JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范完整版

2612/1/14 66 次阅读纠错

JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范

第一章总则

1.0.1 为适应公路桥涵建设发展需要，统一公路桥涵地基与基础设计技术要求，保障桥涵结构安全、适用、耐久，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于公路桥涵地基与基础的设计。

1.0.3 公路桥涵地基与基础设计应遵循安全、经济、环保的原则。

1.0.4 公路桥涵地基与基础的设计基准期为100年。

1.0.5 公路桥涵地基与基础设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

1.0.6 公路桥涵地基与基础的设计安全等级应与桥涵结构设计安全等级相一致。

1.0.7 地基与基础设计应重视环境影响评估，注意保护生态环境。

第二章术语和符号

2.1 术语

2.1.1 地基 foundation

承受基础传来荷载的土体或岩体。

2.1.2 基础 foundation

将结构荷载传至地基的下部结构。

2.1.3 地基承载力 bearing capacity of foundation

地基承受荷载的能力。

2.1.4 地基沉降 foundation settlement

地基在荷载作用下产生的竖向变形。

2.1.5 桩基础 pile foundation

由桩和承台组成的基礎。

2.1.6 沉井基础 open caisson foundation

依靠自身重量下沉并作为基础的井筒结构。

2.1.7 地基处理 ground improvement

改善地基土的性质，提高地基承载力的技术措施。

2.1.8 浅基础 shallow foundation

埋置深度较小，一般指埋深小于基础宽度或小于5m的基础。

2.1.9 深基础 deep foundation

埋置深度较大，一般指埋深大于基础宽度或大于5m的基础。

2.1.10 群桩效应 group pile effect

群桩基础中由于桩与桩相互作用导致的承载力变化现象。

2.1.11 刚性角 rigid angle

基础台阶的宽度与高度之比，反映基础抗弯性能的特征值。

2.2 符号

fa：地基承载力特征值
fs：桩侧摩阻力特征值
fp：桩端阻力特征值
Rd：基础抗力设计值
Sd：作用效应设计值
γ0：结构重要性系数
Ra：单桩承载力特征值
Q：群桩承载力设计值
G：沉井自重
Rf：井壁摩阻力

第三章地基承载力

3.1 一般规定

3.1.1 地基承载力计算应采用承载能力极限状态设计方法。

3.1.2 地基承载力特征值应通过载荷试验或其他原位测试方法确定。

3.1.3 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，地基承载力应进行深度和宽度修正。

3.1.4 地基承载力设计应考虑下列因素：

地基土的物理力学性质；
基础上覆土层的重度；
地下水位的影响；
荷载的持续时间。

3.2 地基承载力计算

3.2.1 地基承载力应按下列公式验算：

Sd ≤ Rd

式中：Sd为基础底面处的平均压力设计值；Rd为地基承载力设计值。

3.2.2 基础底面处的平均压力设计值应按下列公式计算：

Sd = (γ0·Sgk + γ0·Sqk)/A

式中：Sgk为永久作用标准值效应；Sqk为可变作用标准值效应；A为基础底面面积。

3.2.3 地基承载力设计值应按下列公式计算：

Rd = fa·A

式中：fa为地基承载力特征值；A为基础底面面积。

3.2.4 当偏心荷载作用时，基础底面边缘的最大压力设计值应按下列公式验算：

Smax ≤ 1.2Rd/A

3.2.5 基础底面边缘的最小压力设计值不应出现负值（零应力区不应超过基础面积的15%）。

3.2.6 地基承载力特征值的深度修正应按下式计算：

fa = fak + ηd·γm·(d - 0.5)

式中：fak为地基承载力特征值；ηd为深度修正系数；γm为基底以上土的加权平均重度；d为基础埋置深度。

3.2.7 地基承载力特征值的宽度修正应按下式计算：

fa = fak + ηb·γ·(b - 3)

