(公路桥涵地基基础设计规范)(2007)

总则-1-S∑1总则1.0.1为了适应公路桥涵地基基础设计的需要，使设计符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理、保护环境的要求，制定本规范。1.0.2本规范适用于公路桥涵地基基础的设计；其他道路桥涵的地基基础设计也可参照使用。1.0.3地基基础设计，必须坚持因地制宜、就地取材、节约资源的原则。基础的类型应根据水文、地质、地形、荷载、材料情况、上下部结构型式和施工条件合理地选用。1.0.4桥址处应进行工程地质勘察，提供的勘察资料应能正确反映地形、地貌、地层结构、影响桥涵稳定的不良地质、岩土的物理力学性质及地下水埋藏等详细情况。1.0.5基础结构设计的作用及其效应组合，应按下列规定采用：1按承载能力极限状态要求，结构构件自身承载力及稳定性应采用作用效应基本组合和偶然组合进行验算。1）基本组合：承载力验算时作用效应组合表达式，结构重要性系数，各效应的分项系数及效应组合系数按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.1.6条第1款规定执行；稳定性验算时，上述各项系数均取为1.0；2）偶然组合（不包括地震作用）：作用效应组合可采用下式：（1.0.5）0ad0GiGiKaaK11Q1K2jQjKi1j2()mnSSSSγγγγ===+++∑ψψ式中0γ——结构重要性系数，取0γ=1.0；——承载能力极限状态下作用偶然组合的效应组合值；adS——第i个永久作用标准值效应；GiKS——偶然作用标准值效应；aKSQ1KS——除偶然作用外，第一个可变作用标准值效应，该标准值效应大于其它任意第j个可变作用标准值效应；QjKS——其它第j个可变作用标准值效应；11ψ——第一个可变作用的频遇值系数，按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）总则-2-第4.1.7条第1款的规定取用；稳定验算时取=1.0；11ψ2jψ——其它第j个可变作用的准永久值系数，按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.1.7条第2款的规定采用；稳定验算时取=1.0；2jψGiγ、aγ——上面表达式中相应作用效应的分项系数，均取值为1.0。2当基础结构需要进行正常使用极限状态设计时，作用短期效应组合和长期效应组合表达式、频遇值系数及准永久值系数，均应按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）第4.1.7条确定。1.0.6基础结构的稳定性可按下式进行验算：bk0skSkSγ≤（1.0.6）式中0γ——结构重要性系数，取0γ=1.0；skS——使基础结构失稳的作用标准值效应的组合值，按基本组合和偶然组合最大组合值计算；bkS——使基础结构稳定的作用标准值效应的组合值，按基本组合和偶然组合最小组合值计算；k——基础结构稳定性系数。1.0.7基础结构应进行耐久性设计。1.0.8地基进行竖向承载力验算时，传至基底或承台底面的作用效应应按正常使用极限状态的短期效应组合采用；同时尚应考虑作用效应的偶然组合（不包括地震作用）。作用效应组合值应小于或等于相应的抗力——地基承载力容许值或单桩承载力容许值。1当采用作用短期效应组合时，其中可变作用的频遇值系数均取为1.0，且汽车荷载应计入冲击系数。填料厚度（包括路面厚度）等于或大于0.5m的拱桥、涵洞，以及重力式墩台，其地基计算可不计汽车冲击系数。2当采用作用效应的偶然组合时，其组合表达式按本规范第1.0.5条采用，但不考虑结构重要性系数，该式中的作用分项系数Giγ和aγ、频遇值系数和准永久值系数均取为1.0。11ψ2jψ1.0.9计算基础沉降时，传至基础底面的作用效应应按正常使用极限状态下作用长期效应组合采用。该组合仅为直接施加结构上的永久作用标准值（不包括混凝土收缩及徐变作用、基础变位作用）和可变作用准永久值（仅指汽车荷载和人群荷载）引起的效应。总则-3-1.0.10作用取值及其效应组合、有关系数的取用除有特别指明外应按现行《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60）的规定执行；基础结构计算应按现行《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62）的规定执行；地基基础的抗震设计尚应符合现行《公路工程抗震设计规范》的规定。