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扩大基础
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{| class="https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=CfvUN%2bVK&id=191C42D13F8E1F3B989BC893762075306D1F1D16&thid=OIP.CfvUN-VKbdKYzWwbVhTAWgHaFj&mediaurl=https%3a%2f%2fnewoss.zhulong.com%2ftfs%2fpic%2fv1%2ftfs%2fT1SlVTBXVT1RCvBVdK.jpg%3fx-oss-process%3dimage%2fresize%2cw_760&exph=480&expw=640&q=%e6%89%a9%e5%a4%a7%e5%9f%ba%e7%a1%80&simid=607997447855758831&FORM=IRPRST&ck=55A7C4D76335A574D0FEBE750B2F8847&selectedIndex=11&ajaxhist=0&ajaxserp=0" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"|<center>'''扩大基础'''<br><imgsrc="https://newoss.zhulong.com/tfs/pic/v1/tfs/T1SlVTBXVT1RCvBVdK.jpg?x-oss-process=image/resize,w_760 " width="280"></center><small> 圖片來自知乎</small> |}扩大基础是将墩（台）及上部结构传来的荷载由其直接传递至较浅的支承地基的一种基础形式，一般采用明挖基础的方法进行 [[ 施工 ]] ，故又称之为明挖扩大基础或浅基础。正常工况下，扩大基础能提高拱坝整体刚度，提升坝体变形的对称性，并改善坝建基面附近岩体的应力状态。 [[ 不平衡力 ]] 和塑性余能范数作为评价指标对比表明，扩大基础能明显减少坝体、坝踵和坝趾范围的不平衡力，减小坝体屈服区，工程各部分余能范数均有所降低，扩大基础对拱坝局部坝踵、坝趾区域及拱坝整体稳定性的加固作用明显。
墙下条形基础和柱下独立基础（ [[ 单独基础 ]] ）统称为扩展基础。扩展基础的作用是把墙或柱的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力和变形的要求。扩展基础包括无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。无筋扩展基础是指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。 适用于多层民用建筑和轻型厂房。无筋扩展基础的 [[ 抗拉强度 ]] 和抗剪强度较低，因此必须控制基础内的拉应力和剪应力。
1、模板安装
采用人工安装或 [[ 吊车 ]] 安装，一般采用 [[ 钢模板 ]] ，钢模板基本定位后人工拼装连接，采用内拉杆外支撑的措施加固钢模板，然后精确定位。
2、钢筋骨架绑扎
有些基础有钢筋骨架，采取集中加工成型单根 [[ 钢筋 ]] ，在基坑内绑扎成型，有起重能力的条件下，也可以在地面绑扎成骨架，整体吊装进入模板内。
3、混凝土浇筑
采取滑槽、吊斗或泵送将混凝土浇人模型内，采用振动器振捣密实。混凝土在地面拌合站集中拌合。