式中：ηb为宽度修正系数；γ为基底以下土的重度；b为基础宽度。

3.3 地基承载力特征值确定

3.3.1 地基承载力特征值可通过载荷试验确定。载荷试验应符合下列规定：

试验场地应具有代表性；
试验加荷等级不应少于8级；
加载终止条件应符合现行国家标准的规定。

3.3.2 地基承载力特征值可按下列公式确定：

fa = fuk/k

式中：fuk为地基极限承载力标准值；k为安全系数，取2.0～3.0。

3.3.3 岩石地基承载力特征值可按下列公式确定：

fa = ψ·frk

式中：ψ为折减系数，根据岩体完整程度和裂隙发育程度确定，取0.1～0.5；frk为岩石饱和单轴抗压强度标准值。

3.3.4 碎石土地基承载力特征值可根据野外鉴别标准贯入试验确定。

3.3.5 砂土地基承载力特征值可根据标准贯入试验或轻便触探试验确定。

3.3.6 黏性土地基承载力特征值可根据液性指数和孔隙比确定。

3.4 地基变形验算

3.4.1 地基变形验算应采用正常使用极限状态设计方法。

3.4.2 地基变形计算应包括下列内容：

沉降量；
沉降差；
倾斜；
局部倾斜。

3.4.3 地基沉降量计算应采用分层总和法，计算公式如下：

s = ψs·Σ(si)

