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[结构设计专题]地基深度修正难点解析

转自:结构设计-公众号2019-03-20

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0 引言

    《建筑地基基 础设计规范》( GB 50007—2011 )( 简称地基规范) 第 5. 2. 4 条指出: 当基础宽度大于3m 或埋置深度大于 0. 5m 时,从载荷试验或其他原为测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,应进行宽度和深度修正。业内人士对于宽度修正几无异议,但对于深度修正争议较大,而不同的理解对设计影响很大。往往某一工程按一种理解进行基础设计不需进行地基处理,可采用天然地基基础,而按另一种理解进行设计则应进行地基处理,造价相差很大。

    因此,正确理解和运用该规范条文意义重大。本文结合有关文献对此进行深入探讨。

1 地基规范规定

    地基规范第 5. 2. 4 条,对进行深度修正的埋置深度 d 规定如下:

    1. 1 条: 一般情况下,自室外地面标高算起。此条无争议,不在本文讨论之列。

    1. 2 条: 在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。

    1. 3 条: 1. 3. 1 款: 对于地下室,当采用箱形基础或筏基 时,基 础 埋 置 深 度 自 室 外 地 面 标 高 算 起。1. 3. 2款: 对于地下室,当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。

    1. 4 条: 对于主裙楼一体的结构,条文说明指出:宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度 2 倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。

2 本文有关符号规定

    对本文中的符号含义规定如下: d 为进行深度修正的埋置深度; de为建筑物基础底面以上荷载( 标准值) 的折算土层厚度( 即折算基础埋深) ; d1为从地下室室内地面算起的埋深,即地下室室内地面至基础底的实际埋深; d2为从室外地面算起的埋深,即室外地面至基础底的实际埋深。

3 第 1 节第 1. 2 条的讨论

    第 1 节第 1. 2 条认为,只要回填土在上部结构施工前完成,进行深度修正的埋置深度 d 均可从填土地面标高算起。

    3. 1 业内有关人士看法

    ( 1) 文献[1]第 46 页认为,只有填土在基础施工前完成,进行深度修正的埋置深度 d 才能从填土地面标高算起。该文献可能是考虑到以下原因: 规范要求的回填土在“上部结构施工前完成”的时间距离基础承受全部荷载的时间太短,而回填土在“基础施工前

完成”的时间距离基础承受全部荷载的时间稍长,前者来不及对地基进行压实,而后者稍好些。因为该文献作者认为“对地基土承载力进行深度修正的目的,是为了确定地基土在原有自重应力状态下的实际承载力特征值”( 文献[2]第 322 页) 。而传统的看法

是,地基承载力深度修正的实质,是考虑基础两侧的超载压重能抵抗土体的向上滑动,从而提供土体的稳定性。

    ( 2) 文献[3]第 406 页认为,基础施工完成后立即回填时,进行深度修正的埋置深度 d 可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。也就是说,基础施工完成后不立即回填,但在上部结构施工完成前回填时,进行深度修正的埋置深度能否从填土地面标高算起无定论。

3. 2 笔者建议

    可按国家现行地基规范( 即第 1 节第 1. 2 条) 执行。也就是说,只要回填土在上部结构施工前完成,进行深度修正的埋置深度 d 就可以从填土地面标高算起。因为在基础承受全部荷载时,只要基础两侧有土体( 填土) ,无论填土完成后的时间长短,均可对抗土体的向上滑动,提供土体的稳定性。文献[4]第 98页、文献[5]第 473 页也持同样观点。

4 第 1 节第 1. 3. 1 款的讨论

    第 1 节第 1. 3. 1 条认为,对于地下室,当采用箱形基础或筏基时,进行深度修正的埋置深度 d 自室外地面标高算起。

4. 1 业内有关人士看法

    文献[1]第 53 页认为,进行深度修正的埋置深度d,应取室外地面标高至基础底面的实际埋深 d2和建筑物基 础 底 面 以 上 荷 载 的 折 算 基 础 埋 深 de的 较小值。

4. 2 笔者建议

    可按国家现行地基规范( 即第 1 节第 1. 3. 1 款)执行。地基承载力的深度修正与作用在地基上的上部结构的附加应力无关,也即与建筑物基础底面以上荷载大小无关,而仅与基础两侧的超载压重有关。因此,进行修正的埋置深度 d 可自室外地面标高算起,即取 d = d2。文献[3]第 406 页也持同样看法。

