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5  地基!。计算 ! ?5.1 《 基础埋《置深度 】 : 5.1.3 【 本条为强制性条】文除岩石地基外位】于天然土质地基【上的高层《建筑筏?形或箱形基础应有适!当的埋?置深度?以保证筏《形和箱形基》础,的抗倾覆《和抗滑移稳》定性否则《可能导致严重后果】必,须,严格执?行 》     随着我!国城镇化进程—建,设,土地紧张高》层建筑设《地下:室不仅满足埋置【深度:要求还增加使用功能!对软土地基》还能提?高建筑物的整—体稳定性所以一般情!况下高层建筑宜设地!下室: 《 5.1.4  !本条:给出的抗震设防区内!的高层建筑筏形和】箱形:基础埋深不宜小于建!筑物高?度的1/15—是基于工程实践和】科研成果北京市【勘察设计《研究院张在》明,等在:分析北?京,八度:抗震设?。防区内高层建筑【地基整体稳定—性与:。。基础:埋,深的关?系时以二幢分别为1!5层:和25层的》建筑考虑了》地震作用和》地基:的种种?不,利因素用圆弧滑动】面法进行《分析其结论是—从地基稳定的—角度考虑当25【层建筑物的基础【埋深为1.》8m时其稳定—安全系数为1.【44如埋深为3.】8,m,(1/17.8【),时,则安全?系数达到1.—64对位于岩石地基!上的高层建》筑筏形和箱形基础】其埋置深度应根【据抗:滑移的要求来确定】 —。5.1.6》  在?城市居?住密集?的地:方往往新旧建筑物距!离较近?当新建建筑物与【原,有建筑物《距离较近尤其是【新建建筑物》基础埋深大于—原有建?筑物时新建建筑物会!。对原有建筑》物产生?影响:。。甚至会危及原—有建筑物的安全【。或,正常使用为了避免】新建建筑物对—原有建筑物的影【响设计时应》考虑与原《有建筑物保持—一定的安全》。距离该安全》距,离应通?过,分析新?旧建筑物的》地基承载力、地基变!形和地基稳定性来】确定通?常决定建筑》物相邻影响距—离大小的《因素主要有新建【建筑物的沉降量和原!有建筑物的刚—度等新建建》筑物的沉降量与【地,基土的压缩性、建筑!物的荷载大》小有关而原有—。建筑物的刚度则与其!结构形式、长—高比以?及,地基土?的性:质有关本规》范第:7.3.3条为【相邻建筑物基础间】净,距的相关规》。定,这是根据国》内55个工程实例的!调查:和分析得到的满足】该条规?定的:净距要求一般—。。可不考虑对相—邻建筑的《影响  !。 ,  当相邻建筑物】较近:时应采取措施—减小相互影响1尽量!减小新建《建筑物的沉》降量:;2新建建筑物【的基础埋深不宜大】于,原,有建筑基础;—3选:择,对地基变形不敏感】的结构形式;4采】取有:效,的施工措施如分段】施工、采《。取有效的支护措【施以及对原有建筑物!地,基进:行加固?等措施? 5.】1.7  》“场地冻结深—度”在本规范2【002版《中称:为“设计《冻深”其《值是根据当》地,标准:冻,深考虑建设》场地所处地基条件】和环境条件经修【。。正后采取的更—接近实际的冻深【值本次修订将“设计!冻深”改为》“,场地:冻结深?度”:。以使概念更》。。加清:晰准确 》    【。 ,附录F中《国季:节,性冻土标《准冻深线图是在【标准条?件下取得的该标准】条件即为标准—冻结深?度的定义地下—。。水位:与冻结锋面之—间的:距离大于2m不【冻胀黏性土地表平】坦、裸露《城市之外《的空旷场《地中多年实测(【不少于十年)—最大冻?深的平?均值由于《建设场?地通常不具备上【述标准?条件所?以标:准冻结深度一—般不直接《用,于设计中《而是要考《虑场地实际》条件将标准冻结深】度乘以冻深影—响系数使得到的场】地冻深?更,接近实际情况公式】5.1.7中主要】考虑了土质》系数:、湿:度系数、环境系【数   !  