{| class="https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=FNOvoyHs&id=7E131056C23AA970B92AE6F8CAC5A80FBE615568&thid=OIP.FNOvoyHstqnw1rcuEHN0cgHaEK&mediaurl=https%3a%2f%2fts1.cn.mm.bing.net%2fth%2fid%2fR-C.14d3afa321ecb6a9f0d6b72e10737472%3frik%3daFVhvg%252boxcr45g%26riu%3dhttp%253a%252f%252fpuui.qpic.cn%252fvpic_cover%252fd32694eylck%252fd32694eylck_hz.jpg%252f1280%26ehk%3dGz7L%252fz7wHUa0h%252fBntq9DahHTkDHL3K%252b5Jt4Ynv44iBU%253d%26risl%3d%26pid%3dImgRaw%26r%3d0&exph=720&expw=1280&q=%e6%89%a9%e5%a4%a7%e5%9f%ba%e7%a1%80&simid=607993582396793868&FORM=IRPRST&ck=136FBCBA2AF784B4DA71032B12487CE9&selectedIndex=9&ajaxhist=0&ajaxserp=0" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"|<center>'''扩大基础'''<br><imgsrc=" https://ts1.cn.mm.bing.net/th/id/R-C.14d3afa321ecb6a9f0d6b72e10737472?rik=aFVhvg%2boxcr45g&riu=http%3a%2f%2fpuui.qpic.cn%2fvpic_cover%2fd32694eylck%2fd32694eylck_hz.jpg%2f1280&ehk=Gz7L%2fz7wHUa0h%2fBntq9DahHTkDHL3K%2b5Jt4Ynv44iBU%3d&risl=&pid=ImgRaw&r=0" width="280"></center><small> 圖片來自知乎</small> |}
4、混凝土养护与拆模
采取洒水、覆盖的方法 [[ 自然养护 ]] ，在达到允许强度后拆模， [[ 回填基坑 ]] 。
扩大基础 [[ 质量控制]]
监理工程师应严格审查施工单位提供的扩大基础施工方案，并及时组织 [[ 施工技术 ]] 交底会。
垫层必须铺筑均整密实，扩大基础、承台与立柱中心位置放样后复查 [[ 坐标 ]] ，确保坐标的准确性，要核验承台、立柱与 [[ 结构之间 ]] 的相互关系。
浇注混凝土前对所有模板、支架的、加固支撑位置、尺寸、顶面高程进行检查，防止鼓模、变形。
在混凝土浇注时，监理进行旁站检查并要求施工单位有专人对模板、支架进行检查，应有应急措施，准备随时对出现的问题进行整改处理，确保达到设计及规范要求。浇注过程中重点对到场 [[ 砼坍落度 ]] 、和易性、砼浇注振捣工艺、砼抽检试块制作等进行监控。
监理工程师严格审查施工单位提交的钻孔灌注桩、挖孔桩施工专项方案、爆破专项施工方案，并及时组织施工技术、施工安全交底会。
桩位放样检查，监理人员对施工单位测放的每个桩位都要进行复测，根据 [[ 坐标 ]] 控制点复测桩位坐标，与设计相符。
护筒检查验收，监理人员检查护筒中心位置与桩中心位置重合，最大误差在5cm以内。并检查护筒的埋设深度超过较浅的软弱淤泥及流砂层，以防止其外围周边在使用过程中产生漏浆造成护筒移位和倾斜，并要求护筒内径在满足规范和设计要求，护筒顶面高出地面0.5m以上。
桥梁扩大基础施工是非常重要的，了解施工基础才能结合实际做得更好，每个细节的处理都非常关键，要实事求是。中达咨询就桥梁扩大基础施工和大家说明一下。
扩大基础或称明挖基础属直接基础，是将基础底板设在直接承载地基上，来自上部结构的荷载通过基础底板直接传递给承载地基。其施工方法通常是采用明挖的方式进行的，施工中坑壁的 [[ 稳定性 ]] 是必须特别注意的问题。
