建筑地基基础设计规范GB50007

建筑地基基础 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规范GB50007 建筑地基基础设计规范GB50007-2004——5地基计算一 5.1 基础埋置深度 5.1.1 基础的埋置深度应按下列条件确定 1 建筑物的用途有无地下室、设备基础和地下设施基础的型式和构造 2 作用在地基上的荷载大小和性质 3 工程地质和水文地质条件 4 相邻建筑物的基础埋深 5 地基土冻胀和融陷的影响。 5.1.2 在满足地基稳定和变形要求的前提下地基宜浅埋当上层地基的承载力大于下层土时宜利用上层做持力层。除岩石地基外基础埋深不宜小于0.5m。 5.13 高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区除岩石地基外天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15桩箱或桩筏基础的埋置深度不计桩长不一小于建筑物高度的1/181/20。位于岩石地基上的高层建筑其基础埋置深度应满足抗滑要求。 5.1.4 基础宜埋置在地下水位以上当必须埋置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。 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。 5.1.5 当存在相邻建筑物时新建建筑物的基础埋置深度不宜大于原有建筑基础。当埋置大于原有建筑基础时两基础间应保持一定净距其数值应根据原有建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时应采取分段施工设临时加固支撑打板桩地下连续墙等施工措施或加固原有建筑物基础。 5.1.6 确定基础埋深应考虑地基的冻胀性。地基的冻胀性类别应根据冻土层的平均冻胀率η的大小按本规范附录G0.1查取。 5.1.7 季节性冻土地基的设计冻深zd应按下式计算 zdz0?ψzs?ψzww?ψze 5.1.7 式中 zd——设计冻深。若当地有多年 ?z分别为实测冻土层厚度和地表冻胀量 z0——标准冻实测资料时也可zdh’-?zh’和 深。系采用在地表平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年实测最大冻深的平均值。当无实测资料时按本规范F采用 ψzs——土的类别对冻深的影响系数按表5.1.7-1 ψzw——土的冻胀性对冻深的影响系数按表5.1.7-2 ψze——环境对冻深的影响系数按表5.1.7-3。 表5.1.7-1 土的类别对冻深的影响系数 土的类别 影响系数ψzs 土的类别 影响系数ψzs 粘性土 1.00 中、粗、砾砂 1.30 细砂、粉砂、粉土 1.20 碎石土 1.40 表5.1.7-2 土的冻胀性对冻深的影响系数 冻胀性 影响系数ψzw 冻胀性 影响系数ψzw 不冻胀 1.00 强冻胀 0.85 弱冻胀 0.95 特强冻胀 0.80 冻胀 0.90 表5.1.7-3 环境对冻深的影响系数 周围环境 影响系数ψze 周围环境 影响系数ψze 村、镇、旷野 1.00 城市市区 0.90 城市近郊 0.95 注环境影响系数一项当城市市区人口位2050万时按城市近郊取值当城市市区人口大于50万小于或等于100万时按城市市区取值当城市市区人口超过100万时按城市市区取值5km以内的郊区应按城市近郊取值。 5.1.8 当建筑基础底面之下允许有一定厚度的冻土层可用下式计算基础的最小埋深 dminzd-hmax 5.1.8 式中 hmax——基础底面下允许残留冻土层的最大厚度按本规范附录G.0.2查取。 当有充分依据时基底下允许残留冻土层厚度也可根据当地经验确定。 5.1.9 在冻胀、强冻胀、特强冻胀地基上应采用下列防冻害措施 1 对在地下水位以上的基础基础侧面应回填非冻胀性的中砂或粗砂其厚度不应小于10cm。对在地下水位以下的基础可采用桩基础、自锚式基础冻土层下有扩大板或扩底短桩或采取其他有效措施。 2 宜选择地势高、地下水位低、地表排水良好的建筑场地。对低洼场地宜在建筑四周向外一倍冻深距离范围内使室外地坪至少高出自然地面300500mm。 3 防止雨水、地表水、生产废水、生活污水侵入建筑地基应设置排水设施。在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟以排走地表水和潜水流。 4 在强冻胀性和特强冻胀性地基上其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁并控制上 部建筑的长高比增强房屋的整体刚度。 5 当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙一防止因土的冻胀将梁或承台拱裂。 6 外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结构断开散水坡分段不宜超过1.5m坡度不宜小于3其不宜填入非冻胀性材料。 7 对跨年度是施工的建筑入冻前应对地基采取相应的防护措施按采暖设计的建筑物当冬季不能正常采暖也应对地基采取保温措施 5.2 承载力计算 5.2.1 基础底面的压力应符合下式要求 当轴心荷载作用时 pk?fa 5.2.1-1 式中 pk——相应于荷载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。 当偏心荷载作用时除符合式5.2.1-1要求外尚应符合下式要求 pkmax?1.2fa 5.2.1-2 式中 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。 