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第五章
地基计算

第一节
承载力计算

第 5.1.1 条 基础底面压力的确定,应符合下式要求:

当轴心荷载作用时

式中 p ——基础底面处的平均压力设计值;

f ——地基承载力设计值。

当偏心荷载作用时,除符合式(5.1.1-1)要求外,尚应符合下式要求:

式中 p ma x ——基础底面边缘的最大压力设计值。

第 5.1.2 条 确定地基承载力时,应结合当地经验按下列规定综合考虑:

一、对一级建筑物采用载荷试验、理论公式计算及其他原位试验等方法综合确定;

二、对表 2.0.2 所列的二级建筑物,可按本规范第 3.2.2 条或其他原位试验确定。其余的二级建筑物,尚应结合式(5.1.4)计算确定;

注:当由本规范第3.2.2条确定的数值与当地经验有明显差异时,仍应由载荷试验、理论公式计算等综合确定。

三、对三级建筑物可根据邻近建筑物的经验确定。

第 5.1.3 条 地基承载力设计值,应符合下列规定:

一、当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,除岩石地基外,其地基承载力设计值应按下式计算:

式中 f ——地基承载力设计值;

f k ——地基承载力标准值,按本规范第3.2.1条至3.2.3条确定;

η b η d ——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,按基底下土类查表5.1.3;

γ ——土的重度,为基底以下土的天然质量密度 ρ 与重力加速度 g 的乘积,地下水位以下取有效重度;

b ——基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m考虑,大于6m按6m考虑;

γ 0 ——基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度;

d ——基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。在填方整平地区,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,在其他情况下,应从室内地面标高算起。

当计算所得设计值 f <1.1 f k 时,可取 f = 1.1 f k

二、当不满足按(5.1.3)式计算的条件时,可按 f = 1.1 f k 直接确定地基承载力设计值。

承载力修正系数表 5.1.3

注:①强风化的岩石,可参照所风化成的相应土类取值;

S r 为土的饱和度, S r ≤0.5,稍湿;0.5< S r ≤0.8很湿; S r >0.8,饱和。

第 5.1.4 条 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可按下式计算:

式中 f v ——由土的抗剪强度指标确定的地基承载力设计值;

M b M d M c ——承载力系数,按表5.1.4确定;

b ——基础底面宽度,大于6m时按6m考虑,对于砂土小于3m时按3m考虑;

c k ——基底下一倍基宽深度内土的粘聚力标准值。

承载力系数M b M d M c 表5.1.4

续表 5.1.4

第5.1.5条 基础底面的压力,可按下列公式确定;

一、当轴心荷载作用时

式中 F ——上部结构传至基础顶面的竖向力设计值;

G ——基础自重设计值和基础上的土重标准值;

A ——基础底面面积。

二、当偏心荷载作用时

式中 M ——作用于基础底面的力矩设计值;

W ——基础底面的抵抗矩;

p min ——基础底面边缘的最小压力设计值:

图5.1.5 偏心荷载 下基底压力计算示意

b —力矩作用方向基础底面边长

当偏心距 e b /6时(图5.1.5), p ma x 应按下式计算:

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。

第5.1.6条 当地基受力层范围内有软弱下卧层时,应按下式验算:

式中 p z ——软弱下卧层顶面处的附加压力设计值;

p cz ——软弱下卧层顶面处土的自重压力标准值;

f z ——软弱下卧层顶面处经深度修正后地基承载力设计值。

第5.1.7条 当上层土与下卧软弱土层的压缩模量比值大于或等于3时,对条形基础和矩形基础,式(5.1.6)中的 p z 值可按下列公式简化计算:

条形基础

矩形基础

式中 b ——矩形基础和条形基础底边的宽度;

l ——矩形基础底边的长度;

p c ——基础底面处土的自重压力标准值;

z ——基础底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5.1.7采用。

地基压力扩散角 θ 表 5.1.7

注:① E s1 为上层土压缩模量; E s2 为下层土压缩模量;

z < 0.25 b 时一般取 θ = 0 ° ,必要时,宜由试验确定; z > 0.50 b θ 值不变。

第 5.1.8 条 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。

第二节
变形计算

第 5.2.1 条 建筑物的地基变形计算值,不应大于地基变形允许值。

第 5.2.2 条 地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。

第 5.2.3 条 在计算地基变形时,应符合下列规定:

一、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;

二、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,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%。

第 5.2.4 条 建筑物的地基变形允许值,可按表 5.2.4 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 5.2.4

续表 5.2.4

注:①有括号者仅适用于中压缩性土;

l 为相邻柱基的中心距离(mm), H s 为自室外地面起算的建筑物高度(m);

③倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;

④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。

第 5.2.5 条 计算地基变形时,地基内的应力分布,可采用各向同性均质的直线变形体理论。其最终沉降量可按下式计算:

式中 s ——地基最终沉降量(mm);

' s ——按分层总和法计算出的地基沉降量;

ψ s ——沉降计算经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,也可采用表5.2.5数值;

n ——地基沉降计算深度范围内所划分的土层数(图5.2.5);

p 0 ——对应于荷载标准值时的基础底面处的附加压力(kPa);

E si ——基础底面下第 i 层土的压缩模量,按实际应力范围取值(MPa);

Z i z i -1 ——基础底面至第 i 层土、第 i -1层土底面的距离(m);

——基础底面计算点至第 i 层土、第 i -1层土底面范围内平均附加应力系数,可按本规范附录十采用。

式中 A i ——第 i 层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。

沉降计算经验系数 ψ s 表5.2.5

注: 为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值,应按下式计算:

图 5.2.5 基础沉降计算的分层示意

第5.2.6条 地基沉降计算沉度 z n (图5.2.5),应符合下式要求:

式中Δ s ' i ——在计算深度范围内,第 i 层土的计算沉降值;

Δ s ' a ——在由计算深度向上取厚度为Δ z 的土层计算沉降值,Δ z 见图5.2.5并按表5.2.6确定。

Δz表 5.2.6

第5.2.7条 当无相邻荷载影响,基础宽度在1~50m范围内时,基础中点的地基沉降计算深度也可按下列简化公式计算:

式中 b ——基础宽度(m)。

在计算深度范围内存在基岩时, z n 可取至基岩表面。

第5.2.8条 计算地基沉降时,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。

第5.2.9条 当高层建筑基础形状不规则时,可采用分块集中力法计算基础下的压力分布,并应按刚性基础的变形协调原则调整。分块大小应由计算精度确定。

第三节
稳定性计算

第5.3.1条 地基稳定性可用圆弧滑动面法进行验算。稳定安全系数为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的比值,其值应符合下式要求:

式中 M R ——抗滑力矩;

M s ——滑动力矩。

当滑动面为平面时,稳定安全系数应提高为1.3。

第5.3.2条 位于稳定土坡坡顶上的建筑,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 5.3.2)应符合下式要求,但不得小于 2.5mm:

图 5.3.2 基础底面外边缘线至坡顶的水平距离示意

条形基础

矩形基础

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(5.3.2-1)、(5.3.2-2)的要求时,可根据基底平均压力按公式(5.3.1)确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。

当边坡坡角大小45 ° 、坡高大于8m时,尚应按式(5.3.1)进行坡体稳定性验算。 RfPQLYJVRtpNSgQ/RRffgOcqH0IDQTyPqa36aD2ugnKVRJGGFf7+VLTDIN5scasj

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