土质对冻深【的影:响是众?。所周:知的因岩性不—同其热?物理参数也不同【粗颗粒土的导热系数!比细颗粒土的大因】此当其他条件一致时!粗颗粒土《比细颗粒土的—冻深大砂《类土的?冻,。深比黏性土》的大我国对这方面问!题的实测数据不多】不,系统前苏联19【74年和1983年!房屋:及建筑物地基—设,计规:范中有明确规定本】规范采纳了他们的】数据 【。  :   土的》含水量和地下水【位对冻深也》。有明显的影响因土】中水在相变》时,要放出大量》的,潜热所以含水—量越多地下水—。位越高(冻结—时向上迁《移水量越多)—参与相变的水量【就越多放出》的潜热也就越—多由于冻胀》土冻结的过程—也是放?热的过程放热在某种!程度上减缓了冻【。深的发?。展速度因《此,冻深相?对变浅 《     !城,市的气温高于郊【外这种现象在气【象学中称为城市的】“热岛效应”城市】里的辐射受热状况】发生:改变:(深色的《沥青屋顶《及路面?吸收大量阳光—)高耸的建》筑,物吸收更多的阳光】各种建筑材的—热容:量和传热《量大于松土》据计算?城,市,接受的太《阳辐射量比郊外高出!10%~3》。0%城市建》筑物和路面传送【热量的速度比郊【外,湿润的砂质土壤快3!倍,工业排放、交—通车辆排放尾气【人为活动《等都放?出很多热量加之建筑!群集中风小》对流差等使周围【气温升高这些都导】致了市?区冻结深《。度小:于标准冻深为使设计!时采用?的,冻深数据更接近实】际原规范《根据国家《气,象局气象科学研【究院气候所、中国】科,学院、北京地理【。研究所?气候室提供的数【据给出?了环境对冻深的影】响系数?经多年使《用没有问《题因此?本次修订《对此:。不作修改但使用时】应注意此处所说【的城市(市》区)是指城市—集中区不包括郊【区和市属县、—镇 —     冻结深度!与冻土层厚度两【。个,。概念:容易混淆对不冻胀】土二者相同但—对冻:胀性土?尤其强冻胀以上的土!二者:相差颇?大对于冻胀》性土冬季自然地面是!随冻胀?。量,的,加大而逐渐上抬的此!时钻探(《挖探)量测的冻土】层厚度包含了冻胀量!设计基础埋深时【所需的冻深值是自】冻前自然地面算【起的它?等于实?测,冻土层厚度减去冻胀!量为避免混淆在【公式5.《1,.,7,。中予以明确 ! ,     关于【。冻深的取值尽量应用!当地的实测资—料要:注,意个别?年份:挖探一个、两个数】据不能算《实测数据多年实测资!料(不?少于十年)》的平均值才》为实测数据》 —5.:。1.8  季节冻】土地区?基础合?理浅:埋在保证建筑安全方!面是可以实》现的为此冻》土学界?从20世纪》70年代开》始,做了:大量的?研究实践工作取得】了一定?的成效并将浅埋方】法编入规《范,中本次规范修订保留!了原规范基础浅埋】方法但缩小了—应用范围将基底【允许出?现冻土层应用—范围控制在深厚季】节冻土地区的不冻】胀、弱冻《胀和冻胀土场地【修订主要《依据:如下 】    《1  原规范基础浅!。埋方:法目前实际设—计中使用不普遍从】本规范1《。974版《、,1989版到200!2版根据当》时国情和低层建筑】。较多的情况为—。。。降低基础工程—。费用规?范都给出了基—础浅埋方《法但目前《。在实际应用中实施基!础浅埋的工程—比例不?大,。经调查了解我国【浅季节冻土地区(冻!深小于?1m)除农村低【层建筑外基本—没有实?施基:础浅埋中厚季—节冻土地区(冻【深在1m~2m之间!)多层建筑和冻胀性!。较强的地基》也很少有浅埋—基础基础埋深—多数:控制在场地》冻深以下在》深厚:季节性冻土地区【(冻深大《于2m)冻胀性【不强的地基上浅【埋,基础较多《浅埋基础应用不【多的原因一》是设计者对基—础浅:埋不放心;二—是多:。数勘察资料对冻深范!围内的?土层不?。