1基础的定位放样
2.1陆地基坑开挖
基坑大小应满足基础施工要求，对有渗水土质的基坑坑底开挖尺寸，需按基坑排水设计和基础模板设计而定。根据地质条件、基坑深度、 [[ 施工期限 ]] 与经验，以及有无地表水或地下水等现场因素来确定具体的开挖方法。
（1）坑壁不加支撑的基坑。对于在干涸无水河滩、河沟中，或有水经改河或筑堤能排除地表水的河沟中；不影响坑壁稳定；以及基础埋至不深，施工期较短，挖基坑时不影响临近建筑安全的施工场所，可考虑选用坑壁不加支撑的基坑。
2.2水中基础的基坑开挖
桥梁墩台基础大多位于 [[ 地表水位 ]] 以下，有时水流还比较大， [[ 桥梁 ]] 水中基础最常用的施工方法是围堰法。{| class="https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=bcHu%2f8DE&id=850A13B68F808CB30870140BD72869766F417B3F&thid=OIP.bcHu_8DEziEI6rovKIBifQHaF7&mediaurl=https%3a%2f%2fts1.cn.mm.bing.net%2fth%2fid%2fR-C.6dc1eeffc0c4ce2108eaba2f2880627d%3frik%3dP3tBb3ZpKNcLFA%26riu%3dhttp%253a%252f%252fimg.civilcn.com%252fd%252ffile%252fzhishi%252fjggc%252f2018-05-05%252fe0eabe2ecae015f67e8e8e25be638f9c.jpg%26ehk%3dkq5wi7dGeNwmACx28G67IdcQeICKb7j%252bNVJ3pCby3X4%253d%26risl%3d%26pid%3dImgRaw%26r%3d0&exph=512&expw=640&q=%e6%89%a9%e5%a4%a7%e5%9f%ba%e7%a1%80&simid=608018471727012036&FORM=IRPRST&ck=48D9D105F81229721BD82B5EE171B095&selectedIndex=27&ajaxhist=0&ajaxserp=0" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"|<center>'''扩大基础'''<br><imgsrc="https://ts1.cn.mm.bing.net/th/id/R-C.6dc1eeffc0c4ce2108eaba2f2880627d?rik=P3tBb3ZpKNcLFA&riu=http%3a%2f%2fimg.civilcn.com%2fd%2ffile%2fzhishi%2fjggc%2f2018-05-05%2fe0eabe2ecae015f67e8e8e25be638f9c.jpg&ehk=kq5wi7dGeNwmACx28G67IdcQeICKb7j%2bNVJ3pCby3X4%3d&risl=&pid=ImgRaw&r=0 " width="280"></center><small> 圖片來自知乎</small> |}
围堰必须满足以下的要求：
（1）围堰顶高宜高出施工期间最高水位70cm，最低不应小于50cm，用于防御地下水的围堰宜高出水位或地面20～40cm。
（2）围堰的外形应适应水流排泄，大小不应压缩流水断面过多，以免壅水过高危害围堰安全、通航、 [[ 导流 ]] 等。围堰内形应适应基础施工的要求，并留有适当的工作面积。堰身断面尺寸应保证有足够的强度和稳定性，使基坑开挖后， [[ 围堰 ]] 不至发生破裂，滑动或倾覆。
（3）围堰要求防水严密，应尽量采取措施防止或减少渗漏，以减轻排水工作。
（4）围堰施工一般应安排在枯水期间进行。
