二、地基計算
(一)基礎埋置深度
1.基礎的埋置深度應按下列條件確定:
(1)建筑物的用途;有無地下室、設備基礎和地下設施;基礎的型式和構造;
(2)作用在地基上的荷載大小和性質;
(3)工程地質和水文地質條件;
(4)相鄰建筑物的基礎埋深;
(5)地基土凍脹和融陷的影響。
2.在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下,基礎宜淺埋,當上層地基的承載力大于下層土時,宜利用上層土作持力層。除巖石地基外,基礎埋深不宜小于0.5m。
3.高層建筑筏形和箱形基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。在抗震設防區(qū),除巖石地基外,天然地基上的箱形和筏形基礎其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;樁箱或樁筏基礎的埋置深度(不計樁長)不宜小于建筑物高度的1/18-1/20。位于巖石地基上的高層建筑,其基礎埋深應滿足抗滑要求。
4.基礎宜埋置在地下水位以上,當必須埋在地下水位以下時,應采取地基土在施工時不受擾動的措施。
當基礎埋置在易風化的巖層上,施工時應在基坑開挖后立即鋪筑墊層。
5.當存在相鄰建筑物時,新建建筑物的基礎埋深不宜大于原有建筑基礎。當埋深大于原有建筑基礎時,兩基礎間應保持一定凈距,其數(shù)值應根據(jù)原有建筑荷載大小、基礎形式和土質情況確定。當上述要求不能滿足時,應采取分段施工,設臨時加固支撐,打板樁,地下連續(xù)墻等施工措施,或加固原有建筑物地基。
6,確定基礎埋深應考慮地基的凍脹性。地基的凍脹性類別應根據(jù)凍土層的平均凍脹率η的大小,按《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007--2002附錄查取。
7.季節(jié)性凍土地基的設計凍深zd應按下式計算:
zd= (9-14)
式中 Zd-設計凍深。若當?shù)赜卸嗄陮崪y資料時,也可:zd= , 和 分別為 實測凍土層厚度和地表凍脹量;
zo——標準凍深。系采用在地表平坦、*露、城市之外的空曠場地中不少于10年實測凍深的平均值;當無實測資料時,按《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007--2002附錄F采用;
——土的類別對凍深的影響系數(shù),按表9-13
——土的凍脹性對凍深的影響系數(shù),按表9-14;
——環(huán)境對凍深的影響系數(shù),按表9-15。
土的類別對凍深的影響系數(shù) 表9-13
土的類別 影響系數(shù) 土的類別 影響系數(shù)
黏性土 1.0 中、粗、礫砂 1.30
細砂、粉砂、粉土 1.2 碎石土 1.4
土的凍脹性對凍深的影響系數(shù) 表9-14
凍脹性 影響系數(shù) 凍脹性 影響系數(shù)
不凍脹 1.0 強凍脹 0.85
弱凍脹 0.95 特強凍脹 0.8
凍脹 0.9
環(huán)境對凍深的影響系數(shù) 表9-15
周圍環(huán)境 影響系數(shù) 周圍環(huán)境 影響系數(shù)
村、鎮(zhèn)、曠野 1.0 城市市區(qū) 0.9
城市近郊 0.95
注:環(huán)境影響系數(shù)一項,當城市市區(qū)人口為20-50萬時,按城舊近郊取值;當城市市區(qū)人口大于50萬小于或等于100萬時,按城市市區(qū)取值;當城市市區(qū)人口越過l00萬時,按城市市區(qū)取值,5km以內的郊區(qū)應按城市近郊取值。
8.當建筑墓礎底面之下允許有一定厚度的凍土層,可用下式計算基礎的最小埋深:
dmin=zd-hmax (9—15)
式中 hmax——基礎底面下允許殘留凍土層的厚度,按《建筑地墓基礎設計規(guī)范》GB 50007—2002附錄查取。
當有充分依據(jù)時,基底下允許殘留凍土層厚度也可根據(jù)當?shù)亟涷灤_定。
9.在凍脹、強凍脹、特強凍脹地基上應采用下列防凍害措施:
(1)對在地下水位以上的基礎,基礎側面應回填非凍脹性的中砂或粗砂,其厚度不應小于10cm。對在地下水位以下的基礎,可采用樁基礎、白錨式基礎(凍土層下有擴大板或擴底短樁)或采取其他有效措施。
(2)宜選擇地勢高、地下水位低、地表排水良好的建筑場地。對低洼場地,宜在建筑四周向外一倍凍深距離范圍內,使室外地坪至少高出自然地面300-500mm。
(3)防止雨水、地表水、生產廢水、生活污水浸入建筑地基,應設置排水設施。在山區(qū)應設截水溝或在建筑物下設置暗溝,以排走地表水和潛水流。
(4)在強凍脹性和特強凍脹性地基上,其基礎結構應設置鋼筋混凝土圈梁和基礎梁,并控制上部建筑的長高比,增強房屋的整體剛度。
(5)當獨立基礎聯(lián)系梁下或樁墓礎承臺下有凍土時,應在梁或承臺下留有相當于該土層凍脹量的空隙,以防止因土的凍脹將梁或承臺拱裂。
(6)外門斗、室外臺階和散水坡等部位宜與主體結構斷開,散水坡分段不宜超過1.5m,坡度不宜小于3%,其下宜填非凍脹性材料。
