17JTG-D63-2007-公路桥涵地基与基础设计规范条文说明
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桥梁基础类型一般应根据本条提出的天然和人工所具备的条件,进行合理地选择。如遇复杂情况,还可对天然条件进行局部改造,或拟定不同方案作出技术和经济等方面的比较后优选。
1.1.4桥址处工程地质情况不但对选择基础方案和事后的设计具有重要意义,而且也往往影响桥型方案的正确选择。以往,由于地勘工作做得不够详细和深入而造成浪费甚至返工的事故并非个别例子。因此,在桥位选定以后,必须对桥址处的地质情况进行认真的勘探,对于可能布置墩台的位置,更应准确探明情况。当在桥址处存在断层或岩溶,不均匀地层内埋有局部软弱土层,以及在起伏不平或倾斜岩层的地基上修建基础时,更应特别加强工程地质的勘探工作。
一112一
基础结构当需进行正常使用极限状态设计时,永久作用采用标准值,可变作用采用短期效应组合的频遇值系数和长期效应组合的准永久值系数,与主体结构相同。
1.1.6基础结构的稳定性验算是承载能力极限状态设计的内容之一,将基础视为刚体使其保持静力平衡并具有一定的稳定性系数。平衡作用效应和不平衡作用效应可取标准值组合,作用效应组合表达式中的各项系数均取为10。在计算中,应考虑作用效应的最不利组合。对使结构失稳的同向、且可能同时出现的可变作用效应都应组合在内,使达到组合效应最大值;而使结构稳定的同向、但有可能不同时出现的可变作用效应,则应选用其中主导作用效应,其他可变作用效应不予组合,以使稳定作用效应达最小值。最后所得稳定性系数应满足规范的规定值。
1.1.5基础结构作为桥涵的重要组成部分,与桥涵主体结构一样应进行自身承载力验算,以保证其在最不利作用效应组合下具有足够的安全度。承载力验算的内容有:受弯、受压和受剪承载力、抗冲切和局部承压承载力。有关现行规范已为这些验算提供了方法和公式。作用效应的组合应按承载能力极限状态要求采用基本组合和偶然组合。参与基本组合的各个作用是经常出现在结构上的,取其值为设计值,也即在它们的标准值基础上乘以相应的分项系数,所以基本组合就是各作用设计值在结构中引起的效应的组合;在组合中当同时出现多个可变作用效应时,尚应考虑根据可变作用数量多少而确定的组合系数。结构重要性系数采用与主体结构相同值。上述各项系数在有关规范中都有明确规定。偶然组合是由地震作用或船舶撞击荷载或汽车撞击荷载参与的组合。这些都是偶然作用于结构上的。有关地震作用的取值及组合由现行《公路工程抗震设计规范》规定,本规范的偶然组合仅指船舶撞击荷载或汽车撞击荷载参与的组合。由于偶然荷载出现的概率很小,且作用在结构上的持续时间也很短,但一旦出现其值很大,因此,进行效应组合时,两个偶然荷载不能组合在一起,永久荷载和偶然荷载均可取标准值效应,分项系数和结构重要性系数均取为1。0;其他可变作用效应视具体情况可有多个参与组合,但其值应分别取小于标准值的适当代表值,如频遇值、准永久值等,不考虑组合系数。但当这些代表值与偶然作用同时出现的概率很小或对基础结构非不利时,也可不予组合。至于结构稳定性验算,由于要利用原规范的稳定性系数,所以基本组合或偶然组合其作用取值及效应组合仍按原规范的规定采用,即结构重要性系数及作用的各项系数均取为1。0。
1.03地基土的性质极为复杂,在同一地基内土的力学指标常有很大变异,加上诸多暗藏和明露的不良地质条件,在我国土地辽阔、土质各异的情况下,地基基础的设计特别需要强调因地制宜的原则。桥梁基础是江、河、湖、海中重要而庞大的工程,需要大量的土石方和混凝土材料,且基础施工大多需进行围水或水中作业,难度和工作量较大,因此,设计人员必须切实地掌握具体工程的地质情况,合理地选择方案,避免因情况不明或方案有误而造成材料和人力资源的浪费,而这样的事故在以往的工程中时有发生。此外,基础工程与水密切相关,在设计方案中应结合实际情况,避免大挖大填,防止水资源受பைடு நூலகம்污染。
《公路桥涵地基与基础设计规范》
070063—2007〉
条文说明
1总则
1.1.1本规范是对原规范《公路桥涵地基与基础设计规范》(开】024—85八简称原规范)进行修订而成。在修订期间通过总结设计和实践经验以及吸取国内外研究成果,对原规范作出了多项修改和补充,使其更趋于符合本条提出的要求。
