荷載系數法公路橋梁設計規范 LRFD 第十章 基礎

第十章 基 礎
目 錄
10.1 范圍………………………………………………………………………………………………….10-1
10.2 定義………………………………………………………………………………………………….10-1
10.3 符號………………………………………………………………………………………………….10-2
10.4 巖土性質………………………………………………………………………………………….…10-7
10.4.1 信息需求………………………………………………………………………………..……10-7
10.4.2 地下勘探……………………………………………………………………………….……10-8
10.4.3 實驗室試驗…………………………………………………………………………………10-10
10.4.3.1 土工試驗……………………………………………………………………….……10-10
10.4.3.2 巖石試驗……………………………………………………………………….....…10-10
10.4.4 原位試驗……………………………………………………………………………………10-10
10.4.5 地球物理試驗………………………………………………………………………………10-10
10.4.6 設計性能的選擇……………………………………………………………………….……10-11
10.4.6.1 一般規定…………………………………………………………………………..…10-11
10.4.6.2 土的強度……………………………………………………………………….……10-13
10.4.6.2.1 一般規定……………………………………………………………………10-13
10.4.6.2.2 粘性土的不排水抗剪強度…………………………………………………10-13
10.4.6.2.3 粘性土的排水抗剪強度……………………………………………………10-14
10.4.6.2.4 顆粒土的排水抗剪強度……………………………………………………10-14
10.4.6.3 土的變形………………………………………………………………………………….……10-16
10.4.6.4 巖體強度………………………………………………………………………….…10-18
10.4.6.5 巖體的變形…………………………………………………………………….……10-21
10.4.6.6 巖石的可侵蝕性…………………………………………………………………….10-23
10.5 極限狀態和抗力系數……………………………………...………………………………………10-23
10.5.1 一般規定……………………………………………………………………………………10-23
10.5.2 使用極限狀態………………………………………………………………………………10-23
10.5.2.1 一般規定…………………………………………...………………………………10-23
10.5.2.2 容許位移和位移標準…………………………...…………………………………10-24
10.5.2.3 整體穩定性…………………………………...……………………………………10-24
10.5.2.4 橋臺過渡……………………………………...……………………………………10-24
10.5.3 強度極限狀態………………………………………………………………………………10-24
10.5.3.1 一般規定………………………………………...…………………………………10-24
10.5.3.2 擴大基礎…………………………………...………………………………………10-25
10.5.3.3 打入樁……………………………………………...………………………………10-25
10.5.3.4 鉆孔樁……………………………………………...………………………………10-25
10.5.3.5 微型樁………………………………………………………………………………10-25
10.5.4 極端事件的極限狀態………………………………………………………………………10-26
10.5.4.1 極限事件設計………………………………………………………………...……10-26
10.5.4.2 液化設計要求……………………………………...………………………………10-26
10.5.5 抗力系數……………………………………………………………………………………10-32
10.5.5.1 使用極限狀態…………………………………...…………………………………10-32
第十章 基礎
10-II
10.5.5.2 強度極限狀態…………………………………...…………………………………10-32
10.5.5.2.1 一般規定………………………………..…………………………………10-32
10.5.5.2.2 擴大基礎…………………………..………………………………………10-33
10.5.5.2.3 打入樁…………………………………..…………………………………10-34
10.5.5.2.4 鉆孔樁………………………………………..……………………………10-39
10.5.5.2.5 微型樁………………………………..……………………………………10-41
10.5.5.3 極限狀態………………………………………...…………………………………10-41
10.5.3.1 一般規定………………………………….…………………………………10-41
10.5.3.2 沖刷…………………………………………….……………………………10-41
10.5.3.3 其它極限狀態……………………………….………………………………10-41
10.6 擴大基礎……………………...……………………………………………………………………10-42
10.6.1 一般考慮……………………………………………..……………………………………10-42
10.6.1.1 一般規定………………………………………...…………………………………10-42
10.6.1.2 埋置深度…………………………………………...………………………………10-42
10.6.1.3 基礎的有效尺寸…………………………………...………………………………10-42
10.6.1.4 承載力分布………………………………………...………………………………10-43