(7)對跨年度施工的建筑,入冬前應對地基采取相應的防護措施;按采暖設計的建筑物,當冬季不能正常采暖,也應對地基采取保溫措施。
(二)地基承載力計算
(1)軸心荷載作用時,基礎底面壓力應符合下式要求:
pk≤fa (9-16)
式中 fa——相應于荷載效應標準組合時,基礎底面處的平均壓力值;
pk——修正后的地基承載力特征值。
(2)偏心荷載作用時,除符合式(9-16)要求外,尚應符合下式要求:
pkmax≤1.2fa (9-17)
式中 pkmax --相應于荷載效應標準組合時,基礎底面邊緣的壓力值。
(3)基礎底面的壓力當軸心荷載作用時,可按下列公式確定:
式中 Fk——相應于荷載效應標準組合時,上部結構傳至基礎頂面的豎向力值;
Gk——基礎自重和基礎上的土重;
A——基礎底面面積。
(4)當偏心荷載作用時,基礎底面處的壓力:
式中 Mk——相應于荷載效應標準組合時,作用于基礎底面的力矩值;
W——基礎底面的抵抗矩;
pkmin——相應于荷載效應標準組合時,基礎底面邊緣的最小壓力值。
當偏心距e>b/6時,Pkmax應按下式計算:
式中 la--垂直于力矩作用方向的基礎底面邊長;
a——合力作用點至基礎底面壓力邊緣的距離。
(5)地基承載力修正
當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時,從載荷試驗或其他原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值,尚應按下式修正:
fa=fak+ηbγ(b-3)+ ηdγm(d-0.5) (9-22)
式中 fa——修正后的地基承載力特征值;
fak——地基承載力特征值,按《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007--2002第5.2。3條的原則確定;
ηb、ηd—基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù);
γ——基礎底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;
b--基礎底面寬度(m),當基寬小于3m按3m取值,大于6m按6m取值;
γm——基礎底面以上土的加權平均重度,地下水位以下取浮重度;
d——基礎埋置深度(m),一般自室外地面標高算起。在填方整平地區(qū),可自填土地面標高算起,但填土在上部結構施工后完成時,應從天然地面標高算起。
對于地下室,如采用箱形基礎或筏基時,基礎埋置深度自室外地面標高算起,當采用獨立基礎或條形基礎時,應從室內地面標高算起。
(一)基礎埋置深度
1.基礎的埋置深度應按下列條件確定:
(1)建筑物的用途;有無地下室、設備基礎和地下設施;基礎的型式和構造;
(2)作用在地基上的荷載大小和性質;
(3)工程地質和水文地質條件;
(4)相鄰建筑物的基礎埋深;
(5)地基土凍脹和融陷的影響。
2.在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下,基礎宜淺埋,當上層地基的承載力大于下層土時,宜利用上層土作持力層。除巖石地基外,基礎埋深不宜小于0.5m。
3.高層建筑筏形和箱形基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。在抗震設防區(qū),除巖石地基外,天然地基上的箱形和筏形基礎其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;樁箱或樁筏基礎的埋置深度(不計樁長)不宜小于建筑物高度的1/18-1/20。位于巖石地基上的高層建筑,其基礎埋深應滿足抗滑要求。
4.基礎宜埋置在地下水位以上,當必須埋在地下水位以下時,應采取地基土在施工時不受擾動的措施。
當基礎埋置在易風化的巖層上,施工時應在基坑開挖后立即鋪筑墊層。
5.當存在相鄰建筑物時,新建建筑物的基礎埋深不宜大于原有建筑基礎。當埋深大于原有建筑基礎時,兩基礎間應保持一定凈距,其數(shù)值應根據(jù)原有建筑荷載大小、基礎形式和土質情況確定。當上述要求不能滿足時,應采取分段施工,設臨時加固支撐,打板樁,地下連續(xù)墻等施工措施,或加固原有建筑物地基。
6,確定基礎埋深應考慮地基的凍脹性。地基的凍脹性類別應根據(jù)凍土層的平均凍脹率η的大小,按《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007--2002附錄查取。
7.季節(jié)性凍土地基的設計凍深zd應按下式計算:
zd= (9-14)
式中 Zd-設計凍深。若當?shù)赜卸嗄陮崪y資料時,也可:zd= , 和 分別為 實測凍土層厚度和地表凍脹量;
zo——標準凍深。系采用在地表平坦、*露、城市之外的空曠場地中不少于10年實測凍深的平均值;當無實測資料時,按《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007--2002附錄F采用;
——土的類別對凍深的影響系數(shù),按表9-13
——土的凍脹性對凍深的影響系數(shù),按表9-14;