公路桥梁常用的围堰的类型有： [[ 土石围堰 ]] ，木笼围堰或竹笼围堰，钢板桩围堰，套箱围堰。
3基坑排水
4.1基底检验
基坑施工是否符合设计要求，在基础浇筑前应按规定进行检验。其目的在于：确定地基的容许承载力的大小、 [[ 基坑位置 ]] 与标高是否与设计文件相符，以确保基础的强度和稳定性，不致发生滑移等病害。 [[ 基底检验 ]] 的主要内容包括：检查基底平面位置、尺寸大小，基底标高；基底地质情况和承载力是否与设计资料相符；基底处理和排水情况；检查施工日志及有关试验资料等等。
基坑检验方法按地基土质复杂（如 [[ 溶洞 ]] 、断层、软弱夹层、 [[ 易溶岩 ]] 等）及结构对地基有无特殊要求，可采用直观或触探方法，必要时钻探（钻深至少4m）取样做土工试验，或按设计要求进行荷载试验。
4.2基底处
天然地基上的基础是直接靠基底土壤来承担荷载的，故基底土壤状态的好坏，对基础及墩台、上部结构的影响极大，不能仅检查土壤名称与容许 [[ 承载力 ]] 大小，还应为土壤更有效的承担荷载创造条件，即要进行基底处理工作。
5基础圬工浇筑
（1）模板。支立模板时重新测量放线，放线时注意曲线上桥台中心坐标与桥梁中心线有预定的偏差，放线时除核对标高外，还仔细核对桥梁墩台 [[ 中心坐标 ]] 。
模板采用组合钢模板，扣件式钢管脚手支架。模板要支立准确、牢固，浇筑混凝土时
明挖扩大基础根据设计要求，最底层基础不立模，直接在开挖面上浇注混凝土，但开挖表面岩面平整度必须满足规范要求。
（2）钢筋。钢筋在有防护的钢筋制做场地制作，现场绑扎成型。钢筋的根数、直径、长度、编号排列、位置等都要符合设计的要求，钢筋接头的位置和数量符合 [[ 施工规范 ]] 的要求。在钢筋上认真绑好同强度 [[ 混凝土 ]] 垫块，以确保钢筋的保护层厚度。
扩大基础内专用接地钢筋中心到结构表面的距离不小于 [[ 设计图纸 ]] 要求。在基础或墩身底部侧面预留螺母连接用的接地套筒，接地套筒置于地面以下。接地套筒与接地专用钢筋，接地专用与地层钢筋网片均采用焊接，焊接搭接长度不小于设计图纸要求。
（3）混凝土的浇筑。 [[ 混凝土 ]] 采用 [[ 罐车 ]] 直接运至施工现场，通过混凝土泵车进行混凝土浇筑。
①砼必须分层浇注，分层捣实。一次整体浇注：根据扩大基础的结构尺寸，采用全面分层法，即第一层全面浇注完毕后再浇注第二层。间隔时间以砼未初凝为准。 [[ 施工 ]] 时从短边开始，沿长边进行，必要时也可以从中间或二边向中央进行。②砼的振捣。使用插入式振捣器，振捣方式可以垂直于砼面插入振捣棒，或与砼面成40-50倾角斜向插入振捣棒，振捣棒的使用要" [[ 快插慢拔]]"，每一个插点振捣时间以20-30s为宜，为保证砼质量最好采用复振措施。
（4）砼的养护。砼达到初凝后即开始进行塑料布覆盖，为防止砼脱水开裂，在塑料布上应再覆盖草袋，草袋迭缝，洒水。根据一般砼浇筑后第3→4天内部温度最高，以后逐渐降低，所以覆盖的拆除不能过早、过快，覆盖养生时间为8天左右。
'''挡土墙什么情况下要扩大基础?'''
挡土墙当地基承重力不足且墙趾处地形比较平坦，而墙身又超过一定高度时，为了减小基底压应力和增加抗倾覆稳定性，要扩大基础。当地基压应力超过地基承载力过多时，需要加宽值较大，可采用钢筋混凝土底板。地基为软弱土层时，可采用 [[ 砂砾 ]] 、碎石、 [[ 矿渣 ]] 或者灰土等材料。当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为完整、稳固、对基础不产生侧压力的坚硬岸石时，可设置台阶基础。
桩基础：
扩大基础：
比桩基与土体的接触面积更大，所以单位面积对土体的作用力较小，对土层强度要求低，埋深较浅。适用于 [[ 岩层 ]] 埋深非常深或则非常浅的地质条件。
两者各有优缺点，没有很明确的适用条件，具体情况要根据方案经济和技术条件比选来确定。
