确定虽然墩（台）身的底面形状以圆形居多，但考虑到施工的方便，基础平面仍采用矩形基础底面长、宽尺寸与基础高度的关系为2.2 刚性浅基础的构造与设计刚性浅基础的设计 2.2.2审核基础埋置深度1.桥涵墩台基础（不包括桩基础）基底埋置深度（简称“埋深”）应符合下列规定。
（1）当墩台基底设置在不冻胀土层中时，基底埋深可不受冻深的限制（2）当上部为外超静定结构的桥涵基础，其地基为冻胀土层时，应将基底埋入冻结线以下不小于0.25 m处2.2 刚性浅基础的构造与设计（3）基础的立面尺寸基础的立面形式应力求简单，主要考虑既便于施工，又能节省圬工材料，一般做成矩形或台阶形在确定基础的立面尺寸时，只需定出以下两方面的尺寸①襟边宽和台阶宽度（两者宜取同宽，即ci=c1）墩、台基础的襟边最小值为0.2～0.5 m②基础台阶厚度hi当基础较厚时（超过1 m），可将基础做成台阶形，每层台阶厚度hi＝1.0～1.5 m，各台阶宜做成等厚2.2 刚性浅基础的构造与设计（3）当墩台基础设置在季节性冻胀土层中时，基底的最小埋置深度可按式（2-2）和式（2-3）计算 （2-2） （2-3）2.2 刚性浅基础的构造与设计（4）当涵洞基础设置在季节性冻土地基上时，出入口和自两端洞口向内各2～6 m内（或可采用不小于2 m的一段涵节长度）涵身基底的埋置深度可按式（2-2）计算确定。
涵洞中间部分的基础埋深可根据地区经验确定在严寒地区，当涵洞中间部分基础的埋深与洞口埋深相差较大时，其连接处应设置过渡段在冻结较深地区，也可将基底至冻结线处的地基土换填为粗颗粒土（包括碎石土、砾砂、粗砂、中砂，但其中粉黏粒含量不应大于15%，或粒径小于0.1 mm的颗粒不应大于25%）2.2 刚性浅基础的构造与设计2.2 刚性浅基础的构造与设计（5）涵洞基础，在无冲刷处（岩石地基除外），应设在地面或河床底以下埋深不小于1 m处；如有冲刷，则基底埋深应在局部冲刷线以下不小于1 m处；如河床上有铺砌层时，基础底面宜设置在铺砌层顶面以下不小于1 m处（6）非岩石河床桥梁墩台基底埋深安全值可按表2-6确定2.2 刚性浅基础的构造与设计（7）岩石河床墩台基底最小埋置深度可参考《公路工程水文勘测设计规范》（JTG C30—2002）附录C确定（8）位于河槽的桥台，当其最大冲刷深度小于桥墩总冲刷深度时，桥台基底的埋深应与桥墩基底相同；当桥台位于河滩时，对于河槽摆动不稳定河流，桥台基底高程应与桥墩基底高程相同；在稳定河流上，桥台基底高程可按照桥台冲刷结果确定墩台基础顶面标高宜根据桥位情况、施工难易程度、美观与整体协调综合确定。
2.2 刚性浅基础的构造与设计设计桥梁墩台基础时，应考虑在修建和使用期间可能发生的各项作用效应，并对地基进行验算当桥台台背填土的高度在5 m以上时，应考虑台背填土对桥台基底或桩端平面处的附加竖向压应力，具体可参见《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）附录J对软土或软弱地基，如相邻墩台的距离小于5 m，则应考虑邻近墩台对软土或软弱地基所引起的附加竖向压应力对于桥台基础，当台背地基土质不良时，应验算桥台与路堤可能一起滑动的稳定性验算地基与基础2.2.2 刚性浅基础的构造与设计1）地基承受力的确定（1）地基承载力的验算，应用修正后的地基承载力容许值［fa］来控制该值是在地基原位测试或《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）给出的各类岩土承载力基本容许值［fa0］的基础上，经修正后得到的2.2 刚性浅基础的构造与设计①地基承载力基本容许值应首先考虑由载荷试验或其他原位测试取得，其值不应大于地基极限承载力的1/2对于中小桥、涵洞，当受现场条件限制，或载荷试验和原位测试确有困难时，［fa0］也可按照下面第（3）条的有关规定选用②地基承载力基本容许值还应根据基底埋深、基础宽度及地基土的类别进行修正。
③其他特殊性岩土地基承载力基本容许值可参照各地区经验或相应的标准确定2）地基承载力容许值应按以下原则确定2.2 刚性浅基础的构造与设计②碎石土地基可根据其类别和密实程度按表2-8确定承载力基本容许值［fa0］2.2 刚性浅基础的构造与设计③砂土地基可根据土的密实度和水位情况按表2-9确定承载力基本容许值［fa0］2.2 刚性浅基础的构造与设计④粉土地基可根据土的天然孔隙比e和天然含水量ω按表2-10确定承载力基本容许值［fa0］2.2 刚性浅基础的构造与设计（3）地基承载力基本容许值［fa0］可根据岩土类别、状态及其物理力学特性指标按表2-7～表2-13选用①一般岩石地基可根据强度等级、节理按表2-7确定［fa0］对于复杂岩层（如溶洞、断层、软弱夹层、易溶岩石、软化岩石等）应按各项因素综合确定［fa0］2.2 刚性浅基础的构造与设计⑤老黏性土地基可根据压缩模量Es按表2-11确定承载力基本容许值［fa0］2.2 刚性浅基础的构造与设计⑦新近沉积黏性土地基可根据液性指数IL和天然孔隙比e按表2-13确定承载力基本容许值［fa0］2.2 刚性浅基础的构造与设计⑥一般黏性土可根据液性指数IL和天然孔隙比e按表2-12确定地基承载。