建筑地基基础设计规范(doc 83页).doc
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- 建筑地基基础设计规范doc 83页 建筑 地基基础 设计规范 doc 83
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1、 1 1 总则 101 为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、 经济合理、确保质量、保护环境,制定本规范。 102 本规范适用于工业与民用建筑(包括构筑物)的地基基础设计。对于湿陷性黄土、 多年冻土、 膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计, 尚应符合国家现行相 应专业标准的规定。 103 地基基础设计,应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则;根据 岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,精心设计。 104 建筑地基基础的设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规 定。 2 术语和符号 21 术术 语
2、语 211 地基 Subgrade, Foundation soils 支承基础的土体或岩体。 212 基础 Foundation 将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。 213 地基承载力特征值 Characteristic value of subgrade bearing capacity 由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力 值,其最大值为比例界限值。 214 重力密度(重度) Gravity density, Unit weight 单位体积岩土体所承受的重力,为岩土体的密度与重力加速度的乘积。 215 岩体结构面 Rock discont
3、inuity structural plane 岩体内开裂的和易开裂的面,如层面、节理、断层、片理等,又称不连续构造面。 216 标准冻结深度 Standard frost penetration 在地面平坦、 裸露、 城市之外的空旷场地中不少于 10 年的实测最大冻结深度的平 均值。 217 地基变形允许值 Allowable subsoil deformation 为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。 218 土岩组合地基 Soil-rock composite subgrade 在建筑地基的主要受力层范围内,有下卧基岩表面坡度较大的地基;或石芽密布 2 并有出露的地基;或大块孤石或个
4、别石芽出露的地基。 219 地基处理 Ground treatment, Ground improvement 为提高地基强度,或改善其变形性质或渗透性质而采取的工程措施。 2110 复合地基 Composite subgrade,Composite foundation 部分土体被增强或被置换,而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地 基。 2111 扩展基础 Spread foundation 为扩散上部结构传来的荷载,使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要 求,且基础内部的应力满足材料强度的设计要求,通过向侧边扩展一定底面积的基础。 2112 无筋扩展基础 Non-reinfor
5、ced spread foundation 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。 2113 桩基础 Pile foundation 由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的承台组成的基础。 2114 支挡结构 Retaining structure 使岩土边坡保持稳定、控制位移、主要承受侧向荷载而建造的结构物。 2115 基坑工程 Excavation engineering 为保证地面向下开挖形成的地下空间在地下结构施工期间的安全稳定所需的挡 土结构及地下水控制、环境保护等措施的总称。 22 符符 号号 2.2.1 作用和作用效应
6、 Ea主动土压力; Fk相应于作用的标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值; Gk基础自重和基础上的土重; Mk相应于作用的标准组合时,作用于基础底面的力矩值; pk相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值; p0基础底面处平均附加压力; Qk相应于作用的标准组合时,轴心竖向力作用下桩基中单桩所受竖向力。 2.2.2 抗力和材料性能 a压缩系数; c粘聚力; Es土的压缩模量; e孔隙比; 3 fa修正后的地基承载力特征值; fak地基承载力特征值; frk岩石饱和单轴抗压强度标准值; qpa桩端土的承载力特征值; qsa桩周土的摩擦力特征值; Ra单桩竖向承载力特征值; w土的含水
7、量; wL液限; wp塑限; 土的重力密度,简称土的重度; 填土与挡土墙墙背的摩擦角; r填土与稳定岩石坡面间的摩擦角; 地基的压力扩散角; 土与挡土墙基底间的摩擦系数; 泊松比; 内摩擦角。 2.2.3 几何参数 A基础底面面积; b基础底面宽度(最小边长) ;或力矩作用方向的基础底面边长; d基础埋置深度,桩身直径; h0基础高度; Hf自基础底面算起的建筑物高度; Hg自室外地面算起的建筑物高度; L房屋长度或沉降缝分隔的单元长度; l基础底面长度; s沉降量; u周边长度; z0标准冻深; zn地基沉降计算深度; 边坡对水平面的坡角。 2.2.4 计算系数 平均附加应力系数; b基础宽
8、度的承载力修正系数; d基础埋深的承载力修正系数; 4 s沉降计算经验系数。 3 基本规定 301 地基基础设计应根据地基复杂程度、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用的程度分为三个设计等级, 设计时应根据具体情况, 按表 3.0.1 选用。 表表 3.0.1 3.0.1 地基基础设计等级地基基础设计等级 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