10.6.1.5 斜基礎錨固…………………………………………………………...……………10-43
10.6.1.6 地下水…………………………………………...…………………………………10-43
10.6.1.7 上拔力………………………………………………...……………………………10-44
10.6.1.8 鄰近結構……………………………………………...……………………………10-44
10.6.2 使用極限狀態下的設計………………………………………………..…………………10-44
10.6.2.1 一般規定………………………………………………………...…………………10-44
10.6.2.2 容許位移……………………………………...……………………………………10-44
10.6.2.3 荷載……………………………………………………………...…………………10-44
10.6.2.4 沉降分析…………………………………………………………...………………10-45
10.6.2.4.1 一般規定…………………………………………..………………………10-45
10.6.2.4.2 非粘性土上的基礎沉降………………..…………………………………10-46
10.6.2.4.3 粘性土上的基礎沉降……………..………………………………………10-48
10.6.2.2.4 巖石上的基礎沉降……………………..…………………………………10-52
10.6.2.5 整體穩定性……………………………………………………...…………………10-53
10.6.2.6 使用極限狀態下的支承壓力……………..…….…………………………………10-54
10.6.2.6.1 支承壓力的假定值…………………………………..……………………10-54
10.6.2.6.2 確定支承壓力的半經驗方法……………..………………………………10-54
10.6.3 強度極限狀態下的設計…………………………………………………………..………10-55
10.6.3.1 土的支承抗力………………………………………………...……………………10-55
10.6.3.1.1 一般規定…………………………………………..………………………10-55
10.6.3.1.2 理論性估計……………………………………..…………………………10-56
10.6.3.1.2a 基本公式………………………………………….…………………10-56
10.6.3.1.2b 沖切注意事項………………………………………………………10-59
10.6.3.1.2c 斜坡上基礎注意事項…………………….…………………………10-59
10.6.3.1.2d 雙層土體系的注意事項—臨界深度………………………………10-63
10.6.3.1.2e 雙層土體系不排水加載…………………………….………………10-63
10.6.3.1.2f 雙層土體系排水加載……………………………….………………10-64
10.6.3.1.3 半經驗方法…………………………………………………………..……10-65
10.6.3.1.4 板荷載試驗…………………………………………………..……………10-65
AASHTO LRFD 橋梁設計規范(2010)
10-III
10.6.3.2 巖石的支承抗力…………………………………………………..……………….10-66
10.6.3.2.1 一般規定…………………………………………………..………………10-66
10.6.3.2.2 半經驗方法…………………………………………………………….…10-66
10.6.3.1.3 分析方法….………………………………………………..……...………10-66
10.6.3.1.4 荷載試驗…………………….……………………………..…..…………10-66
10.6.3.3 荷載偏心限值…………………………………………………..…………………10-66
10.6.3.4 滑動破壞…………………………………………………..…………….…………10-67
10.6.4 極端事件極限狀態設計…………………………………………………..………………10-68
10.6.4.1 一般規定…………………………………………………..………………….……10-68
10.6.4.2 荷載偏心限值…………………………………………………..…………….……10-68
10.6.5 結構設計…………………………………………………..………………………………10-68
10.7 打入樁…………………………………………………..……………………………………….…10-68
10.7.1 一般規定…………………………………………………..………………………………10-68
10.7.1.1 應用范圍…………………………………………………..………………….……10-68
10.7.1.2 樁間距、凈距和埋置深度………………………………………………...…..……10-69
10.7.1.3 路基填樁…………………………………………………..…………………….…10-69
10.7.1.4 斜樁…………………………………………………..………………………….…10-69
10.7.1.5 樁的設計要求…………………………………………………..……………….…10-70
10.7.1.6 樁荷載的確定…………………………………………………..………….………10-70
10.7.l.6.1 一般規定…………………………………………………..………….……10-70
10.7.1.6.2 下拉力…………………………………………………..…………………10-70
10.7.1.6.3 土膨脹引起的上拔……………………………………………….……….10-70
10.7.1.6.4 鄰近結構…………………………………………………..………………10-71
10.7.2 使用極限狀態的設計…………………………………………………..…………………10-71
10.7.2.1 一般規定…………………………………………………..…………………….…10-71
10.7.2.2 水平位移限值…………………………………………………..…………….……10-71
10.7.2.3 沉降…………………………………………………..………………………….…10-71
