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5 地基计【算
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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
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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1.8【m时其稳定》。安全系数为1.4】4,如埋深?。为3.8m》。(1/17》.8)时则安—全系数达到》1.6?4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
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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20】02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
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— 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!1,97:4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
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《
《。 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
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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、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
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】 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,
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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
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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100《mm改为200m】m原因是10—0mm施工困难且容!易造成换填层不连】续,
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(【二)斜面基础
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《
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V1—V1可分解》成两个分力》即沿基础《。斜边的τ《12: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τ1—1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=τ11+!τ12正压力—N1=N《11-N1》2,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:τ1=τ《。1,1+: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-N1—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
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图1 【。斜,面基础基侧》受力:分布图
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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!
《
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:。 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《
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图—2, 斜面基础的抗冻拔!。试验
1!基础冻拔量(—cm);2β(°)!
【。
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(a)冻前 】。 , (b)冻【后
【图,3 斜面基础的防!冻胀试验
!
1空隙《
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《 用》斜面基?础防:切向:冻胀:力具有如下特点【。
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【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
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(—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9:0,。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《
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》
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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
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