式中：s为地基最终沉降量；ψs为沉降计算经验系数；si为第i层土的沉降量。

3.4.4 地基沉降计算深度应符合下列规定：

σz ≤ 0.1σc

式中：σz为计算点处土的自重应力；σc为计算点处土的附加应力。

3.4.5 桥涵地基的允许沉降量应符合表3.4.5的规定。

表3.4.5 桥涵地基允许沉降量

结构类型	沉降量（mm）	沉降差
静定结构	200	0.002L
超静定结构	100	0.001L

注：L为相邻基础中心距离或跨度。

3.4.6 沉降计算经验系数ψs应根据地区沉降观测资料确定。

3.4.7 地基变形验算应考虑施工期间和使用期间沉降的差异。

第四章浅基础设计

4.1 一般规定

4.1.1 浅基础适用于地基条件较好、荷载较小的桥涵结构。

4.1.2 浅基础类型应根据地基条件、上部结构特点、施工条件等因素选择。

4.1.3 浅基础设计应包括下列内容：

基础类型选择；
基础埋置深度确定；
基础尺寸确定；
地基承载力验算；
地基变形验算；
稳定性验算。

4.1.4 浅基础按结构形式可分为刚性基础和柔性基础。

4.2 基础埋置深度

4.2.1 基础埋置深度应根据下列因素确定：

地基土的物理力学性质；
河流冲刷深度；
冻结深度；
岩石风化程度；
上部结构要求。

4.2.2 基础底面应埋置在冻结线以下不小于0.25m。

4.2.3 基础底面应埋置在冲刷线以下不小于1.0m。

4.2.4 岩石地基的基础埋置深度应符合下列规定：

岩石风化层较厚时，基础底面应埋入新鲜岩面以下不小于0.5m；
岩石风化层较薄时，基础底面可嵌入新鲜岩面不小于0.25m。

4.2.5 季节性冻土地区的基础埋置深度应根据冻结深度确定。

4.3 基础尺寸确定

4.3.1 基础底面尺寸应根据地基承载力要求确定。

4.3.2 基础底面为矩形时，长宽比不宜大于3。

4.3.3 基础高度应根据混凝土抗剪强度要求确定。

4.3.4 基础台阶的宽高比应满足刚性角要求。

4.3.5 刚性基础的台阶宽高比应符合表4.3.5的规定。

表4.3.5 刚性基础台阶宽高比限值

基础材料	台阶宽高比限值
混凝土基础	1:1.00
毛石混凝土基础	1:1.00
砖基础	1:1.50
灰土基础	1:1.25
石基础	1:1.50

4.4 基础抗倾覆和抗滑移验算

4.4.1 基础抗倾覆安全系数应按下列公式计算：

K0 = Ms/Md ≥ 1.5

式中：Ms为抗倾覆力矩；Md为倾覆力矩。

4.4.2 基础抗滑移安全系数应按下列公式计算：

Kh = Vf/Vh ≥ 1.3

式中：Vf为基础底面抗滑移力；Vh为基础底面滑移力。

4.4.3 基础底面与地基之间的摩擦系数应按试验确定，无试验资料时可按表4.4.3采用。

表4.4.3 基础底面与地基之间的摩擦系数

地基土类型	摩擦系数
黏性土（硬塑）	0.30～0.40
黏性土（软塑）	0.20～0.25
砂土（密实）	0.40～0.50
砂土（中密）	0.35～0.40
砂土（松散）	0.30～0.35
碎石土	0.40～0.50
软质岩石	0.30～0.50
硬质岩石	0.50～0.70

4.4.4 基础抗倾覆和抗滑移验算应考虑最不利荷载组合。

4.5 地基处理

4.5.1 当天然地基承载力不满足要求时，应进行地基处理。

4.5.2 地基处理方法应根据地基条件、加固要求、施工条件等因素选择。

4.5.3 换填法适用于浅层软弱地基处理。

4.5.4 排水固结法适用于饱和软土地基处理。

第五章桩基础设计

5.1 一般规定

5.1.1 桩基础适用于地基条件较差、荷载较大的桥涵结构。

5.1.2 桩基础设计应包括下列内容：

桩型选择；
桩长和桩径确定；
桩的布置；
单桩承载力验算；
群桩承载力验算；
桩身强度验算；
沉降验算。

5.1.3 桩基础设计应重视桩-土共同作用特性。

5.2 桩型选择

5.2.1 桩型应根据地质条件、荷载特点、施工条件、环境条件等因素选择。

5.2.2 桩按施工方法可分为预制桩和灌注桩。

5.2.3 预制桩包括钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩和钢桩。

5.2.4 灌注桩包括钻孔灌注桩、挖孔灌注桩和沉管灌注桩。

5.2.5 桩型的选择应考虑下列因素：

地质条件；
荷载大小及性质；
施工环境；
施工设备条件；
经济性。

5.3 单桩承载力

5.3.1 单桩承载力特征值应通过静载试验确定。

5.3.2 单桩承载力特征值也可按下列公式估算：

Ra = qs·Ap + up·Σqsis·Lis

式中：Ra为单桩承载力特征值；qs为桩端阻力特征值；Ap为桩端面积；up为桩周长；qsis为第i层土的桩侧摩阻力特征值；Lis为第i层土的桩长。

5.3.3 桩端阻力特征值应根据静载试验结果确定，无试验资料时可按地区经验确定。

5.3.4 桩侧摩阻力特征值应根据静载试验结果确定，无试验资料时可按地区经验确定。

5.3.5 桩的入土深度应包括有效桩长和桩端嵌入深度。

5.3.6 桩端阻力特征值可按表5.3.6的规定采用：

表5.3.6 桩端阻力特征值（kPa）

土层类型	桩端阻力特征值
黏性土	500～1500
粉土	800～2000
砂土	1500～4000
碎石土	2000～5000

5.3.7 桩侧摩阻力特征值可按表5.3.7的规定采用：

表5.3.7 桩侧摩阻力特征值（kPa）

土层类型	桩侧摩阻力特征值
淤泥	5～10
淤泥质土	10～15
黏性土（软塑）	15～25
黏性土（硬塑）	25～40
粉土	20～35
砂土	25～50
碎石土	30～60