5.2.2 基础底面的压力可按下列公式确定 1 当轴心荷载作用时 pkFkGk/A 5.2.2-1 式中 Fk——相应于荷载效应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 A——基础底面面积。 2 当偏心荷载作用时 pkmaxFkGk/AMk/W 5.2.2-2 pkminFkGk/A-Mk/W 5.2.2-3 式中 相应于荷载效应标准组合时作用于基础底面的力矩值 W——基础底面的抵Mk—— 抗矩 pkmin——相应于荷载效应标准组合时基础底面边缘的最小压力值。 图5.2.2 偏心荷载eb/6下基础压力计算示意 b——力矩作用方向基础底面边长 当偏心矩eb/6时图5.2.2pkmax应按下式计算 pkmax2FkGk/3la 5.2.2-4 式中 l——垂直于力矩作用方向的基础底面边长 a——合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。 5.2.3 地基承载力特征值可由荷载试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。 5.2.4 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时从荷载试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值尚应按下式修正 fafakηbγ b-3ηdγmd-0.5 5.2.4 式中 fa——修正后的地基承载力特征值 fak——地基承载力特征值按本规范第5.2.3条的原则确定 ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数按基底下土的类别查表5.2.4取值 γ ——基础底面以下土的重度地下水位以下取浮重度 b——基础底面宽度m当基宽小于3m按3m取值大于6m按6m取值 γm——基础底面以上土的加权平均重度地下水位以下取浮重度 d——基础埋置深度m一般自室外地面标高算起。在填方平整地区可自填土地面标高算起但填土在上部结构施工后完成时应从天然地面标高算起。对于地下室如采用箱形基础或筏基时基础埋置深度自室外地面标高算起当采用独立基础或条形基础时应从室内地面标高算起。 表5.2.4 承载力修正系数 土 的 类 别 ηb ηd 淤泥和淤泥质土 0 1.0 人工填土 e或IL大于等于0.85的粘性土 0 1.0 红粘土 含水比αw0.8 含水比αw?0.8 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ρc?10的粉土 最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石 0 0 1.5 2.0 粉土 粘粒含量ρc?10的粉土 粘粒含量ρc10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深层平板荷载试验确定时ηd取0。 5.2.5 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: faMbγbMdγmdMcck 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 Mb、Md、Mc——承载力系数按表5.2.5确定 b——-基础底面宽度大于6m时按6m取值对于砂土小于3m时按3m取值 Ck——基底下一倍短边宽深度内土的粘 聚力标准值。 表5.2.5 承载力系数Mb、Md、Mc 土的内摩擦角标准值φk0 Mb Md Mc 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 0 0.03 0.06 0.10 0.14 0.18 0.23 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 1.00 1.12 1.25 1.39 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 1084 3.14 3.32 3.51 3.71 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φk——基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值。 5.2.6 岩石地基承载力特征值可按本规范附录H岩基荷载试验方法确定。对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值可根据室内和单轴抗压强度按下式计算 faψr?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 ψr——折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合有地区经验确 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 上述折减系数无考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续 2 对于粘土质岩在确定施工期及使用期不致遭水侵泡时也可采用天然湿度的试样不进行饱和处理。 对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值可根据地区经验取值无地区经验时可根据平板荷载试验确定。 5.2.7 当地基受力层范围内有软弱下卧层时应按下式验算 PzPcz?faz 5.2.7-1 式中 Pz——相应于荷载效应标准组合时软弱下卧层顶面处的附加压力值 Pcz——软弱下卧层顶面处土的自重压力值 faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。 