{| class="https://cn.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=79gC7LaS&id=AA381DA4BCA269CE240F25E3D50730568233C77E&thid=OIP.79gC7LaSIeBjpuZdoJUrzQHaEK&mediaurl=https%3a%2f%2fpic4.zhimg.com%2fv2-4ac1e222cb882b55169a1e1ba8f6e783_r.jpg&exph=608&expw=1080&q=%e6%89%a9%e5%a4%a7%e5%9f%ba%e7%a1%80&simid=608017827481130945&FORM=IRPRST&ck=E7CF9D5E90188556E8418A202B5463E6&selectedIndex=29&ajaxhist=0&ajaxserp=0" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"|<center>'''扩大基础'''<br><imgsrc="https://pic4.zhimg.com/v2-4ac1e222cb882b55169a1e1ba8f6e783_r.jpg " width="280"></center><small> 圖片來自知乎</small> |}
'''扩大基础加固效果研究'''
1 引 言
考虑坝址地形地质特点，拱坝设计结合基础处理，提出了设置混凝土扩大基础、左岸坝顶垫座的拱坝设计方案。其中，在左岸750.0 m～河床～右岸610.0 m 拱坝下游设置宽约20.0 m 的扩大基础作为坝肩的应力扩散结构，坝顶垫座、扩大基础和坝体视为同一整体。
目前已有学者对大垫座的加固效果进行了研究，兰仁烈用拱冠梁法求解拱坝应力，从解析的角度对比2 种不同底部垫座形式的应力分配。事实上拱坝结构复杂，坝体、垫座和地基等联合作用，且多重因素同时影响拱坝受力与稳定，需要通过模型试验或数值分析才能更好的模拟实际情况。不仅对垫座的加固研究如此，对于包括拱坝坝肩置换等其他加固措施的加固分析也需要通过试验或数值的手段得以实现。L. Zhang 等分别对大岗山拱坝加固前后建立地质力学模型试验，通过试验所得变位和破坏模式的对比分析加固效果；林 鹏等及杨庚鑫等分别对小湾拱坝坝肩软弱蚀变带岩体处理和传力抗剪结构的加固效果进行模型试验的对比研究；周维垣等结合高拱坝实例，详细讨论设置垫座后高拱坝安全度、坝踵和坝趾应力优化的情况；陈卫忠等和宁 宇等分别通过对比小湾和白鹤滩拱坝位移和坝肩应力分析加固效果；张 肖等计算分析锦屏一级高拱坝分期填筑和正常蓄水位时垫座自身抗滑安全系数的变化；胡著秀等则通过对比锦屏拱坝加固前后特征点的位移、坝踵拉应力、超载安全系数和强度储备安全系数说明基础加固效果。不仅拱坝工程中的加固研究如此，Y. C. Long等通过研究重力坝抗震配筋在地震作用下位移响应等的影响来评价其加固效果。显然，通过模型试验进行加固分析需要分别进行 2 个模型试验才能完成，成本较高。而目前基于数值模拟的加固分析是建立在常规拱坝超载计算之上，一方面通过对比加固前、后 2 种方案应力、位移等有明确物理意义的特征量得到其对拱坝正常工作阶段的影响，另一方面根据超载过程中的拱坝的应力位移状态、屈服区大小、超载安全系数等说明加固对结构承载能力的影响，这是从稳定性的角度讨论加固的效果。与此同时，通过加固前后结构体的直观力学响应的变化推断加固措施的作用机制。上述分析方法能从一定程度上说明加固措施的工程效果，是加固分析的重要手段，但其是结构失稳临界时刻及其之前阶段的加固分析，且缺乏较为严格的理论基础，使其难以从更具备针对性的理论基础上更全面的阐述加固的效果。超载安全系数、屈服区大小的判断等指标在描述拱坝稳定性能的时候无法针对具体的拱坝结构重点薄弱部位，而例如超载安全系数随定义和计算方法的不同而结果不尽相同，具有一定的工程经验性。