9、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 开挖深度大于 15m 的基坑工程 周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程 乙 级 除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物 除甲级、丙级以外的基坑工程 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;次要的轻型建筑物 非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不 高且开挖深度小于 5.0m 的基坑工程 3 3 0 0 2 2 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,根据建筑物
10、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, 5 地基基础设计应符合下列规定:地基基础设计应符合下列规定: 1 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;所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定; 2 2 设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计;设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计; 3 3 设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算:设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算: l l)地基承载力特征值小于)地基承载力特征值小于 130kPa130kPa,且体型复杂的建筑;,且体型复杂的建筑; 2 2)在基础上及其附
11、近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过 大的不均匀沉降时;大的不均匀沉降时; 3 3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时;)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时; 4 4)相邻建筑距离近,可能发生倾斜时;)相邻建筑距离近,可能发生倾斜时; 5 5)地基)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。内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。 4 4 对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或 边坡附近的
12、建筑物和构筑物,尚应验算其稳定性;边坡附近的建筑物和构筑物,尚应验算其稳定性; 5 5 基坑工程应进行稳定性验算;基坑工程应进行稳定性验算; 6 6 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。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。 303 表 3.0.3 所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算。 表 3.0.3 可不作地基变形验算的设计等级为丙级的建筑物范围 地基主 要受力 层情况 地基承载力特征值 fak(kPa) 80fak 30 30frk15 15frk5 5 414 岩体完整程度应按表 4.1.4 划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。当缺
13、乏 试验数据时可按本规范附录 A.0.2 条确定。 表表 4.1.4 岩体完整程度划分岩体完整程度划分 完整程度等级 完整 较完整 较破碎 破碎 极破碎 完整性指数 0.75 0.750.55 0.550.35 0.350.15 17 粘 土 100.8 含水比w0.8 0 0.15 1.2 1.4 大面积 压实填土 压实系数大于 0.95、粘粒含量 c10%的粉土 0 1.5 最大干密度大于 2100kg/m3的级配砂石 0 2.0 粉 土 粘粒含量 c10%的粉土 粘粒含量 c10%的粉土 0.3 0.5 1.5 2.0 e 及 IL均小于 0.85 的粘性土 粉砂、细砂(不包括很湿与饱和
14、时的稍密状态) 中砂、粗砂、砾砂和碎石土 0.3 2.0 3.0 1.6 3.0 4.4 注: 1 强风化和全风化的岩石,可参照所风化成的相应土类取值,其他状态下的岩石不修正; 2 地基承载力特征值按本规范附录 D 深层平板载荷试验确定时d取 0; 3 含水比是指土的天然含水量与液限的比值; 4 大面积压实填土是指填土范围大于两倍基础宽度的填土。 525 当偏心距(e)小于或等于 0.033 倍基础底面宽度时,根据土的抗剪强度指标确定 地基承载力特征值可按下式计算,并应满足变形要求: fa= Mbb+Mdmd+Mcck (5.2.5) 式中:fa由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值(kPa
15、) ; Mb、Md、Mc承载力系数,按表 5.2.5 确定; b基础底面宽度(m) ,大于 6m 时按 6m 取值,对于砂土小于 3m 时按 3m 取值; ck基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值(kPa) 。 表表 5.2.5 5.2.5 承载力系数承载力系数 Mb、Md、Mc 土的内摩擦角标准值 k() Mb Md Mc 0 2 4 6 0 0.03 0.06 0.10 1.00 1.12 1.25 1.39 3.14 3.32 3.51 3.71 17 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 0.14 0.18 0.2
