基础工程课程设计计算说明书
刚性扩大基础设计计算说明书
录一、设计资料 (2)
二、桥台及基础构造和拟定的尺寸 ............................................................................................... 3 三、荷载计算 .. (4)
（一）、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算 ................................................. 4 （二）土压力计算 . (5)
1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 (5)
（三）支座活载反力计算 ............................................................................................................... 8 四、工况分析 (10)
（一）桥上有汽车及人群荷载，台后无活载 ..................................................................... 10 （二）桥上有汽车及人群荷载，台后有汽车荷载 ............................................................. 11 （三）桥上无活载，台后无活载 ......................................................................................... 11 （四）桥上无活载，台后有汽车荷载 ................................................................................. 11 （五）无上部构造时 ............................................................................................................. 11 五、地基承载力验算 (11)
（一）台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 ......................................................... 11 （二）基底压应力计算 ......................................................................................................... 12 （三）地基承载力验算 ......................................................................................................... 13 六、基底偏心距验算 .. (14)
（一）仅受永久作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤0.75 ........................................ 14 （二）承受作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤ ......................................................... 15 七、基础稳定性验算 ..................................................................................................................... 15 （一）倾覆稳定性验算 ......................................................................................................... 15 （二）滑动稳定性验算 ......................................................................................................... 16 八、沉降计算 (17)
一、设计资料
某桥上部结构采用钢筋混凝土T 形梁，标准跨径20.00m ，计算跨径19.60m 。
板式橡胶支座，桥面宽度为7m+2×1.0m ，双车道，按《公路桥涵地基基础设计规范》（JTGD63—2007）进行设计计算。
设计荷载为公路—Ⅱ级，人群荷载3.02/kN m 。
材料：台帽、耳墙及截面a —a 以上混凝土强度等级为C20，3125.00kN m γ=，台身（自截面a-a 以下），7.5M 浆砌片、块石（面墙用块石，其他用片石，石料强度不小于30MU ），3
2=23.00
/k N m
γ；基础用C15的素混凝土浇筑，
3324.00kN m γ=；台后及溜坡填土34=17.00/kN m γ；填土的内摩擦角35??=，
粘聚力C=0。
水文、地质资料：设计洪水位高程离基底的距离为6.5m （在a-a 截面处）。地基土的物理、力学指标见表1.1
表1.1 土工试验结果
取土深度 （自地面算起） （m ）
天然状态下土的物理指
标
土粒密度
s
ρ3
/t m （）
塑性界限
液性
指数
L I
压缩指数
12a -
(1
MPa
-)
直剪试验
含水率
ω%（）
天然重度
γ
3
/kN m （）
孔隙
率
e
液限
L ω
塑限
P ω
塑性
指数
P I
粘聚力
c
kPa （）
内摩擦角
?ο（）
3.2~3.6 26 19.70 0.74 2.72 44 24 20 0.10 0.15 55 20 6.4~6.8
28
19.10
0.82
2.71
34
19
15
0.6
0.26
20
16
二、桥台及基础构造和拟定的尺寸
桥台及基础构造和拟定的尺寸如图所示。基础分两层，每层厚度为0.50m ，襟边和台阶宽度相等，取0.4m 。基础用C15混凝土，混凝土的刚性角max 40α=?。现基础扩散角为：
1
max 0.8
tan 38.66401.0αα-==?<=?
满足要求。
三、荷载计算
（一）、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算
计算值列于表1.2。
表1.2 恒载计算表
序号
计算式
竖直力
P （kN ）
对基底中
心偏心距
(m)e
弯矩
m M （kN ） 备注
1 0.8×1.34×7.7×25.00 206.36 1.36 278.59 弯矩正负值规定如下：逆时针方向
取“-”号；顺时针方向取“+”
2 0.5×1.35×7.7×25.00 129.94 1.075 139.69
3 0.5×2.4×0.35×25.00 21.00 2.95 61.95
4 0.5?0.2×2.4×0.5×(0.35+0.7)×25.00×2 63.00 2.5
5 160.65 5 1.66×1.25×7.7×25.00 399.43 1.125 449.3
6 6 1.25×5.5×7.7×23.00 1217.56 1.125 1369.76
7 0.5×1.85×5.5×7.7×23.00
901.00 -0.12 -108.12 8 0.5×3.7×8.5×24.00 377.40 0.1 37.74 9 0.5×4.3×9.3×24.00 479.88 0 0 10
[0.5×(5.13+6.9)×2.65-0.5?1.85×5.5]×7.7×
1420.56
-1.055
-1498.70
17.00
号
11 0.5×(5.13+7.73)×0.8×3.9×
2×17.00
682.09 -0.07 -47.74 12 0.5×0.4×4.3×2×17.00 29.24 0.00 0 13 0.5×0.4×8.5×17.00
28.90 -1.95 -56.36 14 上部构造恒载
848.05
0.65
551.23
15 6804.41P kN =∑，1338.05M kN
m =∑
（二）土压力计算
土压力按台背竖直，=0ε；台后填土为水平，=0β；填土内摩擦角35?=?，台背（圬工)与填土之间的外摩擦角17.52
?
δ=
=?计算。
1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算
台后填土自重引起的主动土压力按库伦土压力公式计算式：
241
2
a a
E H BK γ= 式中，34=17.00/kN m γ；B 取桥台宽度取7.70m ；自基底至填土表面的距离
H=10.0m 。
22
2
2
2
cos ()
sin()sin()cos cos()1cos()cos()cos 350.247sin 52.5sin 35cos17.51cos17.5a K ?ε?δ?βεεδεδεβ-=
??+-?++??
+-??
?
==??
???+??
???
故
21
17.00107.70.2471616.62()2
a E kN =????=
其水平方向的分力：
0cos()1616.62cos17.51541.80()ax a E E KN δε=+=?=
离基础底面的距离：
10
3.33()3
y e m =
= 对基底形心轴的弯矩为：
1541.80 3.335134.19()ex M kN m =-?=-
在竖直方向的分力：
0sin()1616.62sin17.5486.13()ay a E E KN δε=+=?=
作用点离基础的距离：
2.150.4 1.75()x e m =-=
对基底形心轴的弯矩为：
486.13 1.75850.72()ey M KN m =?=
2.台后填土表面有汽车荷载时
桥台土压力计算采用车辆荷载，车辆荷载换算的等代均布土层厚度为：
0G h Bl γ
=
∑
式中：0l ˉˉˉˉ破坏棱体长度，0tan l H εα=（tan +cot ）；。 由 H ˉˉˉˉ桥台高度；
εˉˉˉˉ台背与竖直线夹角，对于台背为竖直是，=0ε； αˉˉˉˉ破坏棱体滑动面与水平面夹角。
0tan l H εα=（tan +cot ），
m H 10=。 []
cot tan()tan()cot tan()1.303(1.428 1.303) 1.303 1.303 1.8860.583
αε?δ?δ??δ=-++++++=-++?=-+=
0100.583=5.83()l m =?
按车辆荷载的平、立面尺寸，考虑最不利情况，在破坏棱体长度范围内布置车辆荷载后轴，因是双车道，故
H l ?面积内的车轮总重力为：
21402560()G kN ∑=??=
由车辆荷载换算的等代均布土层厚度为：
560
0.734()7.7 5.8317
h m =
=??
