基础工程(第二版)第五章例题

例5-1某公路桥桥墩基础，上部构造为等跨等截面悬链线双曲拱桥，下部构造为重力式墩台及沉井基础。基础的平面、剖面尺寸及土质情况如图5-14所示。对沉井作为整体基础进行基底应力、横向抗力验算。设计资料：单孔活载下传给沉井底面的附加组合荷载，N＝34857.62kN，H＝890.10kN，M＝-15954.46kNm（H，M均由活载产生）；最低水位标高91.8m，潮水位96.56m，河床标高90.4m，最大冲刷线86.77m；沉井底面处地基容许承载力[]＝920kPa。图5-14沉井半正面、半侧面、半平面图及地质剖面1.基底应力验算沉井顶标高为91.7m，沉井高为10m(=1.5+8.5)则井底标高为91.7-10＝81.7m。沉井自最大冲刷线至井底的埋置深度为h=86.77-81.7=5.07m考虑井壁侧面土的弹性抗力，由式(5-10)，基底应力计算为：AHdAN30minmax式中竖向荷载N=∑P=34857.62kN水平力H=890.10kN基础底面积A0=3.1416×2.92+6.6×5.8=64.7m2基础圆端直径d=5.8m，宽度b=12.4m计算宽度bbbdb111.011＝m77.124.124.12114.128.51.01基础埋深mh07.5水平向与竖向地基系数的比值5.01007.51000mmmmhCChmmmhCmCmhh000101094，取，，注，根据表基础截面矩ladW236132323m12.56)9.224.12(8.561328.5作用高度mHM92.1710.89046.15954233142.137)07.592.173(5.0212.568.51807.55.077.123218mhdWhbAkPakPakPaAHdAN92035.31371.76441.22576.5385.042.1378.510.890370.6462.3485730minmax如果不考虑井壁侧土的弹性抗力作用，则按浅基础计算为kPakPakPaWMAN92047.25405.82329.28476.53812.5646.1595470.6462.348570minmax可以看出，考虑与不考虑井壁侧土的弹性抗力作用，均满足要求。但考虑井壁侧土的弹性抗力，可明显减小偏心弯矩产生的基底反力分布不均匀现象。2.横向抗力验算在地面下深度z处，由式(5-8)，井壁承受的侧土横向抗力为)(60zzzAhHzx已知：H=890.10kN，A=137.42m2，h=5.07m，则由式(5-6)，得mhhbdWhhbz09.438.315239.12885)07.592.173(07.577.125.0212.568.56)07.592.174(07.577.125.0326421210当307.531hz时，则kPahzhAhHxh06.31307.509.4307.507.542.13710.8906)3(3603当z=h=5.07m时，则kPahzhAhHhx17.3707.509.407.507.542.13710.8906)(60已知：=12.0kN/m3，h=5.07m，=40，c=0，1=0.7，2=1.0（因MMg8.012，已知Mg=0，故2=1.0）在3hz处地基土的极限横向抗力为：ctghxh3cos4][213kPakPatgh06.3121.6240307.50.1240cos40.17.03在z＝h处地基土的极限横向抗力为：chtghxcos421kPakPatgh17.3764.1864007.50.1240cos40.17.0均满足要求。