1.0.10公路桥涵地基与基础设计时，除应符合本规范外，尚应符合现行有关国家标准的规定。术语和符号-4-2术语和符号2.1术语2.1.1地基subgrade;foundationsoil承受结构作用的土体、岩体。2.1.2基础foundation将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。2.1.3安全等级safetyclasses为使结构具有合理的安全性，根据工程结构破坏所产生后果的严重程度而划分的设计等级。2.1.4作用短期效应组合combinationforshort-termactioneffects正常使用极限状态设计时，永久作用标准值与可变作用频遇值效应的组合。其中可变作用频遇值为可变作用标准值与频遇值系数的乘积。2.1.5作用长期效应组合combinationforlong-termactioneffects正常使用极限状态设计时，永久作用标准值与可变作用准永久值效应的组合。其中可变作用准永久值为可变作用标准值与准永久值系数的乘积。2.1.6承载力容许值allowablevalueofbearingcapacity地基压力变形曲线上，在线性变形段内某一变形所对应的压力值。2.1.7节理joint岩体破裂面两侧岩层无明显位移的裂缝或裂隙。2.1.8持力层bearingstratum直接承受基础作用的地层。2.1.9下卧层underlyingstratum位于持力层以下，处于被压缩或可能被剪损的一定深度内的土层。2.1.10重力密度（简称重度）gravitydensity单位体积岩土所承受的重力，为岩土的密度与重力加速度的乘积。2.1.11季节性冻土seasonalfrozensoil冬季冻结、春（夏）季全部融化的土层。总则-5-2.1.12多年冻土permafrost冻结状态持续两年以上的土层。2.1.13桩基础pilefoundation由群桩与连接桩顶的承台或单桩之间连接系梁所组成的基础。2.1.14负摩阻力negativefriction桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时，土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。2.1.15基桩foundationpile桩基础中的单桩。2.1.16群桩基础foundationofpile-group由两根及以上基桩组成的桩基础。2.1.17沉井基础opencaissonfoundation上下敞口带刃脚的空心井筒状结构，依靠自重或配以助沉措施下沉至设计标高处，以井筒作为结构的基础。2.1.18地基处理groundtreatment为提高地基土的承载力、改善其变形性质或渗透性质而采用的工程措施。2.1.19切向冻胀力tangentialfrost-heave地基土在冻结膨胀时所产生的作用方向平行于基础侧面的力。2.1.20地下连续墙undergrounddiaphragmwall在地面以下为截水防渗、挡土和承受作用而建造的连续墙壁。2.2主要符号2.2.1地基抗力及应力有关符号a0f[]——地基承载力基本容许值；[]af——修正后地基承载力容许值；rkf——岩石饱和单轴抗压强度标准值；p——基础底面处平均压应力；maxminpp、——基础底面边缘的最大压应力和最小压应力；总则-6-0p——基础底面处附加压应力；Rγ——地基承载力容许值抗力系数；——地基土不排水抗剪强度；uC[]aR——单桩竖向承载力容许值；——第i层土桩侧摩阻力标准值；ikq——桩端处土的承载力标准值；rkq[]tR——摩擦桩单桩轴向受拉承载力容许值；skτ——季节性冻土切向冻胀力标准值；——基础侧面与融化层的摩阻力标准值；skqpkq——多年冻土与基础侧面的冻结力标准值；——基础周边融化层的摩阻力；SQpQ——基础周边与多年冻土的冻结力。2.2.2作用及其效应有关符号——作用于地基上的竖向力；NM——由作用于墩台水平力和竖向力引起的对基础重心轴的弯矩；——作用于墩台或基础分项竖向力；iP——作用于墩台或基础分项水平力；iH——作用于基础上或桩（柱）顶上的结构自重标准值；kF——基础或桩（柱）自重标准值及基础上土重标准值；kG——对基础或桩（柱）切向冻胀力；T——地基最终沉降量。