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25—层,建筑:物的基础埋深为1】.8m时其稳定【安全系数为1.4】4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【97:4版、1989版到!2002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1:m~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~】3,0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100m】m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100mm【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τ11其二】。是N11τ》11:。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=τ—1,1+:τ1:2,正压力N1=N【11-N12由于】N1:2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=τ1《。1+: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=N11【-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(c】m);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 【