安全验证
? 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2?5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3.8m【(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—7,0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1】。00mm改为20】0mm原因》是10?0mm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N12》τ12即是由于土】有向上膨胀趋势对】基础施加的切—向冻胀力N12【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τ?11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τ1=τ1【1+:τ12正压力—N1=N11-N】12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,N,C,此时正?压力为N1=N【11-?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);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—。300mm》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 》