给地:。基基础设《计参数?;三是多数情况冻】胀性土?层不:是适宜的持力层【 , ? ,     2 【 随着国家经济【的发展人们对基【础浅埋带《来,的,经济效?益与房屋建筑—。的安:全,性、:耐久性之间更加重视!房屋建筑的安全性】、耐久性 — 《。    3  【基础浅埋后如果使】用,过,程中地?基浸水会造成—地基土冻胀性的增强!导致房屋《出,现冻胀破坏此现象在!采用了浅埋基础的三!。层以下建《筑时有发生 !。 ,     4—  冻胀性强的【土融化时的冻融软】化现象使《基,。础出现短时的沉陷多!年累积可导》致部分浅埋基础【房屋:使用20年~30】年,后室内地面低于室】外地面甚《至出现进屋》下,台阶现象 !  :   5  目前西!欧、:北美:、日本和俄罗斯规范!规定基?。础埋深均不小于冻】。深   ! , 鉴于上《述情况本次》规范修订提》出在:。浅,季节:。冻土地区、中厚【季节冻土地区和深厚!季节冻土地区中冻】胀性较强的地—基不宜实施基础浅】埋在深厚季》节冻土?。地区的不冻胀、弱】冻胀、冻胀土地基】可以实施基》础浅埋并给出—了基底最《大允许冻土层厚【度,表该:。表是原规范表保【留了弱冻胀、冻胀土!数据基础上进—行了取整《修改 【 5.1.9— ,。 防切向冻胀力【。的措:施如下 【    》。 切向冻胀力是【指地:基土冻结膨》胀时产?生的其作用方向平行!基础侧?面的:冻胀力?基础防切向冻—胀力方法很多—采用:时应:根据工程特点、地方!材料和经《验确定?以下介绍3种可【靠的方法 【  《   ?(一:)基:侧填:砂 —     》。用基侧?填砂来减小或消【除切向冻胀力—是,简单易行《的,方法地?基土:在冻结膨胀时所产】生的冻胀力通过土】与基础牢《固冻结在一起的剪切!面传递?砂,类土的持水能力很小!当砂土处在地下【水位之上《时不:。但,为非饱和土》而且含水量很—小其力学性能接【近松散冻土所以【砂土与基础侧表面冻!结在一?起的冻结强度很【小可传?递的切?向冻胀力亦很小【在基础施工》完成后回填》基坑时在基侧外表(!采暖建?筑)或四周》(非采暖建筑—)填入厚度不—小于:1,00mm《的中、粗砂可以起到!良好的防切向冻胀力!破,坏的效果本》次修订将换填厚度由!原来的100mm】改为20《0m:m原因?是100《mm施工困难且容】易造成换填层不连续! —    《(二)斜《面基础 【     截面为!上小下大的斜面基】础,就,是将独立《基础或条形基础的台!阶或放大脚做成连续!。的斜面?其防切向冻胀力作】用明显但它容易被理!解为是用下部基础断!面中的扩大部—分来阻?。止,。切向冻胀力将—基础:抬起这种理》解是错误《的,现对其原理分析【如,下   !  在冬初》。当第一层土冻结时土!产生冻胀并同时出】现两个方向》膨胀沿水平方向膨胀!基础受一《水平作用力H1;垂!直方向上膨胀基础】受一作用力V—1V1可分解成【。。。两个分力即沿基础斜!。。边的:。τ12和沿基础斜】边法线方《向的N12τ—。12即?是由于土有向—上膨胀趋势对基础】。施加:的切向冻胀力N1】2是:由于土有向上膨胀】的,。趋,势对基础斜边法线方!向作用的拉应力水平!。冻,胀力H1也可分【解成两个分力其一是!τ11其二》。是N11τ11是】由于水平冻胀—力的作?用,施加在基础斜边上的!切向冻胀力》N1:1则是由于》水平冻?胀力作用施加在基础!斜边上的正压力【(见:图1受力《分布图)此时第一】层土作用于基侧的切!向冻胀力为》τ,1=τ11+τ【12正压力N1=N!11:。-N12由》于N12为正拉【力它的存在将—。降低基侧受到的正压!力,数值当冻结界面发展!。到第二层土时除第一!层的原受《力,不变之?外又叠加《了第二层土冻胀【时对第?。