则台背在填土连同破坏棱体上车辆荷载作用下引起的土压力为：
411
(2)17.0010(20.73410)7.70.2471853.93()22
a a E H h H BK kN γ=+=????+??=
在水平方向的分力： 0cos()1853.93cos17.51768.12()ax a E E kN δε=+=?=
作用点离基础底面的距离：
101030.7341012.202= 3.55()31020.734311.468
y e m +?=
??=+? 对基底形心轴的弯矩为：
1768.12 3.556276.83()ex M kN m =-?=-
竖直方向的分力：
0sin()1853.93sin17.5557.49()ay a E E kN δε=+=?=
作用点离基础形心轴的距离：
2.150.4 1.75()x e m =-=
对基底形心轴的弯矩为：
557.49 1.75975.61()ey M kN m =?=
3.台前溜坡填土自重对桥台前侧面上的主动土压力
在计算时，以基础前侧边缘垂线作为假想台背，土表面的倾斜度以溜坡坡度为1:1.5算得=33.6
οβ-，则基础边缘至坡面的垂直距离为3.9 1.9
=10 6.13()1.5
H m +'-
=，则主动土压力系数a K 为： 22
cos 350.18sin 52.5sin 68.69cos17.51cos17.5cos33.69a K ο
οοο
οο
=
=??
?+??????
?
则主动土压力为：
22411
17.00 6.137.70.18442.69()22
a
a E H BK kN γ''==????=
在水平方向的分力为:
cos()442.69cos17.5422.20()ax
a E E kN οδε''=+=?= 作用点离基础底面的距离：
1
6.13 2.04()3
y
e m '=?= 对基底形心轴的弯矩为：
422.20 2.04861.29()ex
M kN m '=?= 竖直方向的分力：
sin()442.69sin17.5133.12()ay
a E E kN οδε''=+=?= 作用点离基底形心轴的距离：
2.15()x e m '=-
对基底形心轴的弯矩为：
133.12 2.15286.21()ey
M kN m '=-?=-
（三）支座活载反力计算
按下列情况计算支座反力：第一，桥上有汽车及人群荷载，台后无荷载；第二，桥上有汽车及人群荷载，台后也有汽车荷载。下面予以分别计算。 （1）汽车及人群荷载反力
《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60—2004）中规定，桥梁结构的整体计算采用车道荷载。
公路—Ⅱ级车道荷载均布标准值为：0.7510.57.875(/)k q kN m =?=。
集中荷载标准值为：3601800.75180(19.65)178.8()505k P kN -??
=?+?-=??-??
。
在桥跨上的车道荷载布置如图2-40排列，均布荷载7.875/k q kN m =满跨布置，集中荷载178.8k P kN =布置在最大影响线峰值处。反力影响线的纵距分别为：
1 1.0h =，20.0h =
11
(178.81119.67.875)2511.95()2
R kN =?+????=（按两车道数计算，不予折减）
人群荷载支座反力：
11
119.632)58.8()2
R kN '=????=
支座反力作用点离基底形心轴的距离：
1 2.15 1.40.75()r e m =-=
对基底形心轴的弯矩为：
1511.950.75383.96()R M kN m =?= 158.80.7544.10()R
M kN m '=?= （2）汽车荷载制动力
由汽车荷载产生的制动力按车道荷载标准值在加载长度上计算的总重力的10%计算，但公路—Ⅱ级汽车制动力不小于90kN 。
1(7.87519.6178.8)10%33.32()90()H kN kN =?+?=<
因此简支梁板式橡胶支座的汽车荷载产生的制动力为：
110.30.390=27()H H kN ==?
2.桥上台后、均有汽车荷载 （1）汽车及人群荷载反力
为了得到在活载作用下最大的竖直力，将均布荷载7.875/k q kN m =满跨布置，集中荷载178.8k P kN =布置在最大影响线峰值处，车辆荷载后轴布置在台后（图）
。
图表 1汽车荷载布置图1 图表 2汽车荷载布置图2
11
(178.81119.67.875)2511.95()2
R kN =?+????= (按两车道数计算，不予折减）
人群荷载引起的支座反力：
11
119.63258.8()2
R kN '=
????= 对基底形心轴的弯矩为：
1511.950.75383.96R M kN m =?=（）
158.80.7544.10R M kN m '=?=（）
（2）汽车荷载制动力
10.3=0.39027H H kN =?=（） （四）支座摩阻力计算
板式橡胶支座摩擦系数取0.05f =，则支座摩阻力为：
848.050.0542.40()
F P f kN ==?=恒 对基底形心轴弯矩为：
42.408.7368.88(/)F M kN m =?=（方向按作用效应组合需要来确定）
对实体式埋置式桥台不计汽车荷载的冲击力。同时从以上对制动力和摩阻力的计算结果表明，支座摩阻力大于制动力。因此，在以后的组合中，以支座摩阻力作为控制设计。
四、工况分析
根据实际可能出现的荷载情况，分为下列五种工况分别进行计算：桥上有汽车及人群荷载，台后无活载；桥上有汽车及人群荷载，台后有汽车荷载；桥上无活载，台后无活载；桥上无活载，台后有汽车荷载；同时还应对施工期间桥台仅受台身自重及土压力作用下的情况进行验算。
（一）桥上有汽车及人群荷载，台后无活载
恒载+桥上车道荷载+人群荷载+台前土压力+台后土压力+支座摩阻力
（二）桥上有汽车及人群荷载，台后有汽车荷载
恒载+桥上车道荷载+人群荷载+台前土压力+台后有车辆荷载作用时的土压力+支座摩阻力
（三）桥上无活载，台后无活载
恒载+台前土压力+台后土压力
（四）桥上无活载，台后有汽车荷载
恒载+台前土压力+台后有车辆荷载作用时的土压力
（五）无上部构造时
桥台及基础自重+台前土压力+台后土压力
五、地基承载力验算
（一）台前、台后填土对基底产生的附加应力计算
考虑到台后填土较高，由须计算由于填土自重在基底下地基土中所产生的附加应力，按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）中的公式计算：
i i i p h αγ=
式中：i αˉˉˉˉ附加竖向压应力系数，按基础埋置深度及填土高度可从《公路桥 涵地基与基础设计规范》（JTG D-2007）查用； γˉˉˉˉ路堤填土重度；
i h ˉˉˉˉ原地面至路堤表面（活溜坡表面）的距离。
根据桥台情况，台后填土高度18h m =,当基础埋深为2.0m ，在计算基础后边缘附加应力时，取1=0.46α，计算基础前边缘的附加应力时，取1=0.069α，则
后边缘处 1
0.4617.00862.56()p kPa '=??= 前边缘处 1
0.06917.0089.38()p kPa ''=??=
另外，计算台前溜坡锥体对基础前边缘地面处引起的附加应力时，其填土高度可近似取基础边缘作垂线与坡面交点的距离（2=4.13h m ），并取系数20.25α=，则
2''0.2517.00 4.1317.55()p kPa =??=
这样，基础边缘总的竖向附加应力：
基础前边缘 11
62.56()p p kPa '== 基础后边缘 21
2+9.3817.5526.93()p p p kPa ''''==+= （二）基底压应力计算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）及《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004），进行地基承载力验算时，传至基底的作用效应应按正常使用极限状态的短期效应组合采用，各项作用效应的分项系数分别为：上部构造恒载、桥台及基础自重、台前及台后土压力、支座摩阻力、人群荷载均为1.0，汽车荷载为0.7。
1.建成后使用时
建成后使用共有四种工况，分别为工况（一）~工况（四），将四种工况的正常使用极限状态的短期效应组合汇总于表。
作用效应组合汇总表
工况 水平力（kN ）
竖直力（kN ）
弯矩（kN m ）
（一） 1132 7841 -2426 （二） 1358 7912 -3444 （三） 1090 7424 -2370 （四）
1316
7495
-3388
由于工况（二）作用下所产生的竖直力最大，因此以工况（二）来控制设计，
下面仅计算工况（二）作用下的基底压应力。