10.7.2.3.1 等效基礎…………………………………………………..………………10-71
10.7.2.3.2 粘性土中的群樁………………………………………………………..…10-73
10.7.2.4 樁基礎的水平位移…………………………………………………...……………10-74
10.7.2.5 下拉引起的沉降…………………………………………………..………….……10-75
10.7.2.6 橫向擠壓…………………………………………………..…………………….…10-75
10.7.3 強度極限狀態下的設計…………………………………………………..………………10-76
10.7.3.1 一般規定…………………………………………………..…………………….…10-76
10.7.3.2 巖石上的點承樁…………………………………………………..……….………10-76
10.7.3.2.1 一般規定…………………………………………………..………………10-76
10.7.3.2.2 軟巖中的打入樁……………………………………………………..……10-76
10.7.3.2.3 硬巖中的打入樁…………………………………………………………..10-76
10.7.3.3 合同中樁長的估計值…………………………………………………………...…10-77
10.7.3.4 打入后樁的標準軸向抗力變化……………………………………………...……10-78
10.7.3.4.1 一般規定…………………………………………………..………………10-79
10.7.3.4.2 松弛…………………………………………………..……………………10-79
10.7.3.4.3 定型…………………………………………………..……………………10-79
10.7.3.5 地下水作用和浮力…………………………………………….……..……………10-79
10.7.3.6 沖刷作用…………………………………………………..……………….………10-80
第十章 基礎
10-IV
10.7.3.7 下拉作用…………………………………………………..………………….……10-80
10.7.3.8 樁公稱承載力的確定……………………………….………………………..……10-81
10.7.3.8.1 一般規定……………………………………………………..……………10-81
10.7.3.8.2 靜載試驗…………………………………………………..…...……..…...10-82
10.7.3.8.3 動態試驗……………………………………………………..……………10-83
10.7.3.8.4 波動方程分析…………………………………………………………..…10-84
10.7.3.8.5 動態公式…………………………………………………..………….……10-84
10.7.3.8.6 靜態分析…………………………………………………..………………10-85
10.7.3.8.6a 一般規定…………………………………………………..……...…10-85
10.7.3.8.6bα 方法…………………………………………………..……………10-86
10.7.3.8.6cβ 方法……………………………………………………….…..……10-87
10.7.3.8.6dλ 方法………………………………………………………..………10-88
10.7.3.8.6e 粘土中樁的端抗力………………………………….………………10-89
10.7.3.8.6f 非粘性土中使用的Nordlund 或Thurma 方法………………...……10-89
10.7.3.8.6g 在粘性土中應用的SPT 法或CPT 法………………………………10-94
10.7.3.9 受壓群樁的抗力…………………………………………………..……….………10-97
10.7.3.10 單樁的抗拔力…………………………………………………..……………...…10-98
10.7.3.11 群樁的抗拔力…………………………………………………..…………………10-99
10.7.3.12 樁基礎的公稱橫向抗力………………………………………………….……..10-100
10.7.3.13 樁的結構抗力…………………………………………………..…….…………10-101
10.7.3.13.1 鋼樁…………………………………………………..…………………10-101
10.7.3.13.2 混凝土樁…………………………………………………..……………10-101
10.7.3.13.3 木樁…………………………………………………..…………………10-101
10.7.3.13.4 屈曲和橫向穩定……………………………………………………..…10-101
10.7.4 極端事件極限狀態……………………………………………………..…..……………10-102
10.7.5 腐蝕與退化…………………………………………………..……………………..……10-102
10.7.6 樁最小貫入深度的確定…………………………………………………..……..………10-103
10.7.7 用于制定與公稱承載力相關的打樁標準的Rndr 值確定…………………………..…10-104
10.7.8 可行性分析…………………………………………………..…………………..………10-104
10.7.9 探測樁…………………………………………………..……………………………..…10-105
10.8 鉆孔樁…………………………………………………..……………………………………...…10-106
10.8.1 一般規定……………………………………………….. …….. …………..……………10-106
10.8.1.1 適用范圍…………………………………………………...………..……………10-106
10.8.1.2 樁間距、凈距和埋入承臺的深度………………………………..………………10-106
10.8.1.3 樁直徑和擴底…………………………………………………….....……………10-106
10.8.1.4 斜樁……………………………………………………………...…..……………10-107
10.8.1.5 鉆孔樁抗力……………………………………………………...…..……………10-107
10.8.1.6 樁荷載的確定…………………………………………………….....……………10-107