首先,引入公路桥涵设计的极限状态原则。根据地基的变形性质,明确将地基设计定位于正常使用极限状态,相应的作用采用短期效应组合或长期效应组合。地基承载力计算时,承载力的选取以不使地基中出现长期塑性变形,同时考虑相应于承载力的地基变形与结构构件的变形具有不同的功能,作用不采用构件变形计算的短期效应频遇值组合,而取用短期效应标准值组合(令频遇值系数等于:0。基础沉降计算时,则考虑不仅结构自重对沉降有影响,而且在桥涵使用期内可变作用的准永久值持续时间很长,也有很大的影响,作用取用了其长期效应组合,摒弃了原规范按结构自重计算的规定。基础结构与结构构件一样也应进行两类极限状态设计:基础结构承载力和稳定性按承载能力极限状态设计;裂缝宽度等按正常使用极限状态设计。
其次,在规范的主要内容上也作了一些必要的改进。例如有关地基承载力方面,修改了地基土的分类及工程特性的有关规定;地基承载力的容许值及其他相关参数,强调首先应由载荷试验或其他原位测试确定,并给出若干有关试验方法,但规范仍部分保留经局部修正的原规范各项表列数据,并规定仅供测试确有困难且跨径不大的中小桥和涵洞设计应用;又例如有关计算或计算公式方面,修改了在季节性冻胀土中基底最小埋置深度的计算,分别以土的冻胀性、土的类别和环境等对冻深的影响,代替原规范单一取值1。15的冻深影响系数,上述诸多影响系数是根据近年来冻土试验场试验分析及有关调研资料综合研究得到的;增加了双向偏心受荷时基底土承载力的计算公式,同时给出岩石地基上当基础部分受压时应力重分布的计算方法;简化了原规范基础沉降计算的分层总和法,釆用平均附加应力系数:并制成表格,使原繁琐的计算工作简单化;修改了地基土冻胀性分类;修改了季节性冻土地基和多年冻土地基基础抗冻拔稳定性计算,其中季节性冻土单位面积切向冻胀力标准值和多年冻土与基础表面单位面积冻结力标准值,以及用于计算设计冻深时影响标准冻深的多项影响系数,都是新的研究成果。在基桩计算方面有:根据多年来的施工实践经验,新增了采用后压浆技术的灌注粧承载力的计算公式;在嵌岩桩承载力计算中考虑了覆盖层土的侧阻力的作用;在粧内力计算的III法中,粧基计算宽度及地基比例系数当量肌值的换算方法均得到一定程度的简化和改善。此外,已在公路桥梁上应用的地下连续墙也被列为规范内容。^
1.1.4桥址处工程地质情况不但对选择基础方案和事后的设计具有重要意义,而且也往往影响桥型方案的正确选择。以往,由于地勘工作做得不够详细和深入而造成浪费甚至返工的事故并非个别例子。因此,在桥位选定以后,必须对桥址处的地质情况进行认真的勘探,对于可能布置墩台的位置,更应准确探明情况。当在桥址处存在断层或岩溶,不均匀地层内埋有局部软弱土层,以及在起伏不平或倾斜岩层的地基上修建基础时,更应特别加强工程地质的勘探工作。
一112一
基础结构当需进行正常使用极限状态设计时,永久作用采用标准值,可变作用采用短期效应组合的频遇值系数和长期效应组合的准永久值系数,与主体结构相同。
1.1.6基础结构的稳定性验算是承载能力极限状态设计的内容之一,将基础视为刚体使其保持静力平衡并具有一定的稳定性系数。平衡作用效应和不平衡作用效应可取标准值组合,作用效应组合表达式中的各项系数均取为10。在计算中,应考虑作用效应的最不利组合。对使结构失稳的同向、且可能同时出现的可变作用效应都应组合在内,使达到组合效应最大值;而使结构稳定的同向、但有可能不同时出现的可变作用效应,则应选用其中主导作用效应,其他可变作用效应不予组合,以使稳定作用效应达最小值。最后所得稳定性系数应满足规范的规定值。
1.1.5基础结构作为桥涵的重要组成部分,与桥涵主体结构一样应进行自身承载力验算,以保证其在最不利作用效应组合下具有足够的安全度。承载力验算的内容有:受弯、受压和受剪承载力、抗冲切和局部承压承载力。有关现行规范已为这些验算提供了方法和公式。作用效应的组合应按承载能力极限状态要求采用基本组合和偶然组合。参与基本组合的各个作用是经常出现在结构上的,取其值为设计值,也即在它们的标准值基础上乘以相应的分项系数,所以基本组合就是各作用设计值在结构中引起的效应的组合;在组合中当同时出现多个可变作用效应时,尚应考虑根据可变作用数量多少而确定的组合系数。结构重要性系数采用与主体结构相同值。