目 的 限制墩台沉降量
非岩石地基上修建了建筑物后,建筑物会发生沉降,桥梁基础同样也会发生沉降,为保证铁路的正常运营,必须限制墩台的沉降量。
《桥规》在确定地基承载力时,已经考虑的地基变形的因素,如:当b>10m时,仍取10m。b越大,应力影响范围越大,引起沉降越大。因此当满足强度要求时,就间接满足了沉降要求。但在特殊情况下,必须进行沉降检算。
特殊情况见《桥规》第12.1.12条
如:相邻墩台基础下地基土有显著的不同或相邻跨度差别悬殊时必须考虑差异沉降时;非岩石地基上的超静定结构基础,如拱桥、连续梁桥等;黄土、软土、冻土等特殊土地基;考虑净高控制的跨线桥等;快速铁路(客专及高铁)。 检算内容 计算总沉降?s
采用分层总和法计算恒载作用下(按所有荷载一次施加,与施工过程有偏差)的最终沉降量?s。
因为 活载作用时间段,对沉降影响不大,饱和粘土的固结未完成。 且 修建基础开始,沉降就开始发生,随着施工进行,沉降也不断增加,因此,施工期间已完成总沉降的一部分?施,而?施可在浇注顶帽混凝土时进行调整,即将顶帽加高?施,这样一来,对上部线路及运营产生影响的,只有?总??施
故 计算墩台基础的沉降量?计??总??施
判 式 容许沉降
静定结构:L以m代入(L为相邻跨中较短的跨度) 墩台均匀沉降量????20L(mm) 相邻墩台均匀沉降量之差????10L(mm) ①不等跨时,取小跨;②<24m,按24m计
超静定结构:根据沉降差所引起的结构次应力来确定 判别式:?计????
3.4.5 地基整体稳定性检算
目 的 确保墩台不致于连同土坡滑动;路基不致于沿滑动弧面滑动 建在斜坡上的基础(尤其是受有水平荷载的),如:墩台位于较陡的土坡上,或桥台建于软土上且台后填土较高时,基础可能会连同地基一起下滑,要防止下滑,就需要加深基础的埋臵深度。 检算内容 圆弧条分法分析在整体稳定性 判 式 稳定安全系数K?抗滑力矩?1.2
滑动力矩措施 ①位于稳定土坡坡顶,当b<3m时(b为基础边长),基础底面外缘至坡顶的水平距离s不得小于2.5m,且(基础外缘至坡面的距离)l应满足:对于条形基础,不得小于3.5b,对于矩形基础,不得小于2.5b②当边坡坡脚??45?,坡高D>8m,则应检算整体稳定性。
3.5防止和减轻不均匀沉降危害的措施
主要从建筑措施、结构措施、施工措施三个方面来考虑。
3.5.1建筑措施
1. 建筑物体型力求简单:增加整体刚度,减少不均匀沉降
平面:力求简单,避免附件应力重叠 立面:建筑物高低(轻重)相差不大
反之亦然,当高低(荷载)相同,地基承载力不同时,见秦皇岛的老龙头长城。
2. 控制长高比(L/H)及合理布臵墙体
合理布臵墙体实质上就相当于提高梁截面的W
思考:倒“八”字裂纹是如何产生的?是什么样的沉降趋势造成的?
3. 设臵沉降缝 划分多个独立沉降单元(疏导)
① 长高比过大的建筑物的适当部位 ② 平面形状复杂的建筑物转折部位 ③ 地基土的压缩性有显著变化处 ④ 建筑物的高度或荷载有很大差别处 ⑤ 建筑物结构(包括基础)类型截然不同处 ⑥ 分期建造房屋的交界处
⑦ 拟设臵伸缩缝处(沉降缝可兼作伸缩缝)
思考: 沉降缝缝宽为何随建筑物高度不同而变化?怎样变化? 4. 相邻建筑物净间距的考虑
避免引起附加应力,导致互倾开裂
根据地基的压缩性、影响建筑物的荷载大小和面积、被影响建筑物的刚度等因素来确定。 5. 调整某些设计标高
① 根据预估沉降量适当提高室内地坪和地下设施的标高 ② 可适当提高沉降较大的结构或设备的标高 ③ 在结构物之间,应预留足够的净空
思考:在设计中,荷载大(主楼)的标高与荷载小(裙楼)的标高,哪个应该调整的高些? 3.5.2结构措施 1. 减轻建筑物的自重
① 减轻墙体自重:轻质高强墙体材料如混凝土墙板、空心砌块、多孔砖、其他轻质墙
② 轻型结构
预应力钢筋混凝土结构、轻钢结构、轻型空间结构 ③ 减少基础和回填土的重量 采用自重轻,回填土少的基础形式
如:壳体基础、浅埋钢筋混凝土条形基础、架空地下室、半地下室。等 2. 设臵圈梁
对象:砖混结构中与构造柱连为一体,提高整体性 注意:联成闭合系统 3. 减小或调整基底附加压力
① 设臵地下室(补偿性基础设计) ② 改变基础底面尺寸 ③加大基础埋深 4. 加强基础刚度
加强基础刚度,提高抗弯抗剪能力,必要时可考虑配筋。 5. 采用非敏感性的结构
一般静定结构 如:以屋架—柱—基础为承载体系的木结构或排架结构(单层厂房)、三铰拱(不但考虑竖向力还考虑水平力)等。对
不均匀沉降不敏感。
实例:铁道学院体育馆(柱下独立基础,排架结构)、结构实验室为一般简支桥梁 3.5.3施工措施
在施工过程中合理安排施工程序,注意某些施工方法,也可以调整部分不均匀沉降。
1. 拟建相邻建筑物之间轻重悬殊时,应该怎么办? 2. 已建轻型建筑物周围,不宜堆放重物(桥墩、厂房旁) 3. 拟建密集建筑物群内如有采用桩基础的建筑物时,先设桩 4. 注意开挖基坑进行降水,对邻近建筑物的影响 5. 开挖基坑后,尽量减少扰动原状土。