5 第 1 节第 1. 3. 2 款的讨论

    第 1 节第 1. 3. 2 款条认为,对于地下室,当采用独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。

5. 1 业内有关人士看法

    ( 1) 文献[6]、[8]认为,可考虑地下室周边填土的有利影响( 具体见文献[6]第 7. 3. 8 条、第 8. 7. 1条,文献[8]第 3. 2. 1 条第 3、4 款) 。文献[8] 第

3. 2. 1条第 4 款甚至认为,有防水板时,进行修正的埋置深度 d 可从室外地面算起。

    ( 2) 文献[1]认为,无论有无防水板,均可采用文献[6]第 7. 3. 8 条规定。但当地下室足够大时( 中部基础边缘至边基础内边缘的水平距离大于边基础外侧实际埋深的两倍) ,中部基础进行修正的埋置深度d 建议取室内地面到基础底的高度( 见文献[1]第 55、97、98、100 页) ,即 d = d1。

5. 2 笔者建议

    5. 2. 1 地下室无防水板时应按国家现行地基规范( 即上述第 1. 3. 2 款) 执行,进行深度修正的埋置深度 d 从地下室室内地面标高算起,即取 d = d1。因为地基承载力修正的实质,是考虑基础两侧的超载压重抵抗土体的向上滑动,提供土体的稳定性。当两侧超载不同时,基础破坏时将向超载较小的一侧滑动。因此,无论是外墙基础,还是内墙基础,均应按超载较小的一侧取值,即进行修正的埋置深度 d 均应从室内地面标高算起,即取 d = d1。

5. 2. 2 地下室有防水板时防水板做法一般有如下两种:

    ( 1) 第一种是防水板下不设松散材料( 即不设褥垫) ,防水板直接落在地基土上。

    1) 当地基土为高压缩性土时,防水板基本不承担地基反力,显然不应考虑防水板的有利作用,进行深度修正的埋置深度 d 应从室内地面标高算起,即取 d= d1。

    2) 当地基土为低 ~ 中压缩性土时,此时实际是变刚度筏基,须用有限元程序分析防水板和基础承担的地基反力,然后用防水板的地基反力 q 换算成折算土层厚度 de。对于中间基础可直接取 d = de,对于边基础 d 应取 de和 d2的较小值。

    ( 2) 第二种是防水板下做松散材料( 即设褥垫) ,目的就是确保防水板不承担或承担非常少的地基反力,但能否达到这一目的,视褥垫下土的压缩性而定。

    1) 当松散垫层下为高 ~ 中压缩性土时,基本能达到这一目的。显然此时不应考虑防水板的有利作用,进行深度修正的埋置深度 d 应从室内地面标高算至基础底,即取 d = d1。

    2) 当松散垫层下为低压缩性土时,进行修正的埋置深度 d,可适当考虑防水板的有利作用。也就是说,进行修正的埋置深度 d 介于 d1与 d2之间,即: d1< d< d2。因为即使防水板下有松散垫层,在施工期间的底板自重作用下,松散垫层得到压实,从而有一定的刚度。在使用期间,由于基础下沉,防水板将参与承担地基反力 q,该反力 q 双重“有利”: 一方面可以折算成用于基础深度修正的等效埋深 de,另一方面减小了基础的基底反力( 即部分基底反力转移到由防水板承担) 。持力层 越好 ( 即地基规范第 5. 2. 4 条“表5. 2. 4”中深度修正系数越大的土) ,防水板的有利作用越大,经济效益越可观( 见例 1) 。但由于这方面的资料较少,进行修正的埋置深度 d 取值具有很大的经验性,宜通过以往防水板下反力测试,积累一定实测资料后给出,供后来设计采用。

例 1: 某工程柱网为 8m × 8m 的框架结构,地基持力层为碎石土,fak= 270kPa,独立基础为 4m × 4m,平均基底地基反力标准值为 500kPa,防水板厚 0. 3m,防水板底面距独立基础底面 1m,即 d1= 0. 3 + 1 = 1. 3m。若防水板承担 25kPa 的基底 反力,则 一 方 面,de=25 /18 = 1. 39m,深度修正后地基承载力提高 4. 4 ×( 1. 39 + 1. 0 - 0. 5) × 18 = 150kPa,即 fa= 270 + 150 =420kPa; 另一方面,基底平均反力标准值减小到[4 ×4 × 500 - ( 8 × 8 - 4 × 4) × 25] /4 × 4 = 425kPa = fa,基本满 足。 相 当 于 地 基 承 载 力 由 270kPa 提 高 到500kPa。反过来推算,相当于进行深度修正的埋置深度 d = ( 500 - 270) /18 /4. 4 + 0. 5 = 3. 4m。而用于防水板配筋计算的反力应扣除防水板及面层自重,如果面层按 50mm 计,则用于防水板配筋计算的反力为25 - 0. 3 × 25 - 0. 05 × 20 = 16. 5kPa,防水板本身的构造配筋基本就能满足。