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 PzbPk-Pc/b2ztanθ 5.2.7-2 矩形基础 PzlbPk-Pc/b2ztanθl2ztanθ 5.2.7-3 式中 b——矩形基础或条形基础底边的 矩形基础底边的长度 Pc——基础底面处土的自重压力值 z——基础底宽度 l—— 面至软弱下卧层顶面的距离 θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角可按表5.2.7采用。 表5.2.7 地基压力扩散角θ Es1/Es2 z/ b 0.25 0.50 3 60 230 5 10 100 200 250 300 注1 Es1为上层土压缩模量Es2为下层压缩模量 2 z/ b0.25时取θ00必要时宜由试验确定z/ b0.50时θ值不变。 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 变形计算 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。 5.3.2 地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。 5.2.3 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建筑和高耸结构应由倾斜值控制必要时尚应控制平均陈降量。 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选择连接方法和施工顺序。一般多层建筑物在施工期间完成的陈降量对于砂土可认为其最终陈降量已完成80以上对于其它低压缩性土可认为已完成2050对于高压缩性土可认为已完成520。 5.3.4 建筑物的地基变形允许值按表5.3.4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。 表5.3.4 建筑物的地基变形允许值 变 形 特 征 地基土类型 中、低压缩性土 高压缩性土 砌体承重结构基础的局部倾斜 0.002 0.003 工业与民用建筑相邻柱基的沉降差 1框架结构 2砌体墙填充的边排柱 3当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构 0.0021 0.00071 0.0051 0.0031 0.0011 0.0051 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 0.004 横向 0.003 多层和高层建筑的整体倾斜Hg?24 24Hg?60 60Hg?100 Hg100 0.004 0.003 0.0025 0.002 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 Hg?20 20Hg?50 50Hg?100 100Hg?150 150Hg?200 200Hg?250 0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 高耸结构基础的沉降量mm Hg?100 100Hg?200 200Hg?250 400 300 200 注1 本表数值为建筑物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为相邻基的中心距离mmHg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610m内基础两点的沉降差与其距离的比值。 5.3.5 计算地基变形时地基内的应力分布可采用各向同性均质线性变形体理论。其最终变形量可按下式计算 5.3.5 式中 s——地基最终变形量mm s’——按分层总和法计算出的地基变形量 ψs——陈奖计算经验系数根据地区沉降观测资料及经验确定无地区经验时可采用表5.3.5的数值 n——地基变形计算深度范围内所划分的土层数图5.3.5 p0——对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力kPa Esi——基础底面下第i层土的压缩模量MPa应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算 zi、zi-1——基础底面至第i层土、第i-1 第i-1层土底面范围内平均附加压力层土底面的距离m ——基础底面计算至第i层土、 系数可按本规范附录K采用。 表5.3.5 沉降计算经验系数ψs 注为变形计算深度范围内压缩模量的当量值应按下式计算 式中Ai——第i层土附加应力系数沿土层深度的积分值。 图5.3.5 基础沉降计算的分层示意 5.3.6 地基变形计算深度zn图5.3.5应符合下式要求 5.3.6 式中 ?s’i——在计算深度范围内第i层土的计算变形值 ?s’n—— 5.3.5并按表5.3.6确定。 如在由计算深度向上取厚度为?z的土层计算变形值?z见图 确定的计算深度下部仍有较软土层时应继续计算。 表5.3.6 ?z bm b?2 2b?4 4b?8 8b ?zm 0.3 0.6 0.8 1.0 5.3.7 当无相邻荷载影响基础宽度在130m范围内时基础中点的地基变形计算深度也可按下列公式计算 zn b2.5-0.4ln b 5.3.7 式中 b——基础宽度m。 在计算深度范围内存在基岩时zn可取至基岩表面当存在较厚的坚硬粘性土层其孔隙比小于0.5、压缩模量大于50MPa或存在较厚的密实砂卵石层其压缩模量大于80MPa时zn可取至该层土表面。 