2022年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)資料建筑結(jié)構(gòu)淺基礎(chǔ)(下)

2022年一級建筑師建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)資料：建筑結(jié)構(gòu)淺基礎(chǔ)（下）（1）與建筑物有關(guān)的條件。

確定根底的埋深時，首先要考慮的是建筑物在使用功能和用途方面的要求，例如必需設(shè)置地下室、帶有地下設(shè)施、屬于半埋式構(gòu)造物等。

（2）工程地質(zhì)條件。

直接支承根底的土層稱為持力層，其下的各土層稱為下臥層。為了滿意建筑物對地基承載力和地基變形的要求，根底應(yīng)盡可能埋置在良好的持力層上。當(dāng)?shù)鼗芰樱ɑ虺两涤嬎闵疃龋┓秶鷥?nèi)存在脆弱下臥層時，脆弱下臥層的承載力和地基變形也應(yīng)滿意要求。

（3）水文地質(zhì)條件。

有地下水存在時，根底盡量埋置在地下水位以上。對底面低于地下水位的根底，應(yīng)考慮施工期間的基坑降水、坑壁圍護(hù)、是否可能產(chǎn)生流砂、涌土等問題，并實行愛護(hù)地基土不受擾動的措施。對于具有侵蝕性的地下水，應(yīng)采納抗侵蝕的水泥品種和相應(yīng)的措施（詳見有關(guān)勘察標(biāo)準(zhǔn)）。此外，設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)考慮由于地下水的浮托力而引起的根底底板內(nèi)力的變化、地下室或地下貯罐上浮的可能性以及地下室的防滲問題。

（4）地基凍融條件。

《建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》依據(jù)凍脹對建筑物的危害程度，把地基土的凍脹性分為不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍脹和特強凍脹5類。

不凍脹土的根底埋深可不考慮凍結(jié)深度。對于埋置于可凍脹土中的根底，其最小埋深dmin可按下式確定：

式中zd（設(shè)計凍深）和hmax（基底下允許殘留凍土層的厚度）可按《建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定確定。對于凍脹、強凍脹和特強凍脹地基上的建筑物，尚應(yīng)實行相應(yīng)的防凍害措施。

（5）場地的環(huán)境條件。

氣候變化、樹木生長及生物活動會對根底帶來不利影響，因此，根底應(yīng)埋置于地表以下，其埋深不宜小于0.5m（巖石地基除外）；根底頂面一般應(yīng)至少低于設(shè)計地面0.lm。

靠近原有建筑物修建新根底時，新根底的埋深不宜超過原有根底的底面，否則新、舊根底間應(yīng)保持肯定的凈距，其值不宜小于兩根底底面高差的1~2倍（土質(zhì)好時可取低值）,如圖9-4所示。如不能滿意這一要求，則在根底施工期間應(yīng)實行有效措施以保證鄰近原有建筑物的安全。

假如在基側(cè)影響范圍內(nèi)有管道或溝、坑等地下設(shè)施通過時，根底底面一般應(yīng)低于這些設(shè)施的底面，否則應(yīng)實行有效措施，消退根底對地下設(shè)施的不利影響。

在河流、湖泊等水體旁建筑的建筑物根底，如可能受到流水或波浪沖刷的影響，其底面應(yīng)位于沖刷線之下。

4．淺甚礎(chǔ)的地基承載力

地基承載力是地基承受荷載的力量。在保證地基穩(wěn)定的條件下，使建筑物的沉降量不超過允許值的地基承載力稱為地基承載力特征值（fa）。地基承載力特征值可以表達(dá)為：

確定地基承載力特征值的方法主要有4類：①依據(jù)土的抗剪強度指標(biāo)以理論公式計算；②由現(xiàn)場載荷試驗的p-s曲線確定；③按標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)的承載力表確定；④在土質(zhì)根本一樣的狀況下，參照鄰近建筑物的工程閱歷確定。在詳細(xì)工程中，應(yīng)依據(jù)地基根底的設(shè)計等級、地基巖土條件并結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ涕啔v選擇確定地基承載力的適當(dāng)方法，必要時可以按多種方法綜合確定。

（1）按土的抗剪強度指標(biāo)確定。

1）地基極限承載力理論公式。依據(jù)地基極限承載力計算地基承載力特征值的公式如下：

確定地基極限承載力的理論公式有多種，如斯肯普頓公式、太沙基公式、魏錫克公式和漢森公式等，其中魏錫克公式（或漢森公式）可以考慮的影響因素最多。

2）標(biāo)準(zhǔn)推舉的理論公式。當(dāng)荷載偏心距e≤l/30（l為偏心方向根底邊長）時，可以采納《建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》推舉的、以地基臨界荷載Pl／4。為根底的理論公式來計算地基承載力特征值，計算公式如下：

