《基础工程重点2教学提纲.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基础工程重点2教学提纲.doc(24页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。基础工程重点2-第一章1.桥梁的三个主要组成部分是:桥跨上部结构(桥跨结构、支座系统),桥跨下部结构(桥墩、桥台、墩台基础)和附属结构(引道、锥波、导流护岸等调治构造物)桥跨结构:行车走人,跨越障碍的结构物支座系统:支承上部结构并将上部结构产生的各种作用传递至桥梁墩台。桥墩:设在河中、岸上或地面上支承两侧桥跨上部结构的建筑物。桥台:设在桥的两端,支承上部结构并与路基衔接,承受后土方压力的建筑物墩台基础:保证桥梁墩台安全并将各种作用传至地基的桥梁最下部分2.地基:天然地基(未经人工处理即满足设计要求的地基
2、)人工地基(经过人工加固或处理后的地基)3、基础:浅基础(刚性扩大基础、柔性扩大基础)深基础(桩基础、沉箱基础、沉井基础、地下连续墙)深水基础.浅基础:埋置深度较浅(一般在数米以内),且施工相对简单的基础,在设计计算中,可忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力.深基础:浅层土质不良,需将地基至于较深的良好图层上,且在设计计算中不能忽略基础侧面土体的摩阻力和侧向抗力的基础形式.深水基础:水深超过5m以上,且不能采用一般的土围堰、木板桩围堰等防水技术施工的桥梁基础。第二章1、浅基础常用类型:刚性基础、钢筋混凝土扩展基础。刚性基础:当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由地基反力产生的弯曲拉应力和
3、剪应力时,a-a断面不会出现裂缝,这时,基础内不需配置受力钢筋,这种基础称为刚性基础。钢筋混凝土扩展基础:基础在基地反力作用下,在a-a断面产生弯曲拉应力和剪应力若超过了基础圬工的强度极限值,为了防止基础在a-a断面开裂甚至裂开,可将刚性基础尺寸重新设计,并在基础中配置足够数量的钢筋,这种基础称为钢筋混凝土扩展基础。区别:(1)刚性基础的特点是稳定性好、施工简便、能承受较大的载荷,所以只要地基强度能满足要求,它是桥梁和涵洞等结构物优先考虑的基础形式。它的主要缺点是自重大,并且当持力层为软弱土时,由于扩大基础面积有一定限制,需要对地基进行处理或加固后才能采用。(2)钢筋混凝土扩展基础主要用钢筋混
4、凝土浇筑,常见的形式有柱下扩展基础、条形和十字形基础、伐板及箱型基础,其整体性能好,抗弯刚度较大。在土质较差的地基上修筑建筑物时,采用这种基础是适宜的。2、基坑围护方法:板桩墙支护、喷射混凝土护壁、混凝土围圈护壁。3、如何确定地基承载力容许值(三种方法)(1)根据现场荷载试验的p-s曲线确定。(2)按地基承载力理论公式计算。(3)按现行规范提供的经验公式计算。4、按现行规范提供的经验公式计算步骤:(1)确定地基岩土的名称:公路桥涵地基的岩土分为岩石、碎石土、沙土、粉土、粘性土和特殊性岩土。(2)地基岩土工程特性指标确定:土的工程特性指标包括抗剪强度指标、压缩性指标。动力触探锤击数、静力触探头阻
5、力、载荷试验承载力以及其他特性指标。(3)地基承载力容许值确定a、地基承载力基本容许值的确定b、地基承载力容许值的确定c、地基承载力容许值应乘的抗力系数5、公式各字母的含义当基础位于水中不透水地层上时,a按平均常水位至一般冲刷线的水深每米再增大10kPaa=a0+k11(b-2)+k22(h-3)a地基承载力容许值(kPa)b基础底面的最小变宽(m),当b10m,时取b=10mh基地埋置深度(m),自天然地面起算,有水流冲刷时自一般冲刷线算。当h4m,时取h=4bm;k1、k2基底、深度修正系数,根据基底持力层土类别按表确定1基底持力层土天然重度(kN/m),若持力层在水面以下切为透水者,应取