5.4 群桩承载力

5.4.1 群桩承载力应考虑群桩效应。

5.4.2 群桩效应系数应根据桩距、桩长、桩数、地基土性质等因素确定。

5.4.3 群桩基础承载力应按下列公式验算：

Q = n·Ra/γ

式中：Q为群桩承载力设计值；n为桩数；Ra为单桩承载力特征值；γ为折减系数。

5.4.4 群桩中单桩受力可按下列公式计算：

Qi = (N+G)/n ± M·xi/Σxi²

式中：N为上部结构传至承台的竖向力设计值；G为承台和承台上土的自重；M为作用于承台的弯矩设计值；xi为各桩至群桩中心x轴的距离。

5.4.5 群桩效应系数η可按下列公式计算：

η = 1 - (n-1)·ξ/(n·S)

式中：n为桩数；S为桩距；ξ为群桩效应系数。

5.5 桩身强度验算

5.5.1 钢筋混凝土桩的桩身强度应按下列公式验算：

N ≤ φ·(fcd·Ac + fy·As)

式中：N为桩身轴向力设计值；φ为构件稳定系数；fcd为混凝土轴心抗压强度设计值；Ac为桩身混凝土截面面积；fy为钢筋抗拉强度设计值；As为纵向钢筋截面面积。

5.5.2 预应力混凝土桩的桩身强度应按预应力混凝土结构设计规范验算。

5.5.3 桩身混凝土强度等级不应低于C30。

5.5.4 桩身配筋率不应小于0.2%。

5.6 桩的布置

5.6.1 桩的间距应符合下列规定：

摩擦桩：桩中心距不应小于3倍桩径；
端承桩：桩中心距不应小于2.5倍桩径；
扩底桩：桩中心距不应小于1.5倍扩底直径。

5.6.2 承台厚度不应小于1.5m，且不应小于桩径。

5.6.3 承台配筋率不应小于0.2%。

5.6.4 桩的平面布置可采用行列式或梅花式。

5.6.5 桩的数量应根据单桩承载力和上部结构荷载确定。

第六章沉井基础设计

6.1 一般规定

6.1.1 沉井基础适用于地基条件较差、河床冲刷较大的桥涵结构。

6.1.2 沉井基础设计应包括下列内容：

沉井尺寸确定；
沉井下沉验算；
沉井结构强度验算；
沉井封底和基底承载力验算。

6.1.3 沉井基础按平面形状可分为圆形、矩形和圆端形。

6.2 沉井尺寸确定

6.2.1 沉井的平面尺寸应根据墩台尺寸、基础构造要求和地基承载力要求确定。

6.2.2 沉井的高度应根据地质条件、河床冲刷深度和结构要求确定。

6.2.3 沉井的壁厚应根据结构强度、下沉重量和施工要求确定。

6.2.4 沉井井壁厚度不宜小于600mm。

6.2.5 沉井刃脚高度不宜小于1.5m，刃脚斜面与水平面的夹角不宜大于60°。

6.3 沉井下沉验算

6.3.1 沉井下沉应满足下列条件：

G ≥ K·Rf

式中：G为沉井自重；Rf为井壁摩阻力；K为下沉系数，取1.05～1.25。

6.3.2 井壁摩阻力可按下列公式估算：

Rf = u·τ·h

式中：u为井壁周长；τ为井壁与土之间的单位摩阻力；h为沉井入土深度。

6.3.3 单位摩阻力τ应根据地区经验确定，无经验时可按表6.3.3采用。

表6.3.3 井壁单位摩阻力（kPa）

土层类型	τ值
黏性土	10～25
砂土	12～30
碎石土	15～35
软质岩石	20～40
硬质岩石	30～60

6.3.4 沉井下沉系数K不宜小于1.05。

6.3.5 沉井下沉过程中应定期进行倾斜和位移观测。

6.4 沉井结构强度验算

6.4.1 沉井结构强度验算应包括下列内容：

第一节沉井的纵向抗拉强度验算；
沉井井壁水平截面强度验算；
刃脚强度验算；
封底混凝土强度验算。

6.4.2 沉井井壁水平截面强度验算应考虑井壁两侧土压力和水压力作用。

6.4.3 刃脚强度验算应考虑土的反力、井壁内侧的拉力和刃脚自重作用。

6.4.4 沉井井壁水平截面应力应满足下列条件：

σ = N/A ± M/W ≤ fcd

6.5 沉井封底和基底承载力验算

6.5.1 沉井封底混凝土厚度应根据基底水压力和封底混凝土强度确定。

6.5.2 封底混凝土厚度可按下列公式计算：

h = γw·H/(2·fcd)

