9.6　地基與基礎

9.6.1　渡槽基礎應根據槽址處的工程地質、水文氣象、建筑材料和施工方法等條件，結合渡槽結構形式，經技術經濟比較后，合理選用淺基礎、樁基礎或沉井基礎。

9.6.2　渡槽基礎應滿足強度、穩定性及耐久性要求。寒冷和嚴寒地區渡槽的基礎設計尚應符合現行國家標準《水工建筑物抗冰凍設計規范》GB/T 50662的規定。

9.6.3　渡槽的地基允許承載力應根據地質勘察成果采用野外荷載試驗、理論計算和類比法綜合分析確定。地質情況和結構復雜的大、中型渡槽的地基允許承載力宜經原位測試確定。巖石地基上的小型渡槽也可按附近橋涵建筑物的地質資料分析確定。

9.6.4　渡槽涉水墩臺的基底最小埋置深度，應根據修建墩臺后引起的槽下一般沖刷、局部沖刷、河床自然演變沖刷以及墩臺基底在沖刷線以下的安全埋置深度計算確定。

9.6.5　淺基礎設計應符合下列規定：

1　淺基礎包括剛性基礎和柔性基礎。應用于地形較平坦、地基承載力易滿足要求、地下水位埋深大、凍土深度淺、沖刷深度小的情況，應合理選用具體的基礎結構形式、底面尺寸、埋置深度。

2　實體墩和空心墩宜采用剛性基礎。基礎頂面每邊應大于槽墩底部外緣25cm，基礎底面面積應根據地基允許承載力計算確定；臺階式剛性基礎深度應由材料的剛性角決定，滿足材料剛性角要求的剛性基礎可不作彎曲和剪切驗算。剛性基礎臺階的剛性角可按下式計算：

式中：θ——剛性角（°）；

Ci——基礎第i階的懸臂長度（m）；

H i——基礎第i階的高度（m）；

［θ］——剛性角允許值（°）。對于砌片石、塊石、粗料石基礎，當用M7.5及M7.5以上水泥砂漿砌筑時，［θ］=35°；對于混凝土基礎，［θ］=40°。

3　排架結構宜采用整體板式基礎，或采用在基礎板上布置縱橫向加強梁的整體筏板式基礎。基礎底面面積應根據地基允許承載力計算確定，基礎板的厚度應滿足抗沖切的強度要求。

9.6.6　渡槽淺基礎應按橫槽向和順槽向分別驗算基底應力。順槽向尚應驗算相鄰跨施工荷載不平衡的情況并應符合下列規定：

1　建于非巖石地基上的淺基礎底面不容許出現拉應力。驗算基底壓應力時可假定應力沿基底呈直線分布，按偏心受壓公式計算，基礎底面邊緣的最大壓應力應小于地基的容許承載力。

2　建于基巖上的淺基礎底面應力仍按偏心受壓公式計算。當基底應力的合力偏心距e0超出核心半徑ρ時（ρ=W/Af，其中W為相應于應力較小基底邊緣的截面抵抗矩，Af為基礎底面積），應按受壓區范圍計算基底最大壓應力。

3　淺基礎基底面下有軟土層時，軟土層頂面所受的壓應力不應超過該軟土層頂面土的允許承載力。

9.6.7　非巖石地基上外部為超靜定結構的渡槽基礎，濕陷性黃土或軟土上的基礎，槽下凈空要求較嚴格的渡槽基礎，以及相鄰墩臺基礎的基底應力或地基土質不同時，應計算地基沉降量。

渡槽基礎的地基最終沉降量宜按通過設計流量時的基本荷載組合采用分層總和法計算，地基壓縮層計算深度宜按計算層面處土的附加應力與自重應力之比為0.10～0.20（軟土地基取小值，堅實地基取大值）的條件確定。運行期的地基沉降量應不大于渡槽墩臺基礎的允許沉降量，相鄰墩臺運行期的地基沉降差不應大于渡槽墩臺基礎的允許沉降差。運行期墩臺基礎地基的允許沉降量可按式（9.6.7-1）計算，允許沉降差可按式（9.6.7-2）計算：

式中：h1——運行期的基礎允許沉降量（mm）；

l——相鄰墩臺間最小跨徑長度（m），小于25m 時仍以25m計；

Δh1——運行期的基礎允許沉降差（mm）。

9.6.8　淺基礎應與墩臺一起進行抗滑穩定和抗傾覆穩定驗算。抗滑穩定和抗傾覆穩定的安全系數計算值不應小于表9.6.8-1規定的允許值。

抗滑穩定和抗傾覆穩定的安全系數應按下列公式計算：

1　抗滑穩定安全系數宜按下式計算：

式中：Kc——抗滑穩定安全系數；

fe——基底面與地基土之間的摩擦系數，當缺少實測資料時可按表9.6.8-2采用；

∑N——作用于基底面所有鉛直力的總和（k N）；

∑P——作用于基底面所有水平力的總和（k N）。

2　抗傾覆穩定安全系數宜按下式計算：

式中：K0——抗傾覆穩定安全系數；

∑MV——所有垂直力對基底面形心軸的力矩總和（k N·m）；

∑MP——所有水平力對基底面形心軸的力矩總和（k N·m）。

9.6.9　當采用淺基礎不能滿足渡槽基底地基承載力要求或沉降量過大且地基土適宜鉆孔時，宜優先采用鉆（挖）孔灌注樁（簡稱為灌注樁）基礎。灌注樁應根據工程地質、水文地質和施工條件等因素，合理選用摩擦樁或端承樁。同一墩臺基礎下應采用同一種形式、樁徑或深度相同（或接近）的灌注樁。灌注樁基礎設計應符合下列規定：