上述各项系数在有关规范中都有明确规定。偶然组合是由地震作用或船舶撞击荷载或汽车撞击荷载参与的组合。这些都是偶然作用于结构上的。有关地震作用的取值及组合由现行《公路工程抗震设计规范》规定,本规范的偶然组合仅指船舶撞击荷载或汽车撞击荷载参与的组合。由于偶然荷载出现的概率很小,且作用在结构上的持续时间也很短,但一旦出现其值很大,因此,进行效应组合时,两个偶然荷载不能组合在一起,永久荷载和偶然荷载均可取标准值效应,分项系数和结构重要性系数均取为1。0;其他可变作用效应视具体情况可有多个参与组合,但其值应分别取小于标准值的适当代表值,如频遇值、准永久值等,不考虑组合系数。但当这些代表值与偶然作用同时出现的概率很小或对基础结构非不利时,也可不予组合。至于结构稳定性验算,由于要利用原规范的稳定性系数,所以基本组合或偶然组合其作用取值及效应组合仍按原规范的规定采用,即结构重要性系数及作用的各项系数均取为1。0。
1.03地基土的性质极为复杂,在同一地基内土的力学指标常有很大变异,加上诸多暗藏和明露的不良地质条件,在我国土地辽阔、土质各异的情况下,地基基础的设计特别需要强调因地制宜的原则。桥梁基础是江、河、湖、海中重要而庞大的工程,需要大量的土石方和混凝土材料,且基础施工大多需进行围水或水中作业,难度和工作量较大,因此,设计人员必须切实地掌握具体工程的地质情况,合理地选择方案,避免因情况不明或方案有误而造成材料和人力资源的浪费,而这样的事故在以往的工程中时有发生。此外,基础工程与水密切相关,在设计方案中应结合实际情况,避免大挖大填,防止水资源受பைடு நூலகம்污染。
《公路桥涵地基与基础设计规范》
070063—2007〉
条文说明
1总则
1.1.1本规范是对原规范《公路桥涵地基与基础设计规范》(开】024—85八简称原规范)进行修订而成。在修订期间通过总结设计和实践经验以及吸取国内外研究成果,对原规范作出了多项修改和补充,使其更趋于符合本条提出的要求。
首先,引入公路桥涵设计的极限状态原则。根据地基的变形性质,明确将地基设计定位于正常使用极限状态,相应的作用采用短期效应组合或长期效应组合。地基承载力计算时,承载力的选取以不使地基中出现长期塑性变形,同时考虑相应于承载力的地基变形与结构构件的变形具有不同的功能,作用不采用构件变形计算的短期效应频遇值组合,而取用短期效应标准值组合(令频遇值系数等于:0。基础沉降计算时,则考虑不仅结构自重对沉降有影响,而且在桥涵使用期内可变作用的准永久值持续时间很长,也有很大的影响,作用取用了其长期效应组合,摒弃了原规范按结构自重计算的规定。基础结构与结构构件一样也应进行两类极限状态设计:基础结构承载力和稳定性按承载能力极限状态设计;裂缝宽度等按正常使用极限状态设计。
其次,在规范的主要内容上也作了一些必要的改进。例如有关地基承载力方面,修改了地基土的分类及工程特性的有关规定;地基承载力的容许值及其他相关参数,强调首先应由载荷试验或其他原位测试确定,并给出若干有关试验方法,但规范仍部分保留经局部修正的原规范各项表列数据,并规定仅供测试确有困难且跨径不大的中小桥和涵洞设计应用;又例如有关计算或计算公式方面,修改了在季节性冻胀土中基底最小埋置深度的计算,分别以土的冻胀性、土的类别和环境等对冻深的影响,代替原规范单一取值1。15的冻深影响系数,上述诸多影响系数是根据近年来冻土试验场试验分析及有关调研资料综合研究得到的;增加了双向偏心受荷时基底土承载力的计算公式,同时给出岩石地基上当基础部分受压时应力重分布的计算方法;简化了原规范基础沉降计算的分层总和法,釆用平均附加应力系数:并制成表格,使原繁琐的计算工作简单化;修改了地基土冻胀性分类;修改了季节性冻土地基和多年冻土地基基础抗冻拔稳定性计算,其中季节性冻土单位面积切向冻胀力标准值和多年冻土与基础表面单位面积冻结力标准值,以及用于计算设计冻深时影响标准冻深的多项影响系数,都是新的研究成果。在基桩计算方面有:根据多年来的施工实践经验,新增了采用后压浆技术的灌注粧承载力的计算公式;在嵌岩桩承载力计算中考虑了覆盖层土的侧阻力的作用;在粧内力计算的III法中,粧基计算宽度及地基比例系数当量肌值的换算方法均得到一定程度的简化和改善。此外,已在公路桥梁上应用的地下连续墙也被列为规范内容。^