式中：γw为水的重度；H为作用在封底混凝土上的水头；fcd为封底混凝土抗压强度设计值。

6.5.3 基底承载力验算应符合本规范第三章的规定。

6.5.4 沉井封底混凝土强度等级不应低于C25。

第七章地基处理

7.1 一般规定

7.1.1 地基处理适用于地基承载力或变形不满足设计要求的情况。

7.1.2 地基处理方法应根据地基条件、加固要求、施工条件等因素选择。

7.1.3 地基处理设计应包括下列内容：

地基处理方案选择；
处理范围确定；
设计计算；
施工要求。

7.1.4 地基处理方案选择应考虑下列因素：

地基土类型；
加固要求；
施工条件；
环境条件；
经济性。

7.2 换填法

7.2.1 换填法适用于浅层软弱地基处理。

7.2.2 换填材料可采用级配良好的砂、碎石、灰土等。

7.2.3 换填厚度应根据软弱层的厚度和承载力要求确定。

7.2.4 换填层顶部应设置排水垫层，垫层厚度不宜小于0.5m。

7.2.5 换填法处理后的地基承载力应通过载荷试验确定。

7.3 排水固结法

7.3.1 排水固结法适用于饱和软土地基处理。

7.3.2 排水固结法包括堆载预压、真空预压和真空-堆载联合预压。

7.3.3 竖向排水体可采用砂井、塑料排水板或袋装砂井。

7.3.4 竖向排水体的间距应根据地基土的渗透系数和固结时间要求确定，一般为1.5～2.0m。

7.3.5 排水固结法的预压荷载应根据地基处理设计要求和工期确定。

7.3.6 堆载预压的加载速率应根据地基土的强度增长确定。

7.4 深层搅拌法

7.4.1 深层搅拌法适用于淤泥、淤泥质土、粉土和黏性土地基处理。

7.4.2 深层搅拌桩的固化剂可采用水泥或水泥砂浆。

7.4.3 深层搅拌桩的桩径不宜小于0.5m，桩间距应根据承载力要求确定。

7.4.4 深层搅拌桩的单桩承载力特征值应通过静载试验确定。

7.4.5 水泥掺入量应根据地基土的含水量和加固要求确定。

7.4.6 深层搅拌桩的桩身强度应通过现场取样试验确定。

7.5 高压喷射注浆法

7.5.1 高压喷射注浆法适用于淤泥、淤泥质土、粉土、砂土、碎石土地基处理。

7.5.2 高压喷射注浆形式可分为旋喷、定喷和摆喷。

7.5.3 旋喷桩的桩径宜为0.5～1.5m，桩间距应根据处理效果要求确定。

7.5.4 高压喷射注浆法处理地基后，承载力特征值应通过静载试验确定。

7.5.5 高压喷射注浆的施工参数应根据地基条件和加固要求试验确定。

7.6 地基处理质量检验

7.6.1 地基处理完成后应进行质量检验。

7.6.2 地基处理质量检验方法应根据处理类型确定。

7.6.3 地基处理质量检验应包括下列内容：

处理范围检验；
处理效果检验；
承载力检验。

第八章构造要求

8.1 浅基础构造

8.1.1 混凝土基础强度等级不应低于C25。

8.1.2 基础底面应设置垫层，垫层可采用C15混凝土或砂石垫层，厚度不宜小于100mm。

8.1.3 基础钢筋保护层厚度不应小于40mm。

8.1.4 基础应设置排水设施，基础周围的回填土应分层夯实。

8.1.5 基础混凝土应一次浇筑完成，不宜留设施工缝。