6、浮重度2基底以上土层的加权平均重度(kN/m),换算是若持力层在水面以下,且不不透水时,不论基底以上土的透水性质如何,一律去饱和重度;当透水时,水中土层则应取浮重度6、基础埋置深度的确定:地基的地质条件;河流的冲刷深度;当地的冻结深度;上部结构形式;当地的地形条件;保证持力层稳定所需的最小埋置深度7、刚性角:为满足是基础悬出部分在基地应力作用下,a-a截面所产生的弯曲拉力和剪应力不超过基础圬工的强度限制,可得到自墩台身边缘处的垂线与基地边缘的连线最大夹角,即刚性角。8、基地应力计算或者是基地承载力容许值抗力系数;p是基地应力;N是基地以上竖向荷载;A是基地面积M是作用于墩、台上各外力对基底形心
7、轴的力矩。水平力;水平作用点至基底的距离;竖向分立竖向分立作用点至基底形心的偏心距;合力偏心距W基底模量;基底处持力层地基承载力容许值9、基底合力偏心距验算原因:墩、台基础的设计计算,必须控制基底合力偏心距,其目是尽可能是基底应力分布比较均匀,以免基底两侧应力相差过大,是基础产生较大的不均匀沉降,墩、台发生倾斜,影响正常使用。基础稳定性:基底倾覆稳定性验算和基底滑动稳定性验算。和地基稳定性验算:圆弧滑动面法第三章1、桩基础的组成:承台、基桩、松软土层、持力层、墩身2、桩基础的适用条件:(1)荷载较大,地基上部土层软弱,适宜的地基持力层位置较深,采用浅基础或人工地基在经济上不合理时;(2)河床冲
8、刷较大,河道不稳定或冲刷深度不易计算正确,位于基础或结构物下面的土层有可能被侵蚀、冲刷,如采用浅基础不能保证基础安全时;(3)当地基计算沉降过大或建筑对不均匀沉降敏感时,采用桩基础穿过松软土层,将载荷传到较坚实土层,以减少建筑物沉降并使沉降较均匀。(4)当建筑物承受较大的水平荷载,需要减少建筑物的水平位移和倾斜时;(5)当施工水位或地下水位较高,采用其他深基础施工不便或经济上不合理时;(6)地震区,在可液化地基中,采用桩基础可增加建筑物的抗震能力,桩基础穿越可液化土层并深入下部密实稳定土层,可消除或减轻地震对建筑物的危害。3、桩基础的分类基础按承台位置:高桩承台基础;低桩承台基础按施工方法分类
9、:1、沉桩(预制桩):(1)打入桩(2)振动下沉桩(3)静力压桩;2、灌注桩;(1)钻、挖孔灌注桩(2)沉管灌注桩3、管柱基础;4、钻埋空心桩按桩的设置效应分类:1、挤土桩;2、部分挤土桩;3、非挤土桩按承载性质分类:1、竖向受荷桩:(1) 摩擦桩:桩穿过并支承在各种压缩性土层中,在竖向荷载作用下,基桩所发挥的承载力以侧摩阻力为主时,统称为摩擦桩。(2) 端承桩(柱桩):端承穿过较松软土层,桩底支承在坚实土层或岩层中,且桩的长径比不大是,在竖向荷载作用下,基桩所发挥的承载力以桩底土层的抵抗力为主时,称为端承桩或柱桩。2、横向受荷桩:(1)主动桩;(2)被动桩;(3)竖直桩与斜桩3、桩墩按桩身材
10、料分类:1、钢桩;2、刚劲混凝土桩;4、钢筋混凝土钻(挖)孔灌注桩构造桩身常为实心断面设计直径d0.8m(钻孔桩)直径最小边宽1.2m(挖孔桩)桩身混凝土等级C25钢筋骨架有的种类(四种):1、主筋d16mm数量m8根净距80mms主筋直径的1/4,且8mm中距15倍的主筋直径,且300mm3、加强筋当直径较大的桩或较长的钢筋骨架时可以设置每隔2.02.5m设置(16mmd2.5/a时,桩的相对刚度小,必须考虑桩的实际刚度,按弹性桩来计算,a为桩的变形系数。当桩的入土深度h=2.5/a时,则桩的相对刚度较大,可按刚性桩计算。桩基础设计应考虑哪些因素:1承台底面高程的考虑2柱桩桩基和摩擦桩桩基的