——環(huán)境對凍深的影響系數(shù),按表9-15。
土的類別對凍深的影響系數(shù) 表9-13
土的類別 影響系數(shù) 土的類別 影響系數(shù)
黏性土 1.0 中、粗、礫砂 1.30
細砂、粉砂、粉土 1.2 碎石土 1.4
土的凍脹性對凍深的影響系數(shù) 表9-14
凍脹性 影響系數(shù) 凍脹性 影響系數(shù)
不凍脹 1.0 強凍脹 0.85
弱凍脹 0.95 特強凍脹 0.8
凍脹 0.9
環(huán)境對凍深的影響系數(shù) 表9-15
周圍環(huán)境 影響系數(shù) 周圍環(huán)境 影響系數(shù)
村、鎮(zhèn)、曠野 1.0 城市市區(qū) 0.9
城市近郊 0.95
注:環(huán)境影響系數(shù)一項,當城市市區(qū)人口為20-50萬時,按城舊近郊取值;當城市市區(qū)人口大于50萬小于或等于100萬時,按城市市區(qū)取值;當城市市區(qū)人口越過l00萬時,按城市市區(qū)取值,5km以內的郊區(qū)應按城市近郊取值。
8.當建筑墓礎底面之下允許有一定厚度的凍土層,可用下式計算基礎的最小埋深:
dmin=zd-hmax (9—15)
式中 hmax——基礎底面下允許殘留凍土層的厚度,按《建筑地墓基礎設計規(guī)范》GB 50007—2002附錄查取。
當有充分依據(jù)時,基底下允許殘留凍土層厚度也可根據(jù)當?shù)亟涷灤_定。
9.在凍脹、強凍脹、特強凍脹地基上應采用下列防凍害措施:
(1)對在地下水位以上的基礎,基礎側面應回填非凍脹性的中砂或粗砂,其厚度不應小于10cm。對在地下水位以下的基礎,可采用樁基礎、白錨式基礎(凍土層下有擴大板或擴底短樁)或采取其他有效措施。
(2)宜選擇地勢高、地下水位低、地表排水良好的建筑場地。對低洼場地,宜在建筑四周向外一倍凍深距離范圍內,使室外地坪至少高出自然地面300-500mm。
(3)防止雨水、地表水、生產廢水、生活污水浸入建筑地基,應設置排水設施。在山區(qū)應設截水溝或在建筑物下設置暗溝,以排走地表水和潛水流。
(4)在強凍脹性和特強凍脹性地基上,其基礎結構應設置鋼筋混凝土圈梁和基礎梁,并控制上部建筑的長高比,增強房屋的整體剛度。
(5)當獨立基礎聯(lián)系梁下或樁墓礎承臺下有凍土時,應在梁或承臺下留有相當于該土層凍脹量的空隙,以防止因土的凍脹將梁或承臺拱裂。
(6)外門斗、室外臺階和散水坡等部位宜與主體結構斷開,散水坡分段不宜超過1.5m,坡度不宜小于3%,其下宜填非凍脹性材料。
(7)對跨年度施工的建筑,入冬前應對地基采取相應的防護措施;按采暖設計的建筑物,當冬季不能正常采暖,也應對地基采取保溫措施。
(二)地基承載力計算
(1)軸心荷載作用時,基礎底面壓力應符合下式要求:
pk≤fa (9-16)
式中 fa——相應于荷載效應標準組合時,基礎底面處的平均壓力值;
pk——修正后的地基承載力特征值。
(2)偏心荷載作用時,除符合式(9-16)要求外,尚應符合下式要求:
pkmax≤1.2fa (9-17)
式中 pkmax --相應于荷載效應標準組合時,基礎底面邊緣的壓力值。
(3)基礎底面的壓力當軸心荷載作用時,可按下列公式確定:
式中 Fk——相應于荷載效應標準組合時,上部結構傳至基礎頂面的豎向力值;
Gk——基礎自重和基礎上的土重;
A——基礎底面面積。
(4)當偏心荷載作用時,基礎底面處的壓力:
式中 Mk——相應于荷載效應標準組合時,作用于基礎底面的力矩值;
W——基礎底面的抵抗矩;
pkmin——相應于荷載效應標準組合時,基礎底面邊緣的最小壓力值。
當偏心距e>b/6時,Pkmax應按下式計算:
式中 la--垂直于力矩作用方向的基礎底面邊長;
a——合力作用點至基礎底面壓力邊緣的距離。
(5)地基承載力修正
當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時,從載荷試驗或其他原位測試、經驗值等方法確定的地基承載力特征值,尚應按下式修正:
fa=fak+ηbγ(b-3)+ ηdγm(d-0.5) (9-22)
式中 fa——修正后的地基承載力特征值;
fak——地基承載力特征值,按《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007--2002第5.2。3條的原則確定;
ηb、ηd—基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù);
γ——基礎底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;
b--基礎底面寬度(m),當基寬小于3m按3m取值,大于6m按6m取值;
γm——基礎底面以上土的加權平均重度,地下水位以下取浮重度;
d——基礎埋置深度(m),一般自室外地面標高算起。在填方整平地區(qū),可自填土地面標高算起,但填土在上部結構施工后完成時,應從天然地面標高算起。
對于地下室,如采用箱形基礎或筏基時,基礎埋置深度自室外地面標高算起,當采用獨立基礎或條形基礎時,應從室內地面標高算起。