max min
2
7912344414.39.39.3 4.36318.02197.85120.17{
77.68P M p A W kPa
kPa
∑∑-=
±=±???=±= 考虑台前台后填土产生的附加应力： 台前 max 318.0226.93344.95()p kPa =+= 台后 min 77.6862.56140.24()p kPa =+= 2.施工时
以工况（五）来控制设计。
5956.36486.13133.126575.61()
P kN ∑=++=
786.824283.47575.082921.57()
M kN m ∑=-+=-
max min
266.37{62.49kPa P M
p kPa A W
∑∑=
±=
考虑台前台后填土产生的附加应力： 台前 max 266.3726.93293.30()p kPa =+= 台后 min 62.4962.56125.05()p kPa =+= （三）地基承载力验算
1.持力层承载力验算
根据土工试验资料，持力层为一般黏性土，按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）：当0.74e =，0.10L I =时，查表得[0a f ]=354kPa ，因基础置埋深度为原地面下2.0m,故地基承载力不予修正，则
[][]0max ==354344.95a a f f kPa p kPa >=
2.下卧层承载力验算
下卧层也是一般黏性土，根据提供的土工试验资料，当0.82e =，0.6L I =时，查得[]0222a f kPa =，小于持力层[]0354a f kPa =，故必须予以验算。
基底至土层Ⅱ顶面（高层为+5.0）处的距离为：
11.5 2.0 5.0 4.5()z m =--=
当
9.3 2.164.3a b ==， 4.5 1.054.3
z b ==，由《公路桥涵地基与基础设计设计规范》（JTG D63-2007）查得附加应力系数=0.469α，计算下卧层顶面处的压应力h z σ+，
当1z b >时，基底压应力取平均值：
max min 345.09140.10
242.60()22
p p p kPa ++=
== 19.7(2 2.5)0.469(242.6019.72)223.352()
h z p kPa +=++-?=
而下卧层顶面处的承载力容许值可按下式计算，其中：10K =，而
0.60.5L I =>，2 1.5K =,则
[]222.00 1.519.7(6.53)
222.00103.43325.43()223.35()
h z h z p kPa p kPa ++=+??-=+=>=
满足要求。
六、基底偏心距验算
（一）仅受永久作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤0.75
以工况（三）来控制设计，即桥上、台后均无活载，仅承受恒载作用，则 11
4.30.72()66
W b m A ρ===?=
2370()
M kN m ∑=-
7424()
P kN ∑=
023700.320.750.720.547424
M e m m
P ∑=
==
（二）承受作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤
以工况（四）来控制设计，即桥上无活载，台后有车辆荷载作用，则
3388()M kN m ∑=-
7495()
P kN ∑=
03388
0.450.750.720.547495
M e m m
P ∑=
==
七、基础稳定性验算
（一）倾覆稳定性验算
1.使用阶段
（1）永久作用和汽车、人群的标准值效应组合
以工况（二）来控制设计，即桥上、后台均有活载，车道荷载在桥上，车辆荷载在台后，则
4.3
2.15()
22b s m =
== 03328.91
0.41()
8065.77
e m =
= 0 2.15
5.24 1.5
0.41
k =
=> 满足要求。
（2）各种作用的标准值效应组合
以工况（四）来控制设计，即桥上无活载，台后有车辆荷载作用，则
03388
0.45()
7495
e m =
= 0 2.15
4.78 1.3
0.45
k =
=>
满足要求。
2.施工阶段作用的标准值效应组合 以工况（五）来控制设计，则
02921.57
0.44()
6575.61
e m =
= 0 2.15
4.89 1.2
0.44
k =
=> 满足要求。
（二）滑动稳定性验算
因基底处地基土为硬塑黏土，查得=0.30μ。
1.使用阶段
（1）永久作用和汽车、人群的标准值效应组合
以工况（二）来控制设计，即桥上、台后均有活载，车道荷载在桥上，车辆荷载在台后，则
0.38065.77422.2
1.57 1.3
1768.1242.4
c K ?+=
=>+ 满足要求。
（2）各种作用的标准值效应组合
以工况（四）来控制设计，即桥上无活载，台后有车辆荷载作用，则
0.37495422.2
1.51 1.2
1768.12
c K ?+=
=> 满足要求。
2.施工阶段作用的标准值效应组合 以工况（五）来控制设计，则
0.36575422.2
1.22 1.2
1541.8
c K ?+=
=> 满足要求。
八、沉降计算
由于持力层以下的土层Ⅱ为软弱下卧层（软塑亚黏土），按其压缩系数为中压缩性土，对基础沉降影响较大，故应计算基础沉降。
（1）确定地基变形的计算深度
(2.50.4ln ) 4.3(2.50.4ln 4.3)8.2()n z b b m =-=?-=
（2）确定分层厚度
第一层：从基础底部向下4.5m ； 第二层：从第一层底部向下3.7m 。 （3）确定各层土的压缩模量 第一层：
11211
=6.67()
0.15
s E MPa a -=
= 第二层：
21211
=3.85()
0.26
s E MPa a -=
= （4）求基础底面处附加压应力
以工况（二）来控制设计，传至基础底面的作用效应应按正常使用极限状态的长期效应组合采用，各项作用效应的分项系数分别为：上部构造恒载、桥台及基础自重、台前及台后土压力、支座摩阻力均为1.0，汽车荷载和人群荷载均为0.4。
6804.41+557.49+133.12+0.4(511.9558.8)7723.32()N kN =?+=
基础底面处附加压应力：
07723.32
=193.13()
4.39.3
N p kPa A =
=? （5）计算地基沉降
计算深度范围内各土层的压缩变形量见表。
计算深度范围内各土层的压缩变形量
/z m
/l b
/z b
i α
i i
z α
11i i i i z z αα---
si
E
i s '
i s s ''
=∑
0 2.2 0
4.5 2.2 1.5 0.308 1.386 1.386 6.67 40.13 40.13 8.2 2.2
1.9 0.220 1.804
0.418
3.85 20.97
61.10
（6）确定沉降计算经验系数
沉降计算深度范围内压缩模量的当量值：
1.3860.418 1.804
5.71()
1.3860.4180.316
6.67 3.85
i s i
si
A E MPa A E
+=
=
==+
∑∑ 7 5.71
1(1.31) 1.13
74
s ψ-=+
?-=- （7）计算地基的最终沉降量
1.1361.1069.04()s s s mm ψ'==?=
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）规定，相邻墩台间不均匀沉降差值（不包括施工中的沉降），不应使桥面形成大于0.2%的附加纵坡（折角）。因此该桥的沉降量是否满足要求，还应知道相邻墩台的沉降量。
河南理工大学 基础工程课程设计计算书 课题名称：“埋置式桥台刚性扩大基础设计”学生学号： 2 专业班级：道桥1204 学生姓名：连帅龙 指导教师：任连伟 课题时间：2015-7-1 至2015-7-10
埋置式桥台刚性扩大基础设计计算书 1.设计资料及基本数据 某桥上部结构采用钢筋混凝土剪支T 形梁，标准跨径上20.00m ，计算跨径L=19.60m ，摆动支座，桥面宽度为净7m+2×1.0m ，双车道，按《公路桥涵地基基础设计规范》（JTG D63—2007）进行设计计算。 1) 设计荷载为公路Ⅱ级。人群荷载为23kN m 。 材料：台帽、耳墙及截面a —a （设计洪水位）以上混凝土强度等级为C20，3125kN m γ=，台身（自截面a-a 以下） ，3223kN m γ=基础用C15的素混凝土浇筑，3324kN m γ=。台后及溜坡填土417γ=2kN m ，填土的内摩擦角35??=，粘聚力C=0。 水文、地质资料：设计洪水位高程离基底的距离为6.5m （在a-a 截面处），地基土的物理、力学指标见表1.1 表1.1 各土层物理力学指标 2桥台与基础构造及拟定的尺寸 桥台与基础构造及拟定的尺寸如图1.1所示，基础分两层，每层厚度为0.5m ，
