基础工程-赵明华-第五章.ppt

基础工程-赵明华-第五章
| 工作总结 | 商务报告 | 项目展示| 商务展示 |
刃脚：井壁下端楔状部分，利于切入土中加速下沉
沉井基础的构造
一般底面(踏面)厚100～200 mm，以型钢加强，高抽除井内积水后，而内部结构及设备尚未安装，井外地下水位达最高时，应考虑沉井的抗浮稳定，即要求K2：
∑G—沉井结构的自重；
 P—水对沉井的浮力，等于地下水位以下沉井排开同体积的水重
地基强度：沉井作为深基础时，一般要求下沉至坚实土层或岩层上，且地基强度须满足：
F—作用于沉井顶面处荷载
G—沉井自重
Rf—井侧总摩阻力
Rj—沉井底部地基土的总反力
Rj=faA(fa为基底土承载力特征值)
F + G ≤ Rj + Rf
沉井作为天然地基基础计算
式中：
沉井作为整体深基础的计算
井侧总摩阻力Rf：可假定井侧总摩阻力Rf沿深度成梯形分布，距地面5m范围内按三角形分布，5m以下为常数，故总摩阻力为
Rf ＝U(h－)q
U—沉井周长
q—单位面积摩阻力加权平均值，可按表5-1取值。
井壁摩阻力分布假设
式中：
沉井作为整体深基础的计算
基本假定：
地基土为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成正比例增加(即m法)
不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻力
沉井刚度与土刚度之比为无限大，横向力作用下只产生转动而无挠曲变形
根据基底地质情况，可分为非岩石地基和基底嵌入基岩内两种情况分析
考虑土体弹性抗力的沉井设计与计算
沉井作为整体深基础的计算
非岩石地基
在FH作用下，沉井将围绕位于地面下深度z0处点A转动ω角则深度z处沉井水平位移Δx为：
将水平力FH和偏心竖向力FV (=F＋G)等效为距基底作用高度为λ的水平力FH，即：
非岩石地基计算示意
Δx = (z0z)·tanω
沉井作为整体深基础的计算
其中： Cz = mz C0 =mh
即土的横向抗力沿深度呈二次抛物线变化，若基底竖向地基系数C0不变，沉井底面受到的抗力：
σzx =ΔxCz =Cz (z0z)·tanω
沉井受到的横向抗力σzx
式中C0按桩基计算方法确定，但不得小于10 m0。
非岩石地基计算示意
沉井作为整体深基础的计算
上述各式z0和ω为未知数，可由静力平衡导得：
b1为基础计算宽度，W为基底截面模量。联立求解得：
其中：
沉井作为整体深基础的计算
将此代入上述各式得土体横向抗力：
基底边缘处压应力：
式中A0为基底面积。
离地面下深度z处截面弯矩为：
沉井作为整体深基础的计算
基底嵌入基岩，在水平力和竖直偏心荷载作用下，可假定基底不产生水平位移，故旋转中心A与基底中心重合，即z0 = h。
基底嵌入处将存在一水平阻力FR，其对A点的力矩可忽略不计。由弯矩平衡得：
基底嵌入基岩内
基底嵌入基岩内计算
沉井作为整体深基础的计算
地面下深度z处截面上的弯矩为
尚需注意,当基础仅受偏心竖向力FV作用时,λ→∞，上述各式不能应用。此时应以 M=FV·e 代替上述各式中FHh1，同理可导得上述两种情况下相应的计算公式。
土体横向抗力
基底边缘处压应力
基底嵌入处水平阻力FR由∑X= 0可得：
δ = ( z0h2 ) tanω+ δ0
δ0为h2范围内台身弹性挠曲变形引起的墩顶水平位移
其中：FH、M为墩顶作用的水平力及弯矩
墩台顶水平位移
计入基础实际刚度对地面处水平位移及转角的影响后(tanω≈ω)，可写为：
δ=(z0 K1+h2 K2)ω+δ0
K1、K2—水平位移影响系数，根据αh及λ/h查书表5-2。
墩台顶水平位移：
横向抗力
经验表明最大横向抗力大致在z = h/3和z = h处，故
η1—取决于上部结构形式的系数，一般取η1=1，拱桥η1=；
η2—考虑恒载弯矩Mg对总弯矩M的影响系数，即
验算
要求σzx应小于井周土的极限抗力值，而极限抗力以土压力表示，即：
σzx≤ PpPa
由朗金土压力理论可得：
墩台顶水平位移
其中：L为相邻跨中最小跨的跨度（m），当L<25m，取L＝25m。
此外，