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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15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】5,5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》2002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1974—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%—~30%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、198】9,版到20《02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10《0mm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200mm原因!是100m》m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V1V1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N12τ12即】是由于土有》。向上膨胀趋势对【基础施?加的切向冻胀力N】12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N11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+—τ12正压力N【1=N11-N1】2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?。τ,1=τ11+τ1】2+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N?C此时正压力为N1!=N11-N—。1,2-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N—1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);】。2β(°)》 , ? 】(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300m【。。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 ?