留意：上式與Pl／4公式稍有差異。砂土當(dāng)φk≥240時，表中Mb為閱歷值，比Pl／4理論值大（依據(jù)載荷試驗資料修正）。

（2）按地基載荷試驗確定。

載荷試驗包括淺層平板載荷試驗、深層平板試驗及螺旋板載荷試驗。前者適用于淺層地基，后兩者適用于深層地基

。載荷試驗的優(yōu)點是壓力的影響深度可達(dá)1.5~2倍承壓板寬度，故能較好地反映自然土體的壓縮性。對于成分或構(gòu)造很不勻稱的土層，如雜填土、裂隙土、風(fēng)化巖等，它則顯出用別的方法所難以代替的作用。其缺點是試驗工作量和費用較大，時間較長。

（3）按標(biāo)準(zhǔn)承載力表確定。

我國各地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)給出了按野外鑒別結(jié)果、室內(nèi)物理、力學(xué)指標(biāo)，或現(xiàn)場動力觸探試驗錘擊數(shù)查取地基承載力特征值幾的表格，這些表格是將各地區(qū)載荷試驗資料經(jīng)回歸分析并結(jié)合閱歷編制的。表9-10給出的是砂土按標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗錘擊數(shù)N查取承載力特征值的表格。

當(dāng)根底寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，從載荷試驗或其他原位測試、標(biāo)準(zhǔn)表格等方法確定的地基承載力特征值，應(yīng)按下式進(jìn)展修正：

（4）按建筑閱歷確定。

在擬建場地四周，常有不同時期建筑的各類建筑物。調(diào)查這些建筑物的構(gòu)造類型、根底形式、地基條件和使用現(xiàn)狀，對于確定擬建場地的地基承載力具有肯定的參考價值。

5．地基變形驗算

地基變形驗算的要求是：建筑物的地基變形計算值△應(yīng)不大于地基變形允許值[△]，即要求滿意以下條件：

△≤[△]（9-19）

地基變形按其特征可分為4種：

沉降量―獨立根底中心點的沉降值或整幢建筑物根底的平均沉降值；

沉降差―相鄰兩個柱基的沉降量之差；

傾斜―根底傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值；

局部傾斜―砌體承重構(gòu)造沿縱向6~10m內(nèi)根底兩點的沉降差與其距離的比值。

《建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》綜合分析了國內(nèi)外各類建筑物的有關(guān)資料，提出了建筑物地基變形允許值（參見《建筑地基根底設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》）中表5.3.4）。對表中未包括的其他建筑物的地基變形允許值，可依據(jù)上部構(gòu)造對地基變形特征的適應(yīng)力量和使用上的要求確定。

砌體承重構(gòu)造對地基的不勻稱沉降很敏感，地基變形由局部傾斜掌握。

框架構(gòu)造和單屋排架構(gòu)造主要因相鄰柱基的沉降差使構(gòu)件受剪扭曲而損壞，其地基變形由沉降差掌握。

高聳構(gòu)造和高層建筑的整體剛度很大，可近似視為剛性構(gòu)造，其地基變形應(yīng)由建筑物的整體傾斜掌握，必要時應(yīng)掌握平均沉降量。

必需指出，目前的地基沉降計算方法還比擬粗糙，因此，對于重要的或體型簡單的建筑物，或使用上對不勻稱沉降有嚴(yán)格要求的建筑物，應(yīng)進(jìn)展系統(tǒng)的地基沉降觀測。通過對觀測結(jié)果的分析，一方面可以對計算方法進(jìn)展驗證，修正土的參數(shù)取值；另一方面可以猜測沉降進(jìn)展的趨勢，假如最終沉降可能超出允許范圍，則應(yīng)準(zhǔn)時實行處理措施。

如△＞[△]，則可實行以下措施：

（1）先考慮適當(dāng)調(diào)整根底底面尺寸（如增大基底面積或調(diào)整基底形心位置）或埋深；

（2）再考慮是否可從建筑、構(gòu)造、施工諸方面實行有效措施，防止不勻稱沉降對建筑物的損害；

（3）改用其他地基根底設(shè)計方案。

6．根底底面尺寸確實定

在初步選擇根底類型和埋置深度后，就可以依據(jù)持力層的承載力特征值計算根底底面尺寸。假如地基受力層范圍內(nèi)存在著承載力明顯低于持力層的下臥層，則所選擇的基底尺寸尚須滿意對脆弱下臥層驗算的要求。此外，必要時還應(yīng)對地基變形或地基穩(wěn)定性進(jìn)展驗算。

7．減輕不勻稱沉降危害的措施

地基的過量變形將使建筑物損壞或影響其使用功能。特殊是高壓縮性土、膨脹土、濕陷性黃土以及軟硬不均等不良地基上的建筑物，由于總沉降量大，相應(yīng)的不勻稱沉降也較大，因此，假如設(shè)計時考慮不周，就更易因不勻稱沉降而開裂損壞。

（1）建筑措施：

1）建筑物的體型應(yīng)力求簡潔；

2）掌握建筑物的長高比，合理布置墻體；

3）設(shè)置沉降縫；

4）相鄰建筑物根底間保持肯定的凈距；

5）預(yù)抬高。

（2）構(gòu)造措施：

1）減輕建筑物的自重；

2）設(shè)置圈梁；

3）設(shè)置根底梁（地梁）一對采納單獨柱基的框架