襟边和台阶等宽，取0.4m 。基础用C15的混凝土浇筑，混凝土的刚性角 max 40α=?。基础的扩散角为： 1 max 0.8 tan 38.66401.0 αα-==?<=? 满足要求。
图1.1桥台及基础构造和拟定的尺寸（高程单位m） 3荷载计算及组合 （1）上部构造恒载反力及桥台台身、基础自重和基础上土重计算，其值列于表1.2。 表1.2 恒载计算表
扩大基础施工方案 一、施工安排： 1、施工计划：五里枢纽互通区的拼宽桥基础和桥台的基础均为扩大基础，计划2006年8月10日开工，2006年11月20日结束。 2、劳动力安排 计划安排钢筋工8人，电焊工3人，模板工4人，砼捣固工4人，辅助工人20人，管理人员5人。 3、主要机具 （1）、1.2m3挖掘机：用于土层开挖 （2）、风镐、空压机（1.0 m）及凿岩机：用于岩层开挖 （3）、自卸汽车：用于土方运输 （4）、钢筋切断机 （5）、钢筋弯曲机 （6）、电焊机 （7）、对焊机 （8）、振捣器 （9）、其它小型用具 二、施工方法 （一）技术准备 扩大基础开挖之前，先将基础的开挖边线测放出来，并撒上石灰边线。在开挖边线外侧0.5米处打上基坑的轴线护桩，以便日后恢复基础的中心位置，并在基坑开挖边线外1米处挖设30×30cm的排水沟拦截地表水，防止下雨地表水流入基坑。
（二）基坑开挖 采用机械配合人工开挖，机械开挖预留20～30cm厚度用人工挖除，以减少机械对基坑底的扰动。挖出的土方除预留回填外，应及时运走或平整，保持施工现场的文明整洁。基坑开挖应较基础平面尺寸每边多出0.5m，并在四周挖设集水边沟，于基坑拐角挖设集水坑积水，使用潜水泵抽水，排到基坑外，以利于作业施工。基坑挖至设计标高后，立即请监理进行验收。抽排水时注意，排水不得对下步施工有影响或影响基坑壁受力。 （三）模板安装 基础模板采用建筑钢模，四周用方木支撑加固。模板表面清理，涂脱模剂。模板安装就位后应复核其中心位置并检查垂直度。 模板安装见下图 基坑围护栏杆 方木支护 组合钢模 墩柱钢筋 说明： 1、扩大基础模板采用组合钢模板，四周支撑分四层支设。 2、模板安装注意控制垂直度和顶面高程。
目录 一、基本设计资料 (1) 二、设计内容： (1) （一）中墩及基础尺寸拟定 (1) 1.墩帽尺寸拟定 (1) 2.墩身尺寸确定 (2) 3基础尺寸确定.................................. - 4 - （二）墩帽局部受压验算. (4) 1.上部构造自重 (4) 2.墩身自重计算 (4) 3.浮力计算 (5) 4.活载计算 (5) 5.水平荷载计算 (7) 6.墩帽局部受压验算 (8) （三）墩身底截面验算 (9) 1.正截面强度验算 (9) 2.基底应力验算 (10) 3.稳定性验算.................................. - 10 - 4.沉降量验算.................................. - 10 - 5.墩顶水平位移验算............................ - 10 -
混凝土实体中墩与扩大基础设计 一、基本设计资料 1.设计荷载标准：公路II级 2.上部结构： 上部结构采用装配式后张法预应力混凝土简支T梁。跨径40m，计算跨径38.80m，梁长39.96m，梁高230cm，支座尺寸25cm×35cm×4.9cm（支座为板式橡胶支座，尺寸为顺×横×高），主梁间距160cm，桥面净宽为7+2×0.75m，一孔上部结构荷载为5070kN。 3.水文资料： 设计水位182.7m 河床标高177.65m; 一般冲刷度 1.60m; 局部冲刷深度2.80m。 4.地质资料： 表层3米厚为软塑粘性土，其液性指数I L=0.8；孔隙比e=0.7；容重γ=18.0kN/m3，以下为砾砂，中密γ=19.7kN/m3。 二、设计内容： （一）中墩及基础尺寸拟定 1.墩帽尺寸拟定（采用20号混凝土） 顺桥向墩帽宽度：b≥f + a +2c1 + 2c2 f = 40m(跨径)－38.80m(计算跨径)＝1.20m 支座顺桥向宽度a = 0.25m 查表2-1 c1=0.1m c2=0.2m b =1.20 + 0.25 + 2×0.1 + 2×0.2=2.05m 按抗震要求：b/2 ≥ 50+L(跨径) =50+40=90cm b =2.05m 则取满足上述要求的墩帽宽度b=2.05m 横桥向墩帽宽： 矩形：B = 两侧主梁间距 + a + 2c1 + 2c2 =1.6×4+ 0.35 + 2×0.1+ 2×0.2=7.35m 圆端形：B=7.35 + b =7.35+2.05=9.4m
基础工程课程设计计算说明书 刚性扩大基础设计计算说明书 录一、设计资料 (2)
二、桥台及基础构造和拟定的尺寸 ............................................................................................... 3 三、荷载计算 .. (4) （一）、上部构造恒载反力及桥台台身、基础上土重计算 ................................................. 4 （二）土压力计算 . (5) 1.台后填土表面无汽车荷载时土压力计算 (5) （三）支座活载反力计算 ............................................................................................................... 8 四、工况分析 (10) （一）桥上有汽车及人群荷载，台后无活载 ..................................................................... 10 （二）桥上有汽车及人群荷载，台后有汽车荷载 ............................................................. 11 （三）桥上无活载，台后无活载 ......................................................................................... 11 （四）桥上无活载，台后有汽车荷载 ................................................................................. 11 （五）无上部构造时 ............................................................................................................. 11 五、地基承载力验算 (11) （一）台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 ......................................................... 11 （二）基底压应力计算 ......................................................................................................... 12 （三）地基承载力验算 ......................................................................................................... 13 六、基底偏心距验算 .. (14) （一）仅受永久作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤0.75 ........................................ 14 （二）承受作用标准值效应组合时，应满足0e ρ≤ ......................................................... 15 七、基础稳定性验算 ..................................................................................................................... 15 （一）倾覆稳定性验算 ......................................................................................................... 15 （二）滑动稳定性验算 ......................................................................................................... 16 八、沉降计算 (17) 一、设计资料 某桥上部结构采用钢筋混凝土T 形梁，标准跨径20.00m ，计算跨径19.60m 。