6 第 1 节第 1. 4 条的讨论

    第 1 节第 1. 4 认为,对于主裙楼一体的结构,地基规范第 5. 2. 4 条条文说明指出: 宜将基础底面以上范围内的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度 2 倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,取小值。

6. 1 业内有关人士看法

    ( 1) 文献[1]第 53、100 页和文献[2]第 324 ~ 326页认为,主 楼 进 行 深 度 修 正 的 埋 置 深 度 d 按 以 下取值:

    1) 主群楼均为箱基或筏基( 无论主群楼基础是否设缝断开) 时,d 取两边裙房 de和两边 d2四者的最小值。当两侧超载宽度之和不大于基础宽度 2 倍,且 d2> de时,主楼用于深度修正的埋置深度 d 可取 de,也可根据工程经验适当放大,经验时也可按线性插入( 两侧超载宽度之和为主楼基础宽度的 2 倍时为 de,两侧超载宽度之和为 0 时为 d2) 确定。

    2) 主楼为箱基或筏基,裙房为独立基础或条基时,裙房无地下室时,d 取主楼实际埋深; 裙房有地下室时,d 取裙房地下室地面算起的埋深 d1。

    ( 2) 文献[3]第 407 ~ 409 认为,无论裙房是箱基、筏基,还是独立基础、条基,也无论独立基础、条基有没有防水板,当周边超载宽度均大于基础宽度 2 倍时,主楼进行深度修正的埋置深度 d,均可取周边裙房基础底面以上荷载的折算基础埋深 de的较小值。当有一边超载宽度不大于基础宽度 2 倍时,主楼进行深度修正的埋置深度 d,自室外地面标高算起; 当裙房为独立基础或条基时,尚不应大于 de。

    ( 3) 文献[5]第 473 页认为,主裙楼采用箱基或筏基时,当超载宽度大于主楼基础宽度 2 倍时,可将超载折算成土的厚度作为进行深度修正的埋置深度,但不大于自室外地面算起的埋深 d2。

    ( 4) 文献[8]第 3. 2. 1 条第 4 款规定: “当高层建筑侧面附有裙房且为整体基础时( 不论是否有沉降缝分开) ,可将裙房基础底面以上的总荷载折合成土重,再以此土重换算成若干深度的土,并以此深度进行深度修正。当高层建筑四面的裙房形式不同,或仅一、两面为裙房,其他两面为天然地面时,可按加权平均方法进行深度修正”。

6. 2 笔者建议

    对于主裙楼一体的结构,地基规范第 5. 2. 4 条条文说明的解释比较笼统,这可能是因为业内人士对此问题未达成共识的缘故。笔者建议,主裙楼一体的结构,裙房本身 d 的取值同第 4. 2 节、5. 2 节,主楼进行深度修正的埋置深度 d 按如下取值。

6. 2. 1 主群楼均为箱基或筏基( 无论主群楼基础是否设缝断开)

    ( 1) 当每边超载宽度均大于主楼宽度 2 倍时,d取周边裙房折算土层厚度 de的最小值。

    ( 2) 当某边超载宽度不大于主楼宽度 2 倍时,该边的 d 取该边裙房折算土层厚度 de和该边自室外地面标高算至基础底的实际埋深 d2的较小值,最后主楼的 d 取所有边 d 的最小值。

    也可根据工程经验适当放大,无经验时也可这样取值: 每边的 d 按线性插入( 超载宽度等于主楼宽度2 倍时取 d = de,超载宽度等于 0 时取 d = d2) 确定,然后主楼 d 取所有边 d 的最小值。