1　1級、2級渡槽或在淤泥、流沙土層中的灌注樁基礎，應進行試樁并經荷載試驗驗證設計。用于濕陷性黃土或膨脹土中的樁，應采取抗濕陷或抗膨脹等不利影響的措施。

2　灌注樁基宜采用低樁承臺，應設置蓋梁，并應根據需要設置橫系梁。

3　灌注樁直徑不宜小于80cm。樁群可采用對稱形、梅花形或環形布置。采用摩擦樁時中心距不應小于樁徑的2.5倍，樁入土深度自一般沖刷線以下不應小于4m。采用端承樁時中心距不應小于樁徑的2.0倍。對于直徑（或邊長）小于或等于100cm 的樁基礎，其邊樁外側與承臺邊緣的距離不應小于0.5倍樁徑（或邊長）且不應小于25cm；直徑（或邊長）大于100cm 時，其邊樁外側與承臺邊緣的距離不應小于0.3 倍樁徑（或邊長）且不應小于50cm。

4　灌注樁承臺頂面應低于凍結線或最低冰層面以下0.25m，承臺厚度不宜小于1.5m，避免流冰、流筏或其他漂浮物的直接撞擊。

5　需要設置橫系梁時，橫系梁的高度宜采用80%～100%灌注樁（柱）直徑，寬度宜采用60%～100%灌注樁（柱）直徑。

6　灌注樁頂主筋伸入承臺時，灌注樁身應嵌入承臺15cm～20cm，灌注樁頂主筋伸入蓋梁時，樁身可不嵌入蓋梁。樁頂直接埋入承臺連接時樁徑（或邊長）小于60cm 的埋入長度不應小于2倍樁徑（或邊長），樁徑（或邊長）為60cm～120cm 時埋入長度不應小于120cm，樁徑（或邊長）大于120cm 時，埋入長度不應小于樁徑（或邊長）。

7　承臺以上的豎向荷載宜由灌注樁基全部承受，所有水平荷載宜由樁基平均分擔。灌注樁基應驗算由水平力所產生的撓曲、向前移動及剪切。邊樁樁頂位于實體墩、空心墩或樁式墩底面以外的承臺應驗算外伸部分承臺襟邊的抗剪強度。

8　灌注樁、承臺、蓋梁及橫系梁的混凝土強度等級不應低于C20，水下澆筑時不應低于C25。

9　灌注樁身宜按內力分段配筋，無須配置受力鋼筋的仍應在樁頂3m～5m 范圍內設置構造鋼筋。每根灌注樁內的受力鋼筋直徑不宜小于14mm 且不宜少于8根，主筋間距不應小于80mm，保護層不應小于5cm。箍筋宜采用螺旋狀布置，直徑不應小于8mm，間距宜采用200mm～400mm；每隔2.0m～2.5m 應設置直徑為14mm～18mm 的加勁箍筋。承臺在樁身頂端平面內應設直徑為14mm～18mm 的鋼筋網，鋼筋網每1m2 的鋼筋含量宜為12cm2～15cm2。樁頂作用于承臺的壓應力大于混凝土允許應力時，應增設1層～2層鋼筋網。橫系梁的主鋼筋應伸入樁內并與樁內主筋連接，橫系梁的主鋼筋面積不宜小于該梁截面面積的0.1%。

9.6.10　當采用淺基礎地基承載能力或基礎沉降量不能滿足要求，且不宜采用灌注樁基礎時，應采用沉井基礎。沉井基礎設計應符合下列規定：

1　地基中有較大漂石、孤石、樹根等難以破碎挖除的障礙物或沉井底部基巖層面傾斜嚴重時不宜采用沉井基礎。

2　沉井結構宜簡單對稱，其尺寸應根據墩臺底面尺寸、地基承載力及施工條件確定。沉井平面宜采用圓形或圓端形，沉井外壁按其分節高度宜為臺階形垂直面或坡度為1/50～1/20的斜面，內壁宜做成垂直面。井壁分節高度及厚度應根據沉井總高度和結構強度、下沉所需重力以及施工條件確定，混凝土沉井井壁分節高度不宜大于5m、厚度宜為80cm～150cm，鋼筋混凝土沉井井壁不受此限制。

3　沉井井內宜采用礫石、片石混凝土、混凝土作為充填料，無冰凍地區的沉井尚可采用粗砂、礫石或水填充，外力作用較小的沉井宜不充填。沉井封底混凝土厚度應由計算確定，封底混凝土頂面高于沉井底部刃角斜面的高度不應小于50cm。沉井頂部應設置足夠承擔墩臺下傳荷載的鋼筋混凝土蓋板。

4　沉井井身、蓋板和封底混凝土強度不宜小于C20，井內充填料混凝土強度不宜小于C15。鋼筋混凝土沉井的最小含筋率不應小于0.1%。

5　非巖質地基中的沉井，可采取沿井壁外側噴射高壓水、氣等輔助下沉，減小摩阻力和井壁厚度的設計措施。