6 混凝土扩大基础施工工艺 6.1 适用范围 6.1.1 本工艺适用于常规桥梁工程混凝土扩大基础施工。 6.2 施工准备 6.2.1 材料要求 1 桥梁工程混凝土扩大基础所需水泥混凝土宜采用自动计量集中拌合站生产的预拌混凝土（商品混凝土）。 2 混凝土扩大基础所需钢筋、混凝土，应符合设计要求及本标准第1，3章规定。模板制作与安装，应符合本标准第2章规定。 6.2.2 施工机具与设备 确定预拌混凝土供应商，搅拌站（拌合站）生产保障能力；运输设备、泵送浇筑设备、振捣设备、养护保温设备，常规作业工具等。 大体积混凝土必须在设施完善、管理严格的强制式搅拌站拌制，预拌混凝土必须有规定资质、并应选择备用搅拌站。 混凝土运输罐车、泵车、混凝土输送泵、输送钢管、布料管等；振捣棒（器)、抹平机、刮杠、抹子等，测温计、测温仪、测温埋管等。 6.2.3 作业条件 1 方案制订的浇筑工艺、浇筑顺序、控制措施、安全措施已交底。 2 拌合站设备运行可靠；运输设备、泵送（布料）设备、振捣养护设备数量充足、进场就位；水电、配电系统安全可靠。 3 模板安装，钢筋绑扎（安装）已完成，隐蔽工程验收合格。
4 运输线路畅通。 6.2.4 技术准备 1 混凝土扩大基础技术准备同本标准第4.2节规定。 2 桥梁混凝土结构，应在不同季节选择有代表性结构进行试浇筑，并通过测温或计算分析，事先确定施工过程中混凝土温度参数的合理控制值。 3 明确流水作业划分、浇筑顺序；确定混凝土供应、运输、浇筑、养护工作计划；确定机械设备规格型号、数量，确定水电保障，工具、材料、劳动力需要量。 确定所需混凝土坍落度和初凝、终凝时间，落实混凝土配合比设计。 确定保证混凝土工程质量、施工安全、完成进度计划的措施；确定检验方法及混凝土试件组数。 确定并培训混凝土工程关键工序的作业人员和试验检验人员。 4 落实组织、指挥系统。 6.3 操作工艺 6.3.1 工艺流程 明挖基坑作业→基底验收垫层施作→测量放线→模板安装、钢筋绑扎→商品混凝土 (预拌混凝土）拌制、运输→混凝土浇筑→振捣→养护→拆模。 6.3.2 基底验收 1 混凝土工程扩大基础施工前，基坑支护和基坑开挖质量检查合格，基坑应保证稳定；基底原状土无扰动，如基坑扰动超挖，应按规定处理至不低于基底原状土状态。 2 地基承载力（和地基处理结果）符合设计要求。 3 基底在混凝土浇筑前应清理干净，无任何影响混凝土质量的杂物。 4 基坑应保证稳定和干燥，混凝土浇筑应在基底无水情况下施工。 6.3.3 垫层施作及测量放线 1 垫层混凝土铺筑工法同主体结构工程施作，垫层模板可釆用方木、木板或组合钢模板，垫层混凝土强度应符合设计要求，表面应平整，高程不得高于基础底面设计高程，平面尺寸设计无要求时应大于基础100mm以上。 2 混凝土垫层强度在达到2. 5 MPa后，方可行驶机动翻斗车等小型施工机械。冬期施工垫层混凝土需覆盖保温时，应在其强度达到《混凝土结构施工技术规程》Q/BMG 103-2009中规定的允许受冻强度后方可支模、绑扎钢筋。 3 桥梁工程测量放线应符合《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-2011的有关规定。放出桥梁工程扩大基础的中线、外边线。 6.3.4 模板安装、钢筋绑扎及混凝土拌制、运输
扩大基础专项施工方案 一、编制说明及依据 1、编制说明 根据对设计图纸、地质勘察说明及对周边环境的调查，并对工程特点进行深入分析，结合考虑我公司的技术、装备、特长、管理水平，在总结以往同类工程施工经验的基础上，编写了本专项施工方案。 2、编制依据 （1）施工图设计文件。 （2）现场施工调查情况。 （3）本企业现有施工技术力量、设备状况、管理水平及施工经验。 （4）国家、贵州省有关安全、环境保护、水土保持的法律、规程、规则、条例。 3、采用的技术标准、规范 (1)《公路桥涵施工技术规范》JTG TF50-2011 (2)《公路工程质量检验评定标准》JTG T80/1-2004 二、工程概况 本工程位于三乡镇仁村北X090铁三线上，X090铁三线道路等级为三级公路，原桥为1－10米，总长30米的石拱桥，拟修建一座2－10米的预应力钢筋混凝土空心板桥，桥梁中心桩号K0+026.5，路水交角90度，桥两端引线为三级公路，桥梁全长32.04米，上部采用2×10米预应力钢筋混凝土空心板，下部采用U形桥台，柱式桥墩，扩大基础。桥梁净宽为7.0米，两侧各设0.5米防撞护栏，桥梁全宽8.0米。设计荷载：公路－II级。 三、施工准备
1、技术准备 （1）组建以项目经理、项目技术负责人为核心的技术管理体系，下设施工技术、质量、材料、资料、计划等分支部门。 （2）审查施工图纸，提出合理化建议，取得建设单位和设计单位同意，以达到节约投资、加快进度、保证质量和施工简便的目的，并提出合理性的审图意见。 （3）施工之前做好开工报告，做好分部施工方案，做好分项工程技术交底。 （4）建立完善的信息、资料档案制度。 （5）编制钢筋、水泥、木材、等材料计划，相应编制材料试验计划，指导材料定货、供应和技术把关。 （6）按资源计划安排机械设备，周转工具进场，并完备相应手续。 （7）建立完善的质量保证体系。 （8）会同勘察设计、建设单位、监理单位等部门复核定点坐标、及验基。 （9）做好对班组人员的技术，安全交底工作。开工前,必须强调劳动纪律，向工人班组进行技术交底，学习图纸及有关施工规范,掌握施工顺序，保证工作质量和安全生产的技术措施落实到人。 2、人员准备 首先建立施工组织管理机构，如下图：
基础工程课程设计 课程名称：桩基础课程设计 院系：土木工程系专业： 年级： 姓名： 学号： 指导教师： 西南交通大学
目录 一、概述 (3) 1.1 设计任务 (3) 1.2设计资料 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 二、设计计算 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1桩的计算宽度 ................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.2桩的变形系数α ............................................................................................... 错误!未定义书签。 2.3桩顶的刚度系数ρ1，ρ2，ρ3，ρ4。 .......................................................... 错误!未定义书签。 2.4计算承台底面形心O 点的位移a,b,β........................................................ 错误!未定义书签。 2.5计算作用在每根桩顶上的作用力 .............................................................. 错误!未定义书签。 2.6计算局部冲刷线处弯矩M0，水平力Q0及轴向力N0 ..................... 错误!未定义书签。 三、验算单桩轴向受压容许承载力 ......................................................................... 错误!未定义书签。 3.1局部冲刷线以下深度y 处截面的弯矩 y M 及 y σ .................................. 错误!未定义书签。 3.2桩顶纵向水平位移计算 ................................................................................ 错误!未定义书签。