10.8.1.6.1 一般規定………………………………………………..…..……………10-107
10.8.1.6.2 下拉力……………………………………………………………………10-107
10.8.1.6.3 上拔力…………………………………………………..………..………10-107
10.8.2 使用極限狀態下的設計…………………………………………………..………..……10-107
10.8.2.1 容許位移…………………………………………………..……………………...10-107
10.8.2.2 沉降…………………………………………………..………………………...…10-107
10.8.2.2.1 一般規定…………………………………………………..…..…………10-107
AASHTO LRFD 橋梁設計規范(2010)
10-V
10.8.2.2.2 單根鉆孔樁的沉降…………………………………………………..…..10-107
10.8.2.2.3 介于巖土之間的材料…………………………………………..………..10-110
10.8.2.2.4 群樁沉降…………………………………………………..…..…………10-110
10.8.2.3 樁與群樁的水平位移…………………………………………………..…..….…10-111
10.8.2.4 下拉力引起的沉降…………………………………………………...…..………10-111
10.8.2.5 側向擠壓…………………………………………………..…..………….………10-111
10.8.3 強度極限狀態下的設計…………………………………………………..…..…………10-111
10.8.3.1 一般規定…………………………………………………..…..……………….…10-111
10.8.3.2 地下水位線和浮力…………………………………………………..…...………10-111
10.8.3.3 沖刷…………………………………………………..…..…………………….…10-111
10.8.3.4 下拉力…………………………………………………..…..……………….……10-111
10.8.3.5 單個鉆孔樁的公稱軸向抗壓力………………………………………………….10-111
10.8.3.5.1 粘性土中鉆孔樁抗力的估計……………………………………………10-112
10.8.3.5.1a 一般規定………………………………………………..……..…..10-112
10.8.3.5.1b 樁周抗力……………………………………………………....…..10-112
10.8.3.5.1c 樁端抗力………………………………………………………..…10-113
10.8.3.5.2 非粘性土中鉆孔樁抗力的估計…………………………………………10-114
10.8.3.5.2a 一般規定…………………………………………………………..10-114
10.8.3.5.2b 樁周抗力…………………………………………………..…..…..10-114
10.8.3.5.2c 樁端抗力…………………………………………………..…..…..10-114
10.8.3.5.3 軟弱壓縮土層上的硬土中的群樁………………………………………10-115
10.8.3.5.4 巖石中鉆孔樁抗力的估計………………………………………………10-115
10.8.3.5.4a 一般規定………………………………………………..…..…..…10-115
10.8.3.5.4b 樁周抗力………………………………………..…………..…..…10-116
10.8.3.5.4c 樁端抗力…………………………………………..………..…..…10-117
10.8.3.5.4d 周端連接抗力…………………………………………………..…10-117
10.8.3.5.5 介于巖土之間的材料中的鉆孔樁抗力估計……………………………10-118
10.8.3.5.6 樁荷載試驗…………………………………………………………..…..10-118
10.8.3.6 群樁抗力…………………………………………………..…..………………….10-119
10.8.3.6.1 一般規定…………………………………………………..…..…………10-119
10.8.3.6.2 粘性土……………………………………………………..…..…………10-119
10.8.3.6.3 非粘性土…………………………………………………..…..…………10-119
10.8.3.6.4 軟性土層上的硬土中的群樁……………………………………………10-119
10.8.3.7 抗拔力……………………………………………………………...…..…………10-120
10.8.3.7.1 一般規定…………………………………………………..…..…………10-120
10.8.3.7.2 單根鉆孔樁的抗拔力………………………………..…………………..10-120
10.8.3.7.3 群樁抗拔力……………………………………………………..…..……10-120
10.8.3.7.4 上拔荷載試驗…………………………………………………..…..……10-121
10.8.3.8 樁與群樁的公稱水平抗力…………………………………..………………..….10-121
10.8.3.9 樁的結構抗力………………………………………………….…..…..…………10-121
10.8.3.9.1 一般規定…………………………………………………..…..…………10-121
10.8.3.9.2 屈曲和橫向穩定性…………………………………………………..…..10-121
10.8.3.9.3 鋼筋………………………………………………………..…..…………10-121
10.8.3.9.4 橫向鋼筋…………………………………………………..…..…………10-121
10.8.3.9.5 混凝土……………………………………………………..…..…………10-121
第十章 基礎
10-VI
10.8.3.9.6 伸入上部結構的鋼筋…………………………………..………………..10-122
10.8.3.9.7 擴大基礎…………………………………………………..…..…………10-122
10.8.4 極端事件極限狀態………………………………………………………..…..…………10-122
