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/》。1，5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(1/1》7.8)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19】74版、198【9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1！00：mm：改为200mm【原因是1《0，0mm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N？12τ12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τ1—1其二是N11【τ，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N：11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＋：τ，12：正压力N《1=：N11－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N》1=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N！1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 】