10.4 刚性扩大基础计算算例 一、设计资料 1、 上部构造：25m 装配式预应力钢筋砼T 形梁，大梁全长24.96m ，计算跨径24.5m 。行车道9m ，人行 道m 5.12?。上部构造（梁与桥面铺装）恒重所产生的支座反力：1500kN; 2、 支座：活动支座采用摆动支座，摩擦系数0.05； 3、 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载3.0kN/m 2; 4、 桥墩形式：采用双柱式加悬挑盖梁墩帽（见图）; 5、设计基准风压：0.6 kN/m 2; 6、其他：本桥跨越的河为季节性河流，不通航，不考虑漂浮物；地基土质：第一层：粉质粘土， 3/2.19m kN sat =γ，8.0=L I ，8.00=e ，kpa f a 1800=；第二层：中密中砂，62.00=e ， 3/20m kN sat =γ，kpa f a 3000=；第三层：粉质粘土，3 /5.19m kN sat =γ，9.0=L I ，8.00=e ， kpa f a 1600=。 （最大冲刷线） （设计洪水位）（最低水位） 148146150 （河床及一般冲刷线）139 143.5 144粉质粘土 中密中砂 软塑粉质粘土 地质水文情况210303015 37 8080 10 10 420 180 180 1060 顺桥向(单位：) 横桥向（单位：） 桥墩构造图 145 图10-14 桥墩构造图 图10-15 地质水文情况 二、确定基础埋置深度 从地质条件看，表层土在最大冲刷线以下只有0.5m ，而且是软塑状粉质粘土，地基容许承载力 kpa f ao 180][=，故选用第二层土（中密中砂）作为持力层，kpa f ao 350][=，初步拟定基础底面在 最大冲刷线以下1.8 m 处，标高为142.2m ，基础埋深2.8m 。 三、基础的尺寸拟定 基础分两层，每层厚度0.8m ，襟边取0.60m ，基础用C15，刚性角0m ax 40=α，基础的刚性角验算为： max 01 9.368 .026 .02tan αα<=??=-，满足刚性扩大基础的刚性角要求。 即基础的剖面尺寸b a ?为 m a 2.1060.048.7=?+= m b 2.460.048.1=?+= 基础厚度： m H 6.18.02=?=
《基础工程》课程设计 令狐采学 无筋扩展矩形基础计算书土木建筑工程学院 路途桥梁121班 陈召桃 1203110210
目录 一、设计资料 (1) 二、设计资料阐发 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (14) 五、地基变形验算（沉降计算） (15) 六、基底偏心距验算 (17) 七、基础稳定性验算 (17) 1、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (18) 八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概略 某桥上部构造采取装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。 设计荷载：公路Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m2。 资料：台帽、耳墙及截面aa 以上均用20号钢筋混凝土，3 1/00.25m kN =γ；台身（自截面aa 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号）， 32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑，33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土 34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ，粘聚力c=0。 基础类型：无筋扩展矩形基础 基础资料：混凝土强度品级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2、水文地质资料 水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在aa 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表： 表 1
刚性扩大基础施工工艺 1 施工方法 对刚性扩大基础的施工，一般均采用明挖，根据开挖深度、边坡土质、渗水情况及施工场地、开挖方式、施工方法可以有多种选择。 A．放坡开挖 1．测量放线：用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线，放出上口开挖边线桩，边坡的放坡率可参照下表： 坑壁土质坑壁坡度 基坑顶缘无外载基坑顶缘有外载 砂类土1 ：1 1 ：1.25 碎石、卵石类土1 ：0.75 1 ：1 亚粘土1 ：0.6 1 ：0.75 软岩1 ：0-0.25 1 ：0.33 硬岩1 ：0 1 ：0 为避免雨水冲坏坑壁，基坑顶四周应做好排水，截住地表水，基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，渗水的土质，基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm，便于设置排水沟和安装模扳，其它情况可放小加宽尺寸，不设基础模板时，按设计平面尺寸开挖。 2．开挖作业方式以机械作业为主，采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机（反铲）斗容量根据上方量和运输车辆的配置可选择0．4～0．1立方米，控制深度4一6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土，以免塌方和影响施工。 3．基坑开挖前，依据设计图提供的勘探资料，先估算渗水量，选择施工方法和排水设备，采用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50一100cm，以降低地下水位保持基底无水，抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵，采用人工降低地下水位。 井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层，不能用直接排水法的情况下。降低地下水位效果较好。 图3-1为井点法施工示意图。在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管，通过水泵从中抽水引起地下水位的下降，由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降，在施工过程中不断抽水，使基坑保持干燥无水。 4．基坑开挖应连续施工，避免晾糟，一次开挖距基坑底面以上要预留20一30cm，待验槽前人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。 5．坑壁的支撑 坑壁的支撑方式可选以下几种： (1) 档扳支撑：适用于基坑断面尺寸较小，可以边挖边支撑的情况，档板可竖或横立，板厚5一一6cm，加方木带，板的支撑用钢、木均可。 (2) 喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法，在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼，厚度一般为5-10cm（或特殊设计），砼标号C20，石子粒径0．5-1．5cm，喷射法随着基坑向下开挖1.0一2.0m，即开始喷射砼护壁，以后挖一节喷一节直到基底。 (3) 围堰：在有地表水的地段，开挖基坑应设置围堰，根据施工的不同环境，水文情况，围堰可以采用上围堰、草（麻）袋围堰、木板或钢板桩围堰等多种型式，施工时应注重充分利用当地材料和现有设备，尽可能缩短工期，提高工效，保证安全。要求堰顶面至少高出施工期最高水位0．5一1．0m，围堰应尽量减少压缩河床断面，要满足强度和稳定的要求。各类围堰简述如下： a.土围堰适用于水深在2.0m以内，流速小于0.5m／S的情况下，围堰易采用松散的粘性土填筑，堰顶宽一般为1-2m，临水面边坡1：2一1：3，堰内最小边坡l：1，坡角距基坑边不小于1．0m，筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物，填土出水面应分层夯实。
课程设计 课程名称基础工程 设计题目重力式桥墩刚性扩大基础设计姓名 专业年级 学号 指导教师 成绩 日期 2011 年6 月 26 日
《基础工程课程设计》 评语 指导教师(签名)： 2011年 6 月 30 日