以白鹤滩拱坝作为实际工程背景，将扩大基础视为类似大垫座的加固结构形式，从多角度多尺度对其进行加固效果的分析和评价。正常工况下，对应力位移的加固分析集中在各高程坝体及坝肩区域，归纳扩大基础对坝体变形的绝对值和对称性的影响，以及坝肩范围岩体应力集中情况的转移作用。与前述工作不同，本文将变形加固理论运用到拱坝加固效果的研究当中，变形加固理论是具有严格理论基础的结构稳定性评价理论，其为复杂系统受到超出结构自承力的荷载作用时提供合理的力学表述。不平衡力及塑性余能范数有明确对应的 [[ 物理 ]] 意义，能为评价扩大基础在局部重点部位和整体层面的加固效果提供相应的量化指标，以此对工程关心的坝踵开裂、坝趾岩体稳定、坝体稳定和系统整体稳定问题进行对比分析。文中所采用的加固分析手段力求补充应力、位移和屈服区等现有常用的方法所未涉及的分析角度，同时在此基础上将变形加固理论作为加固分析的基本理论，使加固分析的方法与手段更加“有理可依”和全面。
2 加固分析方法
2.1 加固效果分析方法
对于给定外部作用和边界条件的结构静力问题而言，对结构进行加固的直接目的在于提高结构在正常工作和极端工况下的安全性与 [[ 稳定性 ]] 。可以这样认为，对于高拱坝加固措施的加固效果分析，应当是建立在拱坝安全性与稳定性评价的体系之上的，加固的效果在评价体系之内通过对加固前后的对比分析中得到。
对于高拱坝而言，正常工况下拱坝基本处于弹性工作状态，加固效果通过应力位移的改变得以衡量，它能间接反应加固措施对结构体宏观力学性能的改变。由于其物理概念明确，这也是最常被用来评价加固效果的方法。另外，通常采用超载法或强度折减法使结构逼近极限状态，加固效果能够通过基于此得到的拱坝安全度进行衡量，同时超载过程中的屈服区大小、结构体抗滑安全系数等反应结构受力状态和稳定性的表征也被用来评价其加固效果。这属于变形稳定分析的范畴，如何得到拱坝的安全度则属于结构稳定性判据的问题，目前常用的稳定性判据主要有迭代收敛性判据、状态突变性判据和塑性区贯通等，但这些依据缺乏严格的理论基础尚存一些异议。
3.2 计算方案
计算方案分为有扩大基础方案和无扩大基础方案，下文分析也基于这2 种方法。有扩大基础时，计算认为扩大基础与坝体作为整体，同时砌筑，同时受力；无扩大基础方案。本文通过 [[ 弹塑性 ]] 有限元进行 [[ 超载计算 ]] 。正常工况荷载包括坝体自重、水载、泥沙荷载和温降荷载，然后逐级超载。正常工况计算时，先将地基自重作为初始地应力，考虑施工过程施加坝体自重，然后施加上游水压、泥沙和温降荷载。超载计算时上游水载从1 倍水载逐步超载至3.5 倍水载。上游正常水位8 2 5 . 0 0 m ，相应下游水位601.00 m。上游淤砂高程为710.00 m，淤砂浮容重为500 kg/m，淤砂内摩擦角为0°。
4成果分析
(1)坝体稳定分析
随超载过程的进行，上游坝面不平衡力主要集中在 [[ 河床 ]] 附近，其最大值出现在河床靠右岸附近。有扩大基础时坝体上游面坝踵河床附近区域以及左岸坝肩附近不平衡力明显所减小。不平衡力减小，说明拱坝承受的外荷载更多的被结构自身承担，而超出自承能力的部分减小，这就是加固体加固效果的直接表现。3.5 倍水载时，上游坝面屈服区较小，本文未列出，超载3.5 倍工况下各方案下游坝面点安全度和屈服区分布。无扩大基础时，坝面高高程段坝面出现屈服区贯通，且近坝肩区域坝面也有较大面积的屈服；有扩大基础时，高高程段坝面屈服区没有贯通，近坝肩区域坝面屈服区也明显减小，坝面点安全度高于无扩大基础工况。从坝体屈服状态来看，显然有扩大基础时更优。
(2)坝踵开裂及坝趾锚固分析
5 结 论
本文根据白鹤滩拱坝垫座及扩大基础设计方案及勘测地质信息建立 [[ 三维数值模型 ]] ，模拟主要 [[ 结构面 ]] ，进行非线性有限元分析，计算表明：
(1)针对白鹤滩拱坝左岸尤其不利的地质条件而言，扩大基础对工程局部和整体而言是一种有效措施。基于变形加固理论的加固效果评价方法可行。