6. 2. 2 主楼为箱基或筏基,裙房为独立基础或条基

    ( 1) 裙房无地下室时,d 取主楼实际埋深。

    ( 2) 裙房有地下室无防水板: 主楼进行深度修正的埋置深度 d 从地下室室内地面标高算至主楼基础底,即取 d = d1。

    ( 3) 裙房地下室有防水板:

    1) 第一种是防水板下不设松散材料,防水板直接落在地基土上。

①当地基土为高压缩性土时,主楼进行深度修正的埋置深度 d 应从地下室室内地面标高算至主楼基础底,即取 d = d1。

②当地基土为为低 ~ 中压缩性土时,此时实际是变刚度筏基,须用有限元程序分析防水板和基础承担的地基反力,然后用防水板的地基反力 q 换算成折算土层厚度 de。当裙房超载宽度大于主楼基础宽度的2 倍时,主楼基础深度修正的 d 取为 de; 当裙房超载

宽度不大于主楼基础宽度的 2 倍时,取 de和 d2的较小值。

2) 第二种是防水板下做松散材料( 即设褥垫) 。

①当松散垫层下为高 ~ 中压缩性土时,主楼进行深度修正的埋置深度 d 应从室内地面标高算至基础底,即取 d = d1。

②当松散垫层下为低压缩性土时,进行修正的埋置深度 d,可适当考虑防水板的有利作用,进行修正的埋置深度 d 介于 d1与 d2之间,即: d1< d < d2。同上述第 5. 2. 2 条所指出的那样,由于这方面的资料较少,进行修正的埋置深度 d 取值具有很大的经验性,宜通过以往防水板下反力测试,积累一定实测资料后给出,供后来设计采用。

7 应注意的几个问题

    ( 1) 主裙楼一体时,为减少沉降差异,往往待主楼完工后再施工裙房,此时不应考虑采用裙房荷载的折算土层厚度进行深度修正。施工顺序对地基承载力修正的影响是设计者容易忽视的因素,务必注意。

    ( 2) 将地下室防水板或筏基承担的地基反力 q 换算成 de时,如地下水位高于防水板底板,则地基反力q 应扣除水浮力后再换算成 de[很多文献( 如文献[3]第 409 页) 持同样观点],从而减小了 de,是不利的。

    当然,此时基础地基反力也可扣除水浮力( 文献[5]第 472 页) ,地基反力也减小了,是有利的( 目前地基规范及高层箱形与筏形基础规范均未要求基底反力扣除水浮力,这是偏于安全的做法) 。这种“有利”作用和前者的“不利”作用抵消后,情况怎样呢? 下面以裙房基底反力对高层地基承载力的影响为例来分析( 至于不带裙房的高层为独立基础或条形基础 + 防水板,且防水板承担部分地基反力时对独立基础或条形基础的地基承载力的影响,道理相同) 。

    例 2: 某工程,地基持力层为碎石土,fak= 270kPa,高层平均基底地基反力标准值为 500kPa,裙房( 筏基或防水板) 平均基底地基反力标准值为 65kPa,假设高层和裙房基底位于同一标高,裙房周边距主楼边的距离均大于主楼宽度的两倍。

    1) 当地下水位低于基础底时,裙房平均基底地基反力折算成 de= 65 /18 = 3. 6m,高层 fa= 270 + 4. 4 ×18 × ( 3. 6 - 0. 5) = 516kPa > 500kPa,地基承载力满足要求。

    2) 地下水位高于基础底 1. 0m 时,基础底承担10kPa 水浮力,此时裙房平均基底地基反力折算成 de时应扣除水浮力 10kPa,即此时 de= ( 65 - 10) /18 =3. 06m,高层 fa= 270 + 4. 4 × 18 × ( 3. 06 - 0. 5) =473kPa < 500 - 10 = 490kPa,地基承载力不满足,差( 490 - 473) /500 = 0. 034 = 3. 4% 。

    3) 地下水位高于基础底 2. 5m 时,基础底承担25KPa 水浮力,此时裙房平均基底地基反力折算成 de时应扣除水浮力 25kPa,即此时 de= ( 65 - 25) /18 =2. 22( m) ,高层 fa= 270 + 4. 4 × 18 × ( 2. 22 - 0. 5) =406kPa < 500 - 25 = 475kPa,地基承载力不满足,差( 475 - 406) /500 = 0. 14 = 14% 。