8.1.6 基础拆模后应及时回填土，回填土的压实度不应小于93%。

8.2 桩基础构造

8.2.1 钢筋混凝土桩的混凝土强度等级不应低于C30。

8.2.2 预应力混凝土桩的混凝土强度等级不应低于C40。

8.2.3 桩的纵向钢筋保护层厚度不应小于50mm。

8.2.4 桩与承台的连接应符合下列规定：

桩顶嵌入承台的长度不应小于50mm；
桩顶钢筋锚入承台的锚固长度不应小于钢筋直径的35倍。

8.2.5 灌注桩的钢筋笼应设置定位钢筋，定位钢筋间距不宜大于2m。

8.2.6 钢筋混凝土桩的桩身配筋率不应小于0.2%。

8.2.7 桩身箍筋间距不宜大于200mm，桩顶和桩底附近应加密。

8.2.8 承台混凝土强度等级不应低于C30。

8.2.9 承台钢筋保护层厚度不应小于40mm。

8.3 沉井基础构造

8.3.1 沉井混凝土强度等级不应低于C25。

8.3.2 沉井刃脚应设置刃脚钢筋，刃脚斜面与水平面的夹角不宜大于60°。

8.3.3 沉井井壁应设置水平钢筋和竖向钢筋。

8.3.4 沉井封底混凝土强度等级不应低于C25，厚度不应小于1.5m。

8.3.5 沉井水平钢筋的配筋率不宜小于0.15%。

8.3.6 沉井竖向钢筋的配筋率不宜小于0.10%。

8.4 地基处理构造

8.4.1 换填法的换填材料应分层碾压，压实度不应小于93%。

8.4.2 排水固结法的排水垫层厚度不宜小于500mm。

8.4.3 深层搅拌法的水泥掺量不宜小于12%。

8.4.4 高压喷射注浆的喷射压力不宜小于20MPa。

附录A 地基承载力特征值确定方法

A.0.1 载荷试验确定地基承载力特征值应符合下列规定：

载荷试验的压板面积不应小于0.25m²；
加载等级不应少于8级；
每级加载后稳定标准：沉降速率小于0.1mm/h。

A.0.2 载荷试验极限承载力确定方法：

当荷载-沉降曲线上有明显的比例界限时，取该比例界限所对应的荷载；
当极限荷载能确定时，取极限荷载的一半；
当沉降急剧增大时，取前一级荷载。

A.0.3 标准贯入试验确定砂土和粉土地基承载力特征值可参照表A.0.3。

表A.0.3 标贯试验确定地基承载力特征值

标准贯入击数N	砂土fak（kPa）	粉土fak（kPa）
10	150	120
15	200	160
20	250	200
25	300	240
30	350	280

附录B 桩基参数表

B.0.1 常用桩型的适用范围可参照表B.0.1。

表B.0.1 常用桩型适用范围

桩型	适用土层	桩径（mm）	最大桩长（m）
钢筋混凝土预制桩	各类土层	300～600	40
预应力混凝土管桩	各类土层	400～1000	50
钻孔灌注桩	各类土层	600～2000	不限
挖孔灌注桩	无地下水土层	800～2000	30
沉管灌注桩	黏性土、粉土	300～600	25

B.0.2 桩身混凝土强度等级与适用桩型对照表：

表B.0.2 桩身混凝土强度等级

桩型	混凝土强度等级
钢筋混凝土预制桩	C30～C40
预应力混凝土管桩	C40～C60
钻孔灌注桩	C25～C35
挖孔灌注桩	C25～C35

发现内容有误？联系我们