一层的作用》由于第二层土冻胀】时受到第《一层的约束使第一层!土对基?侧的切向冻胀力增】加至τ1=τ11+!τ12?+τ22而且当【冻结第二层土—。。时第一层《。。。土所:处位置的土温又有所!降低:土在产生水平冻胀后!出现冷缩令冻土【。。层的冷缩《拉力为?NC此时《正压力为《N1=N1》1-N12-—NC当冻层发展到第!。三,层土时第一》、二层重又》出现一次上》述现象 】 《 ?图1  斜面基【础基侧受力分—布图 】1冻:后地:面;:2,冻前地面 !     》由以上分析可以看出!某层的?。切,向冻胀力随》冻深的发展》而逐步增《加而该?层位置基础》斜面上受到的冻胀】压应力随冻深的发展!数值逐渐变》小当冻深发展到第】n层第一《层的切?向冻胀力超过基【侧与土的冻结强度】时基础便与冻—土产生相对位移切】向冻胀力《不再增加而下滑出现!卸荷现象《N1:由一开始冻》结产生较大的压应】力随:着冻深向下发—。展、土温《的降低、下层土【的冻胀等作用拉应】力分量?在不断地《增长当达到一定程度!N1由压力》变,成拉力所以》当达到抗拉强度极】限时基侧与》土将开裂由》于,冻,。。土的受拉呈》脆性破坏一旦开【裂很快延基侧向下】延伸:扩展这一《开裂使基《础与基侧《土之间产生》空隙:切向冻胀《力也就不复存—在了 》 ,    》 应:该说:明的是在冻胀土层范!围之内的《基础扩大部分根本】起不到锚固作用【。因在上层冻》胀,时基础下部所出现的!锚固力等冻深发展】到该:层时:。随,着该层?的冻胀?而消失了只有处【在下部?未冻:土中基础的扩大部分!才,起锚固?作用但?我们所说的》。浅埋基?础根:本,不存在这一伸入未冻!土层中?。。的部分 !    在》闫家:岗冻土站不同—冻胀性土的场地【上进行?了多:。组方锥形(截头锥)!桩基础的多》年观测观测结果表明!当β角?大于:等,于9°?时基础即《是稳定的见图2基础!。稳定的原因不是由】于,切向冻胀力被下部】扩大部分给》。锚住而是由于在倾斜!表面上出现》拉力分量与冷缩分】量叠加之后的开裂】切向冻胀《力退出工作所造【成的见?图,3的试验结果— 】 : 图?2 斜面《基础的抗冻拔试验】 —1基础冻拔量—(cm)《。;2:β(°) ! 》 (?a)冻前     !(b)?冻后 】图3  斜面基础的!防冻胀试验 【 : 1空隙 !   《  用斜面基础防切!向,冻胀力?具有如下特》点 ? ,     1】  在冻胀》作用下基础受力明】确技:术可靠当其》倾斜角β《大于等?于9°时将》。不会出现因切向冻】胀力作用而导致的冻!害事故发生》 : 《    《。2  不但可—以在地下水》位之上也可》在地下水位》之下应用 》 》    3  耐久!性好在反复》。冻,融作:用,下防冻胀效果不变】。    ! 4  不用任何防!冻胀材料就》可解决切向》冻胀问题 【     该】种基:。础施工?时,比常规基础复杂当基!础侧面?较粗:。。糙,时可用水泥砂浆将基!础侧面抹《。平  】   (三》)保温基础 】     在基!础外侧采取保温【措施是消除》切向冻?胀力的有效》方法日?本称:其为“裙《式,保温:法”20世纪—。90年代开始在北】海道进行研究和实践!。取得了良好的效【果该方法可在冻【胀性较强、》地下水位较高的【地基中使用不—但,可以消除《切向冻胀力》还,可以:减少地面热损耗同时!实现基础《浅埋 】 ,   基础保温【方,。法见图4《保,温层厚度应根据地区!气候条件确定水平】保温板上面应有不小!于30?0m:m厚土层保护并有不!小于5%的向外【排水坡度保温宽度应!不小于自保温层以下!算起的场地冻结【深度 【 : ,。 , : 图4 保温基【础示意 《。 1室外地!面;2采暖室—内地面;3》苯,板保温?层,;4实际冻深—线;5原场地冻深】线 ?