11、考虑3桩形与施工方法的考虑6、四个刚度系数的含义:1.当第根桩桩顶处仅产生单位轴向位移()时,在桩顶引起的轴向力为。2.当第根桩桩顶处仅产生单位横轴向位移()时,在桩顶引起的横轴向力为。3.当第根桩桩顶处仅产生单位横轴向位移()时,在桩顶引起的弯矩为;或当桩顶产生单位转角()时,在桩顶引起的横轴向力为。4.当第根桩桩顶处仅产生单位转角()时,在桩顶引起的弯矩为。7、群桩作用效应摩擦型群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而单桩明显不同,这种群桩不同于单桩的工作性状所产生的效应,称其群桩效应。第五章什么是沉井:沉井是一种井筒状空腔结构物。是在预
12、制好的井筒内挖土,依靠井筒自重或借助外力客服井壁与地层的摩擦阻力逐步沉入地下至设计高程,最终形成桥梁墩台或其他建筑物基础的一种深基础形式。沉井优点:埋置深度可以很大,整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大的垂直荷载和水平荷载;不需要另设坑壁支撑或板桩围堰,既节约了材料,又简化了施工;可作为地下构筑物的围护结构,内部空间可充分利用。此外,在深基础施工中,具有占地面积小,挖土量少,对邻近建筑物等环境影响较小的优点,同时,不需特殊专业设备,操作简便,技术可靠,节省投资。沉井缺点:施工工期较长,对粉,细砂类土在井内抽水易发生流砂现象,造成沉井倾斜;沉井下沉过程中遇到大的孤石、树干或井底岩层表
13、面倾斜过大,均会给施工带来一定的困难。沉井分类:(按施工方法分类)1一般沉井:指直接在基础设计位置上制造,然后挖土,依靠沉井自重下沉。若基础位于水中,则先在水中筑岛,再在岛上筑井下沉。2浮运沉井:它是指先在岸边制造,再浮运就位下沉的沉井。(按建筑材料分类)1混凝土沉井2钢筋混凝土沉井3竹筋混凝土沉井4钢沉井(按形状分类)按平面形状可分为圆形,矩形,圆端型,按孔的布置方式可分为单孔,双孔,多孔和多排孔沉井。沉井基础的构造:沉井一般由井壁(侧壁)、刃脚、内隔墙、井孔、凹槽、封底和顶盖板等组成。沉井各构件作用:井壁:1.施工时,作为挡土挡水的围堰结构。2.使用时,作为基础的一部分承受荷载。刃脚:有利
14、于沉井的切土下沉。内隔墙:增加沉井整体刚度。井孔:挖土排水通道,可空心或填片石。射水管:调整沉井顺利下沉。封底、顶盖:使用中承受荷载。沉井施工:步骤:1清整场地2制造第一节沉井3拆模及抽垫4挖土下沉5接高沉井6设置井预防水围堰7基地检验和处理8沉井封底9井孔填充和顶板浇筑。注意问题及处理方法:1偏斜,通常可用除土、压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方法处理,空气幕沉井也可采用单侧压气纠偏。2下沉困难(原因:1.开挖面深度不够,正面阻力大2.偏斜或刃脚下遇到障碍物、坚硬岩层和土层3.井壁摩阻力大于沉井自重4.井壁无减阻措施或泥浆套、空气幕等减阻构件遭到破坏。措施:通常用增加压重和减小井壁摩擦力的
15、方式处理。)3突沉,控制均匀挖土,减小刃脚处挖土深度4流砂,防止措施是向井内灌水,或不排水除土下沉时,减小水头梯度,采用井点,或深井和深井泵降水,降低井壁外水位,改变水头梯度方向使土层稳定,防止流砂发生。P192岩石与非岩石上变形区别:非岩石地基,在水平力作用下,沉井将围绕地面下深度z处A点转动w角;岩石地基,基底不产生水平位移,绕基地中心旋转。P199沉井刃脚受力计算(图5-23,图5-24)P204井壁受力计算第六章:地基处理P228表6-1,可以列出几个常用的处理方法答:物理处理:置换、排水、挤密、加筋化学处理:搅拌、灌浆热学处理:热加固、冻结换土垫层法:是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回填坚硬、较粗粒径的材料,并夯压密实,形成垫层的地基处理方法。排水固结法:使天然地基在建筑物投入使用之前完成大部分固结沉降,从而减少建筑物或构筑物使用期的沉降,保证建筑物的沉降和沉降差在允许的范围内。重锤夯实法:运用起重机械将重锤提到一定高度,然后锤自由落下,重复夯击地基,使浅层的地基土体得到夯击而密实,从而其强度提高。-