4) 地下水位高于基础底 4. 0m 时,基础底承担40kPa 水浮力,此时裙房平均基底地基反力折算成 de时应扣除水浮力 40kPa,即此时 de= ( 65 - 40) /18 =1. 39m,高层 fa= 270 + 4. 4 × 18 × ( 1. 39 - 0. 5) =340kPa < 500 - 40 = 460kPa,地基承载力不满足,差( 460 - 340) /500 = 0. 24 = 24% 。

    从上例可以看出,基础底承担的水浮力越大,影响越大,即使在不考虑水浮力时地基承载力富余较多,在考虑水浮力后有可能地基承载力都不满足。原因是 de对承载力的提高为( de- 0. 5) 、土的重度及深度修正系数三者的乘积。深度修正系数见地基规范第 5. 2. 4 条“表 5. 2. 4”,除淤泥和淤泥质土、人工填土和 e 或 IL> = 0. 85 的黏性土为 1. 0 外,其余均大于1. 0,最大为中砂、粗砂、砾砂和碎石土的 4. 4。基底土质越好( 即深度修正系数越大的土) ,影响越大。当持力层为碎石土时,深度修正系数为 4. 4,若水浮力为 a( 即水头高出裙房基础底板 am) ,则主、裙楼地基反力均减小 akPa,而裙房超载对主楼深度修正提高的承载力减小( a /18) × 18 × 4. 4 = 4. 4akPa,比主楼基底反力减小的 akPa 多减少 3. 4akPa。只有当深度修正系数为 1. 0 时,二者正好抵消,但实际上深度修正系数为1. 0 的土( 即淤泥和淤泥质土、人工填土和 e 或 IL> =0. 85 的黏性土) 是不可能用于高层地基持力层的。所以,当有水浮力时,如仍按无浮力验算主楼地基承载力将不安全,应务必重视这一问题。

    从上述分析还可以看出,考虑防水板地基反力的有利作用,对于北方来说意义较大。因为北方地下水位较低,防水板承担的水浮力较小,甚至于不承担水浮力( 水头标高低于防水板底面时) 。往往考虑防水板的地基反力的有利作用,可能就避免了主楼的地基处理,能取得较好的经济效益。这也可能是文献[6]、文献[8]对于有防水板时进行深度修正的埋置深度 d取值较大的原因之一。而对于南方来说意义不大,因为南方地下水位较高,如上海、合肥等地的平坦场地的抗浮水位一般取室外地面下 500mm,因而水浮力较大。防水板的地基反力扣除水浮力后很小,甚至于为0。当然,南方有较大坡度的场地,抗浮水位取得较低时,则情况同北方。

    ( 3) 当裙房有抗浮锚杆或抗拔桩时,不仅不宜考虑裙房防水板或筏板下地基反力折算的土厚 de,而且还宜考虑抗浮锚杆或抗拔桩对主楼地基的不利影响。

    如主楼不考虑深度修正时地基承载力已经用足,则抗浮锚杆上端一定深度范围内宜设计成自由段,抗拔桩上端一定深度范围内宜在桩外边缘与混凝土护壁内侧间设油毡隔开。否则,主楼基础下地基滑动面以上部分的抗浮锚杆或抗拔桩的上抜力将减小滑动面的剪应力,从而减小主楼下地基的承载力。

    ( 4) 将建筑物基础底面以上荷载折算成基础埋de时,永久荷载( 恒载) 应采用标准值。至于上部活荷载是否可计入的问题,业内人士看法不同。如: 文献[4]第 99 页、文献[5]第 474 页、文献[7]认为不应计入活荷载,文献[1]第 53 页、文献[3]第 409 页和文献[9]认为活荷载应按《荷载规范》第 5. 1. 2 条折减后计入。笔者认为,不应考虑活荷载,就像地下室抗浮计算时不考虑活荷载一样。即使考虑,折减系数也应比荷载规范规定的折减系数取得更小些,否则不安全。

    ( 5) 当设计中有限度的考虑防水板对地基的约束作用时,应根据工程实际情况由设计者自行把握,同时应注意加强防水板的刚度和配筋( 用于防水板配筋计算的反力为防水板底地基反力 q 扣除防水板及其上回填土和面层自重) 。应特别注意的是,考虑防水板对地基的约束作用时,部分基底反力转移到由防水板承担,这对于基础的地基承载力是有利,但对于基础配筋不利,就像文献[1]第 180 ~ 187 页、文献[2]第341 页、文献[4]第 265 ~ 269 页论述的防水板在水浮力作用下,对独立基础或条形基础产生弯矩和剪力增大作用一样。