s2.2.3几何尺寸有关符号——基础底面短边边长；bl——基础底面长边边长、桩在局部冲刷线以下的有效长度、桥梁跨径；h——基础底面或桩端埋置深度、桩嵌入基岩深度；mind——基底最小埋置深度；——设计冻深；dz——标准冻深；0z总则-7-maxh——基础底面下容许最大冻层厚度；A——基础底面积；Ι——基础底面积惯性矩；W——基础底面积抵抗矩；0e——基础底面竖向力的偏心距；d——桩身直径；pA——桩端截面面积；il——承台底面或局部冲刷线以下各土层厚度；u——桩身的周长、嵌岩桩嵌入部分周长、沉井井壁周边长度。2.2.4参数和系数有关符号pI——塑性指数；LI——液性指数；——天然含水量；w——天然孔隙比；e——计算修正后地基承载力容许值1kk、2[]af时，基础底面宽度、深度修正系数；γ——地基土的重力密度，简称土的重度；zsψ——土的类别对冻深的影响系数；zwψ——土的冻胀性对冻深的影响系数；zeψ——环境对冻深的影响系数；zgψ——地形坡向对冻深的影响系数；zfψ——基础对冻深的影响系数；sψ——沉降计算经验系数；α、α——附加压应力系数、平均附加压应力系数；——土的压缩模量；sEµ——土与基底的摩擦系数；——墙侧土的水平地基反力系数；K——墩台基础抗倾覆稳定性系数；0k——墩台基础抗滑动稳定性系数；ck总则-8-pk——冻胀力修正系数；iαα、——振动沉桩时桩侧摩阻力和桩端承载力的影响系数；sζ——在覆盖层中各层土桩侧摩阻力的发挥系数；psiββ、——采用后压浆技术的灌注桩各层桩侧摩阻力和桩端承载力的增强系数；ϕ——内摩擦角；c——粘聚力。地基岩土的分类、工程特性与地基承载力-9-3地基岩土的分类、工程特性与地基承载力3.1地基岩土分类3.1.1公路桥涵地基的岩土可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和特殊性岩土。3.1.2岩石为颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的地质体。作为公路桥涵地基，除应确定岩石的地质名称外，尚应按本规范第3.1.3条、第3.1.4条、第3.1.5条规定划分其坚硬程度、软化程度、完整程度和节理发育程度。3.1.3岩石的坚硬程度应根据岩块的饱和单轴抗压强度标准值frk按表3.1.3分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩5个等级。当缺乏有关试验数据或不能进行该项试验时，可按本规范附录表A.0.1-1定性分级。岩石的风化程度可按本规范附录表A.0.1-2分为未风化、微风化、中风化、强风化、全风化5个等级。岩石按软化系数分为软化岩石和不软化岩石，当软化系数等于或小于0.75时，应定为软化岩石，大于0.75时，定为软化岩石。软化岩石frk高于30MPa者仍按软质岩计。表3.1.3岩石坚硬程度分级坚硬程度类别坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩饱和单轴抗压强度标准值frk（MPa）frk＞6060≥frk＞3030≥frk＞1515≥frk＞5frk≤5注：岩石饱和单轴抗压强度试验要点，见本规范附录B。3.1.4岩体完整程度根据完整性指数按表3.1.4分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎5个等级。当缺乏有关试验数据时，可按本规范附录表A.0.1-3划分。表3.1.4岩体完整程度划分完整程度等级完整较完整较破碎破碎极破碎完整性指数0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.150.15注：完整性指数为岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方。3.1.5岩体节理发育程度根据节理间距按表3.1.5分为节理很发育、节理发育、节理不发育3类。表3.1.5岩体节理发育程度的分类程度节理不发育节理发育节理很发育节理间距（mm）400200~40020~2003.1.6