5.3.8 计算地基变形时应考虑相邻荷载的影响其值可按应力叠加原理采用角点法计算。 5.3.9 当建筑物地下室基础埋置较深时需要考虑开挖基坑地基土的回弹该部分回弹变形量可按下式计算 5.3.9 式中 sc——地基的回弹变形量 ψc——考虑回弹影响的沉降计算经验系数取1.0 pc——基坑底面以上土的自重压力kPa地下水位以下应扣除浮力 Eci——土的回弹模量按《土工试验方法标准》GB/T501231999确定。 5.3.10 在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑应该按照上部结构、基础与地基的共同作用进行变形计算。 5.4 稳定性计算 5.4.1 地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行计算。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求 MR/MS?1.2 5.4.1 式中 MS——滑动力矩 MR——抗滑力矩。 5.4.2 位于稳定土坡顶上的建筑当垂直于坡顶边缘线的基础底面边长小于或等于3m时其基础底面外边缘线至坡顶的水平距离图5.4.2应符合下式要求但不得小于2.5m 条形基础 a?3.5b-d/tanβ 5.4.2-1 矩形基础 a?2.5b-d/tanβ 5.4.2-2 式中 a——基础底面外边缘线至坡顶的水平距离 b——垂直于坡顶边缘线的基础底面边长 d——基础埋置深度 β——边坡坡角。 当基础底面外边缘线至坡顶的水平距离不满足式5.4.2-1、5.4.2-2的要求时可根据基底平均压力按公式5.4.1确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。 当边坡坡角大于450、坡高大于8m时尚应按式5.4.1验算坡体稳定性。 图5.2.4 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意 6.1 一 般规定 6.1.1 山区包括丘陵地带地基的设计应考虑下列因素 1 建设场区内在自然条件下有无滑坡现象有无断层破碎带 2 施工过程中因挖方、填方、堆载和卸载等对山坡稳定性的影响 3 建筑地基的不均匀性 4 岩溶、土洞的发育程度 5 出现崩塌、泥石流不良地质现象的可能性 6 地面水、地下水对建筑地基和建设场区的影响。 6.1.2 在山区建设时应对场区作出必要的工程地质和水文地质评价。对建筑物有潜在威胁或直接危害的大滑坡、泥石流、崩塌以及岩溶、土洞强烈发育地段不宜选作建设场地。当因特殊需要必须使用这类场地时应采取可靠的整治措施。 6.1.3 山区建设工程的总体规划应根据使用要求、地形地质条件合理布置。主体建筑设置在交好的地基上使地基条件也上部结构的要求相适应。 6.1.4 山区建设中应充分利用和保护天然排水系统和山地植被。当必须改变排水系统时应在易于导流或拦截的部位将水引出场外。在受山洪影响的地段应采取相应的排洪措施。 6.2 土岩组合地基 6.2.1 建筑地基或被沉降缝分隔区段的建筑地基的主要受力范围内如遇下列情况之一者属于土岩组合地基 1 下卧基岩表面坡度较大的地基 2 石芽密布并有出露的地基 3 大块孤石或个别石芽出露的地基。 6.2.2 对于石芽密布并有出露的地基当石芽间距小于2m其间硬塑或坚硬状态的红粘土时对于房屋为六层和六层以下的砌体承重结构、三层和三层以下的框架结构或具有15t和15t以下吊车的单层排架结构其基底压力小于200kPa可不作地基处理。 如不能满足上述要求时可利用经验稳定性可靠的岩芽作支墩式基础也可在岩芽出露部位作褥垫。当石芽间有较厚的软弱土层时可用碎石、土夹石进行置换。 6.2.3 对于大块孤石或个别石芽出露的地基当土层的承载力特征值大于150kPa、房屋为单层排架结构或一、二层砌体承重结构时宜在基础与岩石接触的部位采用褥垫进行处理。对于多层砌体承重结构应根据土质情况结合本规范第6.2.5条、第6.2.6条的规定综合处理。 6.2.4 褥垫可采用炉渣、中砂、粗砂、土夹石等材料其厚度宜取300500mm夯填度应根据实验确定。当无资料时可参照下列数值进行设计 中砂、粗砂 0.87?0.05 土夹石其中碎石含量为20300.70?0.05。 注夯填度为褥垫夯实后的厚度与虚铺厚度的比值。 6.2.5 当建筑物对地基变形要求较高或地质条件比较复杂下宜按本规范第6.2.2条、第6.2.3条有关规定进行处理时可适当调整建筑平面位置也可采用桩基或梁、拱跨越等处理措施。 6.2.6 在地基压缩性相差较大的部位宜结合建筑平面形状、荷载条件设置沉降缝。沉降缝宽度宜取3050mm在特殊情况下可适当加宽。 6.3 压实填土地基 6.3.1 压实填土包括分层压实和分层夯实的填土。当利用压实填土作为建筑工程的地基持力层时在平整场地前应根据结构类型、填料性能和现场条件等对拟压实的填土提出质量要求。未经检验查明以及不符合质量要求的压实填土均不得作为建筑工程的地基持力层。 6.3.2 压实填土的填料应符合下列规定 1 级配良好的砂土或碎石土 2 性能稳定的工业废料 3 以砾石、卵石或块石作填料时分层夯实时其最大粒径不宜大于400mm分层压实时其最大粒径不宜大于200mm 4 以粉质土、粉土作填料时其含水量宜为最优含水量可采用击实试验确定 5 挖高填低或开山填沟的土料和石料应符合设计要求 6 不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机质含量大于5的土。 6.3.3 压实填土的施工应符合下列规定 1 铺填料前应清除或处理场地内填土层底面以下的耕土和软弱土层 2 分层填料的厚度、分层压实的遍数应根据所选用的压实设备并通过试验确定 3 在雨季、冬季进行压实填土施工时应采用防雨、防冻措施防止填料粉质粘土、粉土受雨水淋湿或冻结并应采取措施防止.