目录： 一、设计资料 (4) 二、拟定刚性扩大基础尺寸 (4) 2.1确定基础埋置深度 2.2基础的尺寸拟定 三、桥墩荷载计算 (5) 3.1上部构造恒载反力、桥墩、墩帽自重及浮力等。 3.2汽车和人群荷载计算 3.3汽车制动力： 3.4风荷载计算 四、地基压应力计算 (9) 五、持力层承载力验算 (10) 5.1基底应力计 5.2持力层承载力验算 5.3下卧层承载力验算 六、基底偏心距验算 (10) 6.1恒载作用时 6.2由合力偏心距 七、基础稳定性验算 (11) 7.1倾覆稳定性验算 7.2.滑动稳定性验算 八、沉降计算 (11) 九、参考文献 (12)
一、设计资料 1. 某一级公路桥梁，上部结构为35 m预应力钢筋混凝土简支梁(计算跨径l=33.98 m)，桥面宽度为净10(三车道)+2×1.5 m，弧形滑动支座，摩擦系数μ=0.2。 2. 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载 3. 5 kN/m2。 3. 桥址处河流最高水位为116.66 m，最低水位为112.8 m，通航水位为115.33 m。 =0.83 kN/m2。 4. 横向基本风压W 5. 材料：墩帽混凝土30#，容重γ=25 kN/m3；墩身混凝土20#，容重γ=24 kN/m3。 6.每跨上部结构自重6000 kN(中心荷载)。 7. 地基情况及土的物理力学性质指标，见表1。 表1 地基土层分布及计算指标 名称厚度/m 容重/kN/m3孔隙比含水量/% 液限/% 塑限/% 压缩模量/MPa 黏土 6.0 20.2 0.651 22.0 34.3 16.1 16.5 亚黏土 3.0 18.3 0.978 33.1 36.0 19.8 7.5 强风化岩 6.0 22.5 ————35 8. 冲刷线：最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。 9. 桥墩形式和尺寸示意图，见图1。 二、拟定刚性扩大基础尺寸 2.1确定基础埋置深度 由上部结构和设计荷载资料知道，本桥是重力式桥墩刚性扩大基础，并且为公路—Ⅰ级，从地质条件看最大冲刷线和一般冲刷线就是现有的地面线，标高为112.00 m。再由(如表2：)初步拟定基础底面在最大冲刷线以下1.8 m处，标高为112.00-1.8=110.20m，基础埋深为1.8m
交通与汽车工程学院 科技论文写作 课程名称: 科技论文写作 课程代码: 6010419 论文题目:成渝高速公路A标段基础工程设计年级/专业/班: 2011级交通工程3班 学生姓名: 景浩 学号: 332011081802105 科技论文写作成绩： 学习态度及平时成绩（30）文献查阅能力 （20） 创新（5）论文撰写质量（45） 总分 （100）
教师签名：年月日 目录 1、天然地基上浅基础类型、适用条件........................................................ 错误！未定义书签。 1.1天然地基浅基础的一般分类............................. 错误！未定义书签。 1.2天然地基浅基础的各种分类............................. 错误！未定义书签。 2、刚性扩大基础施工.................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1旱地上基坑开挖及围护................................. 错误！未定义书签。 2.2基坑排水 (3) 2.2.1表面排水法 (3) 2.2.2井点法降低地下水位 (3) 2.3水中刚性扩大基础修筑时的围堰工程..................... 错误！未定义书签。 2.3.1表面排水法 (3) 2.3.2地下连续墙围堰法 (4) 3、成渝高速公路A标段刚性扩大基础的设计与计算 (4) 3.1设计资料 (4) 3.2确定基础埋置深度..................................... 错误！未定义书签。 3.3基础的尺寸拟定 (5) 3.4作用效应计算 (6) 3.5作用效应组合 (8) 3.6地基承载力验算 (8) 3.7基底合力偏心距验算 (9) 3.8基础稳定性验算....................................... 错误！未定义书签。 4、总结与体会 (10) 5、参考文献.................................................................................................... 错误！未定义书签。
《基础工程》课程设计 Ⅰ号桥墩明挖扩大基础设计 设计资料见设计指示书，计算如下： ㈠初步拟定尺寸： （1）基础拟定尺寸： 襟边c=30㎝，取3级台阶，每级台阶高50㎝，即基础高150㎝，拟定基础埋置深度H=175㎝，由设计资料可知墩身底截面长l=780㎝，宽d=180㎝. 故基础底面尺寸a,b为: a=l+2nc=780+2×3×30=960㎝ b=d+2nc=180+2×3×30=360㎝ (2)刚性角：α=arctan(n.c/h)=arctan(3×30÷150)=31° 混凝土材料的刚性角：αmax=40°～45°，故满足要求。 ㈡计算各部分恒载： 由初步拟定尺寸得下图: (1)基础重：Q1 Q1=（840×240×50+900×300×50+960×360×50）×25×10-6=1021.5KN (2)墩身重：Q2 Q2=3.14×(1.8÷2)2×（83.968-79.5）×25×2=568.2KN (3)墩帽重（包括挑梁）：Q3 Q3=[（180÷2+15+22）×160×1060+（180÷2+15-22）×1060×197.4-1/2×2×130×80×210]×25×10-6 =918.1KN （4）挑梁重：ω1 ω1=1060×37.4（90-22+15）×25×10-6=82.26KN （5）基础上覆土重：Q4 Q4=[960×360×175-(840×240×50+900×300×50+960×360×50)+2×3.14×(180/2)2×(175-150)]×19.5×10-6 =357.8 ㈢活载计算： ⒈汽车支座反力：R ⑴单孔双行活载: ①在16m跨中有活载，汽车支座反力R11，人群支座反力R21： R1=0 ， R11={（10.5×15.4）÷2+[180+4×（15.4-5）]}×2=604.9KN
明挖扩大基础 1、基础定位放线 在基础开挖前，先进行基础的定位放线工作，以便正确地将图纸上的基础位置准确地设置到桥址上来。放样工作系根据桥梁的中心线与墩台的纵横轴线，推出基础边线的定为点，再放线划出基坑的开挖范围，具体的定为工作视基坑的深浅而有所不同。基坑较浅时，可使用挂线板划，拉线挂锤球进行定位；基坑较深时，用设置定位桩形成定位线等进行定位，基坑各制点标高及开挖过程中标高的检查按一般水准测量方法进行。 2、施工方法 对刚性扩大基础的施工，一般采用明挖，根据开挖深度、边坡土质、渗水情况、及施工场地、开挖方式、施工方法可以有多种选择。本标段因河床干涸、无水，故可采用放坡开挖及坑壁支撑开挖方法。 a、放坡开挖 (1)、测量放线应在基础开挖前通知监理工程师，检查、测量基础平面位置和现有地面标高。用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线，放出上口开挖边桩，边坡的放坡率可参照下表2-1。基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，渗水的土质，基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm，便于设置排水沟和安装模扳，其它情况可放小加宽尺寸，不设基础模板时，按设计平面尺寸开挖。 (2)、开挖作业方式以机械作业为主，采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机（反铲）斗容量根据上方量和
运输车辆的配置可选择0．4～0．1立方米，控制深度4一6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土，以免塌方和影响施工。 明挖基础放坡开挖坑壁坡度表表2-1 (3)、施工注意事项 ①在基坑顶缘四周适当距离处设置截水沟，并防止水沟渗水，以避免地表水冲刷坑壁，影响坑壁的稳定性。 ②坑壁缘边应当留有护道，静荷载不少于0.5m，动荷载距坑边缘不小于1.0m，垂直坑壁边缘的护道还应适当增宽，水文地质条件欠佳时应有加固措施。 ③应经常注意观察坑壁边缘有无裂缝，坑壁有无松散、塌落现象发生，以确保安全施工。 ④基坑施工不可延续时间过长，自开挖至基础完成，应抓紧时间连续施工。 ⑤如用机械开挖基础，在挖至基底时，应保留不少于30cm的厚度，在基础浇筑圬工前用人工挖至基底标高。