10.9 微型樁…………………………………………………..…..……………………………….……10-122
10.9.1 一般規定…………………………………………………………………..…..…………10-122
10.9.1.1 適用范圍…………………………………………………..…..…………….……10-123
10.9.1.2 樁的最小間距、凈距和埋入承臺的深度………………………….……………10-123
10.9.1.3 路堤填樁…………………………………………………..…..…….……………10-123
10.9.1.4 斜微型樁…………………………………………………..…..………….………10-123
10.9.1.5 微型樁的設計要求……………………………………………………...…..……10-123
10.9.1.6 微型樁荷載的計算……………………………………………………...…..……10-123
10.9.1.6.1 下拉力…………………………………………………..……..…………10-123
10.9.1.6.2 土膨脹引起的上拔…………………………………………………..….10-123
10.9.1.6.3 鄰近結構…………………………………………………..…..…………10-123
10.9.2 使用極限狀態下的設計…………………………………………………..…..…………10-123
10.9.2.1 一般規定…………………………….……………………………..…..…………10-123
10.9.2.2 容許位移……………………………….…………………………..…..…………10-123
10.9.2.3 沉降………………………………………………….……………..…..…………10-123
10.9.2.3.1 粘性土中微型群樁…………………………………………………..…..10-124
10.9.2.3.2 非粘性土中微型群樁…………………………………..………………..10-124
10.9.2.4 微型樁水平位移………………………………………………………...………..10-124
10.9.2.5 下拉力引起的沉降……………………………………………...………………..10-124
10.9.2.6 橫向擠壓………………………………………………...………………………..10-124
10.9.3 強度極限狀態下的設計…………………………………………..……………………..10-124
10.9.3.1 一般規定………………………………………………...………………………..10-124
10.9.3.2 地下水位和浮力……………………………………...…………………………..10-124
10.9.3.3 沖刷…………………………………………...…………………………………..10-124
10.9.3.4 下拉力……………………………………………...……………………………..10-124
10.9.3.5 單個微型樁的公稱軸向抗壓力………………………………………………….10-124
10.9.3.5.1 一般規定……………………..…………………………………………..10-124
10.9.3.5.2 砂漿與地連接處的抗力估計……………………………………………10-125
10.9.3.5.3 巖石中樁端的抗力估計…………………………………………………10-126
10.9.3.5.4 微型樁荷載試驗…………………………………..……………………..10-126
10.9.3.6 微型群樁的抗壓力…………………………...…………………………………..10-126
10.9.3.7 單樁的公稱抗拔力…………………………………...…………………………..10-126
10.9.3.8 微型群樁的公稱抗拔力……………………………………...…………………..10-126
10.9.3.9 單樁和群樁的公稱水平抗力………………………...…………………………..10-126
10.9.3.10 結構抗力…………………………………………………………………….…..10-127
10.9.3.10.1 一般規定………………………………………………………………..10-127
10.9.3.10.2 軸向抗壓力……………………………………………………………..10-127
10.9.3.10.2a 套管部分長度…………………………..………………………..10-127
10.9.3.10.2b 未加套管部分的長度……………………………………………10-128
10.9.3.10.3 軸向抗拉力……………………………………………………………..10-128
10.9.3.10.3a 套管部分長度………………………………..…………………..10-129
10.9.3.10.3b 未加套管部分的長度……………………………………………10-129
AASHTO LRFD 橋梁設計規范(2010)
10-VII
10.9.3.10.4 套管長度傳遞荷載……………………………………………………..10-129
10.9.3.10.5 灌漿與鋼筋得粘結……………………………………………………..10-130
10.9.3.10.6 屈曲和橫向穩定性……………………………………………………..10-130
10.9.3.10.7 上部結構中的鋼筋……………………………………………………..10-130
10.9.4 極端事件極限狀態…………………………………..…………………………………..10-131
10.9.5 腐蝕與退化…………………………………………………..…………………………..10-131
10.10 參考文獻………………………………………….……………………………………………..10-131
附錄第A10-基礎的抗震分析與設計…………………………………….…………………………..10-139
A10.1 調查……………………………………………………………………………………………..10-139
A10.2 基礎的設計……………………………………………………………………………………..10-139
A10.3 特定樁要求……………………………………………………………………………………..10-143
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