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1、第五章 天然地基上浅基础设计第一节 基础设计的原则一、一般原则1.地基应有足够的强度、刚度和耐久性。2.地基应有足够的强度和稳定性。3.基础沉降量应小于地基的允许变形值。二、地基变形特征及允许变形值地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。在计算地基变形时，应符合下列规定：1.由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制；2.在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，考虑连接方法和施
2、工顺序。此时，一般建筑物在施工期间完成的沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已基本完成80%以上，对于低压缩粘性土可认为已完成最终沉降量的50%-80%，对于中压缩粘性土可认为已完成20%-50%,对于高压缩粘性土可认为已完成5%-20%。建筑物的地基变形允许值，可按表5.3.4规定采用。对表中未包括的其他建筑物的地基变形允许值，可根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。建筑物的地基变形允许值 表5.3.4变形特征地基土类别中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.003工业与民用建筑相邻柱基的沉降差(1)框架结构(2)砖石墙填充的边排柱(3)当基础不均匀沉降时
3、不产生附加应力的结构0.002l0.0007l0.005l0.003l0.001l0.005l单层排架结构(柱距为6m)柱基的沉降量(mm)(120)200桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑)纵向横向0.0040.003多层和高层建筑基础的倾斜Hg2424Hg60601000.0040.0030.00250.002体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)200高耸结构基础的倾斜Hg2020Hg5050Hg100100Hg150150Hg200200Hg2500.0080.0030.0060.0050.0040.002高耸结构基础的沉降量(mm)Hg100100Hg200200Hg25040
4、0300200注：1.本表数值为建筑地基实际最终变形允许值;2.有括号者仅适用于中压缩性土；3.l为相邻柱基的中心距离(mm)；Hg为自室外地面起算的建筑物高度(m);4.倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；5.局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。三、地基设计的规定根据地基复杂程度,建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使作的程度,将地基础设计分为三个设计等级,设计时应根据具体情况,按表3.0.1选用.地基基础设计等级 表3.0.1设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑物30层以上的高层建筑体型复杂,层数相差超过
5、10层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物(如地下车库,商场.运动场等)对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程 乙级除甲级,丙级以外的工业与民用建筑物丙级场地和地基条件简单,荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应符合下列规定:1.所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定;当轴心荷载作用时 pkfa式中pk-相应于荷载
6、效应标准组合时，基础底面处的平均压力值； fa-修正后的地基承载力特征值。当偏心荷载作用时，应同时符合以下两式要求：pkfa ；pkmax1.2fa pkmax-相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大压力值。2.所有建筑物为甲级,乙级的建筑物,均应按地基变形规定;3.表3.0.2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算,如有下列情况时,仍应作变形验算;1)地基承载力标准值小于130kPa,且体型复杂的建筑；2)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，引起地基产生过大的不均匀沉降时；3)软弱地基上的相邻建筑如距离过近，可能发生倾斜时；4)相邻建筑距离过近,可能发生倾斜;5)
7、地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。4.对经常受水平荷载作用的高层建筑和高耸结构，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。5.基坑工程应进行稳定验算;6.当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算.可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围表3.0.2地基主要受力层情况地基承载力标准值fak(kPa)60fak8080fak100100fak130130fak160160fak200200fak300各土层坡度(%)5510101010建筑类型砌体承重结构、框架结构(层数)555667单层排架结构(6m柱距)单跨吊车额定起重量(t)
8、5-1010-1515-2020-3030-5050-100厂房跨度(m)121824303030多跨吊车额定起重量(t)3-55-1010-1515-2020-3030-75厂房跨度(m)1218 24303030烟囱高度(m)30405075100水塔高度(m)1520303030容积(m3)5050-100100-200200-300300-500500-1000注：1.地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b(b为基础底面宽度)，独立基础下为1.5b,且厚度均不小于5m的范围(二层以下一般的民用建筑除外)；2.地基主要受力层中如有承载力标准值小于130kPa的土层时，表中砌体承重结构
9、的设计，应符合本规范第七章的有关要求；3.表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑，对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合成与其相当的民用建筑层数；4.表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值。地基基础设计等级 表3.0.1设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑物30层以上的高层建筑体型复杂,层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物(如地下车库,商场.运动场等)对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡)对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程 乙级除
10、甲级,丙级以外的工业与民用建筑物丙级场地和地基条件简单,荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物地基基础设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定:地基基础设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定:1.按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的荷载应应按正常使用极限状下荷载效应标准组合.相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值.2.计算地基变形时，传至基础底面上的荷载应按长期效应组合，不应计入风荷载和地震作用.相应的限值应为地基变形允许值.3.计算挡土墙的土压力、地基稳定及滑
11、坡推力时，荷载应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0.4.在确定基础或桩台高度,支挡结构截面,计算基础或支挡结构内力,确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载能力级限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数.当需要验算裂缝宽度时,应按正常使用极限状态荷载效应标准组合.5.基础设计安全等级,结构设计使用年限,结构重要性系数应按有关规范的规定采用,但结构重要性系数0不应小于1.0.四、基础设计的步骤 1.选择基础类型和材料； 2.选择基础埋置深度； 3.确定地基承载力特征值（假定基础宽度小于3米）； 4.确定基础底面尺寸，必要时进
12、行软弱下卧层验算；5.验算地基的变形；6.验算地基的稳定性；7.确定基础的剖面尺寸，进行基础结构计算；8绘制基础施工图，并编写说明。 第二节 基础的类型一、无筋扩展基础non-reinforced spread foundation（刚性基础）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,且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础. 无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。二、扩展基础spread foundation（柔性基础） 将上部结构传来的荷载,通过向侧边扩展成一定底面积,使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力,而基础内部的应力应同时满材料本身的强度要求,这种起
13、到压力扩散作用的基础称为扩展基础. 包括墙下条形基础、柱下独立基础。三、柱下条形基础、筏板基础、箱形基础、壳体基础、桩基础第三节 基础埋深的选择 基础埋深是指基础底面到室外设计地面的距离，基础埋深的选择实质上就是确定持力层的位置。基础的埋置深度,应按下列条件确定：1. 工程地质和水文地质条件； 2. 建筑物的用途,有无地下设施,基础和形式和构造； 3. 相邻建筑物的基础埋深；4. 作用在地基上的荷载大小和性质； 5.地基土冻胀和融陷的影响.一、工程地质条件从工程地质条件出发，选择合适的持力层是确定基础埋深的一个重要因素，应优先考虑将基础埋置在承载力高、压缩性较低的土层上，而且应考虑尽量将基础埋
14、得浅一些。当上层土软弱而下层土承载力高时，应视软土层的厚度决定埋深。若软土层较薄，可将基础置于下面较好的土层上；若软土层较厚，可考虑采用桩基础、深基础或人工地基。二、地下水的影响 若遇地下水，基础宜埋置在地下水位以上,当必须埋在地下水位以下时,应采取地基土在施工时不受扰动的措施（施工排水）。对有侵蚀性的地下水，应对基础采取保护措施。当基础埋置在易风化的岩层上,施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层三、建筑物的用途,有无地下设施,基础和形式和构造在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,当上层地基的承载力大于下层土时,宜利用上层土作持力层.除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5m 。如果基础露出地面也易受到各种侵蚀的影响，则要求