第六节 天然地基上刚性扩大基础设计计算步骤与算例 一、设计计算步骤 1．阅读与分析设汁所必须的场地地形图、地质勘测报告、地基土试验报告、上部结构总体布置图及设计计算说明书等； 2．选择基础类型； 3．确定基础的埋置深度； 4．拟定基础各部分尺寸(包括基础厚度、平面尺寸及台阶宽度)； 5．验算基础的刚性角； 6．荷载计算(应计算出各种荷载作用于基底形心处的力及力矩)； 7．荷载组合(应列表表示)； 8．合力偏心距验算； 9．地基强度验算(包括持力层强度验算和软弱下卧层强度验算)； 10．基础稳定性验算(包括抗倾覆稳定性和抗滑动稳定性)； 11．沉降验算。 二、刚性扩大基础设计算例 (一)设计资料 1．下部结构．标准跨径为20m 。计算跨径为19．5m 的钢筋混凝土简支梁中桥，位于直线桥面净宽为：7十2X 0.75m(双车道)，由5片梁组成。 2．下部结构：重力式圆端形实体桥墩，尺寸如例图2。28所示。 3．设计荷载：汽—20，挂—100，人群3kN ／m2(制动力77＝印LN)。 4．气象资料：本桥修建在平原区，基本风压为0．25kN ／m2。‘拟采用刚性扩大基础。 5．地质水文资料：见图2。28。其中河流不通航，无冰冻和严重漂流物。 (二)设计任务 设计桥的中墩基础。 (三)确定基础埋置深度 由上部结构和设计荷载资料知道，本桥对地基要求不高，但从地质条件看，表层土厚在最大冲刷线以下只有40cm ，而且是软塑状的亚粘土。查表2—5得容许承载力[σo]＝180kPa ，故表层土不可作为持力层，下层土为中密中砂，[σo]＝350kPa ，强度较高，可作为持力层。初拟定基础底面在最大冲刷线以下1*8m 处，标高为145．30—1．8＝143．50m 。 (四)拟定基础尺寸 由规范知“水中基础顶面不宜高于最低水位，并在一般情况下大、中桥墩、台基础厚度在1—2左右”。现初定基础厚度为1.5m ，基础顶面标高为143.5十1.5＝145．00m ，则墩身高为9.7m ，墩底截面长为8．65m ，宽为1.75m 。基础分两层，台阶宽30cm ，故台阶扩展角α＝arctan 75 30＝22o ，小于刚性角容许值[α]＝40o ，符合刚性角的要求。 则基础底面尺寸为：
《基础工程》课程设计无筋扩展矩形基础计算书 土木建筑工程学院 道路桥梁121班 陈召桃1203110210
目录 一、设计资料 (1) 二、设计资料分析 (3) 三、荷载计算及组合 (4) 1、桥台自重及上部构造恒载计算 (4) 2、土压力计算 (5) 3、支座活载反力计算 (8) 4、支座摩阻力计算 (10) 5、荷载组合 (11) 四、地基承载力验算 (13) 1、台前、台后填土对基底产生的附加应力计算 (13) 2、基底压应力计算 (13) 3、地基强度验算 (14) 五、地基变形验算（沉降计算） (15) 六、基底偏心距验算 (17) 七、基础稳定性验算 (17) 1、倾覆稳定性验算 (17) 2、滑动稳定性验算 (18) 八、结论 (19)
一、设计资料 1、基本概况 某桥上部构造采用装配式钢筋混凝土T 形梁。标准跨径20.00m ，计算跨径19.5m 。摆动支座，桥面宽度为7+2×1.0m ，双车道，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行设计。 设计荷载：公路-Ⅰ级，人群荷载为3.5kN/m 2。 材料：台帽、耳墙及截面a-a 以上均用20号钢筋混凝土，31/00.25m kN =γ；台身（自截面a-a 以下）用7.5号浆砌片、块石（面墙用块石，其它用片石，石料强度部少于30号），32/00.23m kN =γ基础用15号素混凝土浇筑， 33/00.24m kN =γ；台后及溜坡填土34/00.17m kN =γ；填土的内摩擦角035=φ， 粘聚力c=0。 基础类型：无筋扩展矩形基础 基础材料：混凝土强度等级C15~C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级钢筋。 2、水文地质资料 水文、地质资料：设计洪水位标高离基底的距离为6.5m （即在a-a 截面处）。地基土的物理、力学性质指标见下表： 表 1 取土深 度自地 面算起 （m ） 天然状态下土的物理指标 土粒密度 so γ )/(3m t 塑性界限 液 性 指 数 I L 压缩系数 a 1-2 )/(2 N mm 直剪试验 含水量 （%） 天然容重 )/(3 m kN γ 孔 隙 比 e 液 限 L ω 塑 限 P ω 塑 性 指 数 I P 粘聚力C （kN/m 2 ） 内摩 擦角 0φ 3.2~3.6 26 19.70 0.74 2.72 44 24 20 0.10 0.15 55 20 6.4~6.8 28 19.10 0.82 2.71 33 19 15 0.6 0.26 20 16 3、桥墩及基础构造和初拟尺寸（如图） 初步拟定基础分两层，每层厚度为0.5m ，襟边和台阶宽度相等，取0.4m ， 基坑边坡系数可取m=0.75~1.0。 ω
刚性扩大基础施工工艺 1 施工方法对刚性扩大基础的施工，一般均采用明挖，根据开挖深度、边坡土质、渗水情况及施工场地、 开挖方式、施工方法可以有多种选择。 A ?放坡开挖 1．测量放线：用经纬仪测出墩、台基础纵、横中心线，放出上口开挖边线桩，边坡的放坡率可参照下表： 坑壁土质坑壁坡度基坑顶缘无外载基坑顶缘有外载砂类土 1 ：1 1 ：1.25 碎石、卵石类土 1 ：0.75 1 ：1 亚粘土1 ：0.6 1 ：0.75 软岩1 ：0-0.25 1 ：0.33 硬岩1 ：0 1 ：0 为避免雨水冲坏坑壁，基坑顶四周应做好排水，截住地表水，基坑下口开挖的大小应满足基础施工的要求，渗水的土质，基底平面尺寸可适当加宽50cm-100cm ，便于设置排水沟和安装模扳，其它情况可放小加宽尺寸，不设基础模板时，按设计平面尺寸开挖。 2 ?开挖作业方式以机械作业为主，采用反铲挖掘机配自卸汽车运输作业辅以人工清槽。单斗挖掘机(反铲)斗容量根据上方量和运输车辆的配置可选择0. 4?0. 1立方米，控制深度 4 一 6m。挖基土应外运或远离基坑边缘卸土，以免塌方和影响施工。 3．基坑开挖前，依据设计图提供的勘探资料，先估算渗水量，选择施工方法和排水设备，采 用集水坑排水方法施工时按集水坑底应比基坑底面标高低50 一100cm,以降低地下水位保持基底 无水，抽水设备可采用电动或内燃的离心式水泵或潜水泵，采用人工降低地下水位。 井点法适用于基坑土质容易流砂的砂土层，不能用直接排水法的情况下。降低地下水位效果较好。 图3-1为井点法施工示意图。在距基坑壁1.0m的土层内通过计算设置若干针形管，通过水泵 从中抽水引起地下水位的下降，由于各集水井的作用使基坑范围地下水位下降，在施工过程中不断抽水，使基坑保持干燥无水。 4 .基坑开挖应连续施工，避免晾糟，一次开挖距基坑底面以上要预留20 一30cm，待验槽前 人工一次清除至标高，以保证基坑顶面坚实。 5. 坑壁的支撑 坑壁的支撑方式可选以下几种： (1) 档扳支撑：适用于基坑断面尺寸较小，可以边挖边支撑的情况，档板可竖或横立，板厚 5 6cm，加方木带，板的支撑用钢、木均可。 (2) 喷射砼护壁是一种常用的边坡支护方法，在人工修整过的边坡上采用砼喷射机喷射砼， 厚度一般为5-10cm (或特殊设计)，砼标号C20 ,石子粒径0. 5-1 . 5cm，喷射法随着基坑向下开挖1.0 一 2.0m，即开始喷射砼护壁，以后挖一节喷一节直到基底。 (3) 围堰：在有地表水的地段，开挖基坑应设置围堰，根据施工的不同环境，水文情况，围堰可以采用上围堰、草(麻)袋围堰、木板或钢板桩围堰等多种型式，施工时应注重充分利用当地材料和现有设备，尽可能缩短工期，提高工效，保证安全。要求堰顶面至少高出施工期最高水 位0. 5 一1 . 0m,围堰应尽量减少压缩河床断面，要满足强度和稳定的要求。各类围堰简述如下： a. 土围堰适用于水深在2.0m以内，流速小于0.5m/S的情况下，围堰易采用松散的粘性土填筑，堰顶宽一般为1-2m,临水面边坡1 : 2 一1：3，堰内最小边坡1:1,坡角距基坑边不小于1. 0m , 筑堰前应先清理堰底树根、草皮、石块等杂物，填土出水面应分层夯实。 b. 草（麻）袋围堰：当水深在2 一4m，流速为1 一2m/s的情况下，可采用草（麻）袋围堰，袋内装松散的粘性土，装土量为袋容量的1/2一2/3,袋口缝合，土袋上、下层和内、外层应相互错缝，堰顶宽1 一2m，外侧边坡1: 05 —1：1,内侧边坡1 : 0. 5一1: 0. 2，为减少渗水，增大围堰断面，袋间可填粘土心墙。 c. 木扳桩围堰：适用于水深在4m以内，河床为砂性土，粘性土，可以打进木扳桩的土层，一般可采用单层木板桩, 也可以采用中间夹土的双层木板桩, 木板桩承受水压力应通过计算来决定, 木板桩的榫口要