16、3 0.29 0.36 0.43 0.51 0.61 0.80 1.10 1.40 1.90 2.60 3.40 4.20 5.00 5.80 1.55 1.73 1.94 2.17 2.43 2.72 3.06 3.44 3.87 4.37 4.93 5.59 6.35 7.21 8.25 9.44 10.84 3.93 4.17 4.42 4.69 5.00 5.31 5.66 6.04 6.45 6.90 7.40 7.95 8.55 9.22 9.97 10.80 11.73 注:k基底下一倍短边宽度的深度范围内土的内摩擦角标准值() 。 5. 2. 6 对于完整、较完整、较破碎的岩石
17、地基承载力特征值可按本规范附录 H 岩基载荷 试验方法确定;对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值,可根据平板载荷试验确定。对完 整、 较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值, 也可根据室内饱和单轴抗压强度按下式进行 计算: fa=r frk (5.2.6) 式中:fa岩石地基承载力特征值(kPa); frk岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa) ,可按本规范附录 J 确定; r折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合,由地方 经验确定。无经验时,对完整岩体可取 0.5;对较完整岩体可取 0.20.5;对较 破碎岩体可取 0.10.2。 注: : 1 上述折减系数值未考虑施工因素
18、及建筑物使用后风化作用的继续; 2 对于粘土质岩,在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时,也可采用天然湿度的试样,不进行 饱和处理。 5. 2. 7 当地基受力层范围内有软弱下卧层时,应符合下列规定: 1 应按下式验算软弱下卧层的地基承载力: pz+pczfaz (5.2.7-1) 式中:pz相应于作用的标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa) ; pcz软弱下卧层顶面处土的自重压力值(kPa) ; faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa) 。 2 对条形基础和矩形基础,式(5.2.7-1)中的 pz值可按下列公式简化计算: 条形基础 tan2 )( zb ppb
19、p ck z (5.2.7-2) 矩形基础 18 )tan2)(tan2( )( zlzb pplb p ck z (5.2.7-3) 式中:b矩形基础或条形基础底边的宽度(m) ; l矩形基础底边的长度(m) ; pc基础底面处土的自重压力值(kPa) ; z基础底面至软弱下卧层顶面的距离(m) ; 地基压力扩散线与垂直线的夹角() ,可按表 5.2.7 采用。 表表 5.2.7 5.2.7 地基压力扩散角地基压力扩散角 Es1/Es2 z/b 0.25 0.50 3 5 10 6 10 20 23 25 30 注:1 s1为上层土压缩模量;Es2为下层土压缩模量; 2 z/b 0.50 时
20、 值不变; 3 z/b 在 0.25 与 0.50 之间可插值使用。 5. 2. 8 对于沉降已经稳定的建筑或经过预压的地基,可适当提高地基承载力。 5. 3 5. 3 变形计算变形计算 5. 3. 1 5. 3. 1 建筑物的地基变形计算值,不应大于地基变形允许值。建筑物的地基变形计算值,不应大于地基变形允许值。 53. 2 地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。 53. 3 在计算地基变形时,应符合下列规定: 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值控制;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
21、建筑和高耸结构应由倾斜值控制;必要时尚应控制平均沉降量。 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,选择连接方法和施工顺序。 5. 3. 4 5. 3. 4 建筑物的地基变形允许值应按表建筑物的地基变形允许值应按表 5.3.45.3.4 规定采用。对表中未包括的建筑物,其地规定采用。对表中未包括的建筑物,其地 基变形允许值应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。基变形允许值应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。 表表 5.3.4 5.3.4 建筑物的地基建筑物的地基变形允许值变形允许值 变变 形形 特特
22、征征 地地 基基 土土 类类 别别 中、低压缩性土中、低压缩性土 高压缩性土高压缩性土 砌体承重结构基础的局部倾斜砌体承重结构基础的局部倾斜 0.002 0.003 工业与民用建筑相邻柱工业与民用建筑相邻柱 基的沉降差基的沉降差 框架结构框架结构 0.002l 0.003l 砌体墙填充的边排柱砌体墙填充的边排柱 0.0007l 0.001l 当基础不均匀沉降时不当基础不均匀沉降时不 产生附加应力的结构产生附加应力的结构 0.005l 0.005l 19 1 单层排架结构单层排架结构( (柱距为柱距为 6m)6m)柱基的沉降量柱基的沉降量(mm)(mm) (120) 200 桥式吊车轨面的倾斜桥
23、式吊车轨面的倾斜( (按按 不调整轨道考虑不调整轨道考虑) ) 纵纵 向向 0.004 横横 向向 0.003 多层和高层建多层和高层建筑的整体筑的整体 倾斜倾斜 Hg24 0.004 24Hg60 0.003 60100 0.002 体型简单的高层建筑基础的平均沉降量体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)(mm) 200 高耸结构基础的倾斜高耸结构基础的倾斜 Hg20 0.008 20Hg50 0.006 50Hg100 0.005 100Hg150 0.004 150Hg200 0.003 200Hg250 0.002 高耸结构基础的沉降量高耸结构基础的沉降量 (mm)(mm) Hg1
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