    ( 6) 主楼为箱基或筏基,裙房为独立基础或条基且无地下室时,主楼地基承载力如仅考虑土体的深度修正不能满足时,可在裙房基础标高处设封土板,利用封土板下地基反力 q 折算的 de加大主楼地基承载力。封土板直接落在持力层上。此时封土板和基础实际是变刚度筏基,可用有限元程序分析封土板承担的地基反力,然后换算成主楼折算土层厚度 de。当主楼为独立基础或条基且无裙房时,也可采用设置封土板提高地基承载力的方法。当然,这种方法只有在设封土板的造价低于主楼地基处理的造价时才适用。

    ( 7) 地基规范第 5. 2. 4 条条文说明中“超载宽度大于基础宽度 2 倍”是指两边超载宽度之和大于基础的 2 倍,还是指每边超载宽度大于基础的 2 倍呢? 文献[1]、[2]认为是前者,文献[3]认为是后者,文献[4]、[5]、[6]、[8]未明确,而文献[3]第 406 页、文献[10]建议,每边超载宽度一般应大于( 2 ~ 4) B( B为基础宽度) 。笔者认为,地基规范第 5. 2. 4 条条文说明中“超载宽度大于基础宽度 2 倍”是指每边超载宽度大于基础的两倍。现在的问题是,按每边超载宽度大于基础的 2 倍,甚至于按两边超载宽度之和大于基础的两倍( 或每边超载宽度之和大于基础的 1 倍)执行是否安全呢? 答案是肯定的,原因有三: 其一,地基规范附录 C“浅层平板载荷试验”为解决试验不受基坑侧限的影响,规定“试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的 3 倍”,即每边出基础边应大于基础宽度的 1 倍; 其二,地基规范第 5. 2. 4 条“注: 4”规定,可以进行深度修正的“大面积压实填土是指填土范围大于两倍基础宽度”,即每边出基础边大于基础宽度的 0. 5 倍; 其三,北京在编制《北京地基规范》时,针对地基规范第 5. 2. 4 条,选取主楼带纯地下室的工程进行了专题研究,结果表明,当地下室宽度大于主楼基础宽度 0. 5 倍时,可不考虑地下室外土体的影响,只

需考虑地下室超载的影响( 见文献[4]第 100 页) 。

    ( 8) 有观点认为,对于带防水板的独立基础和条基,当独立基础或条基发生沉降,达到极限时,地基土产生反拱,这个反拱受到防水板的约束,从而使防水板连同独立基础或条基形成满堂底板。由此认为,只要地下室有防水板,不管防水板刚度大小,不管防水板下是否有松散垫层,也不管防水板下持力层压缩性如何,均可同筏基或箱基一样,进行深度修正的埋置深度 d 自室外地面标高算至基础底,即取 d = d2。其实,该种观点不准确。按地基规范第 C. 0. 7 条规定,地基承载力特征值 fak取 p-s 曲线线性阶段的末点( 即比例界限) 对应的荷载值,且不超过极限荷载的一半。而“p-s 曲线线性阶段的末点( 即比例界限) ”是地基由弹性变形到塑性变形的转折点,距离极限破坏尚早,因此,“地基土产生反拱”和“防水板连同独立基础形成满堂底板”无法增大 p-s 曲线线性阶段的末点( 即比例界限) 对应的荷载值,只能增大极限荷载。如果 fak由 p-s 曲线线性阶段的末点( 即比例界限) 对应的荷载值控制,而不是由极限荷载的一半控制的话,即使极限荷载再大也不起作用。再说,防水板承担“地基土产生反拱”也需要较大的板厚和配筋,而一般防水板厚度和配筋均不大,无法满足。

    ( 9) 主裙楼一体,主楼为箱基或筏基,裙房为独立基础或条基,有地下室但无防水板时,裙楼荷载对主楼的地基承载力提高多少还是有些作用的。因为主楼地基破坏是塑性变形区形成连续的滑动面,滑动面上剪应力将抵抗这一滑动。而剪应力大小与正应力成正比,裙楼基础荷载传到该滑动面上的正应力加大了剪应力,从而增大了抵抗滑动的能力。另外,靠近滑动面边缘附近的裙房基础或框架柱穿过滑动面,基础和滑动面能起到销栓作用,其作用类似于抗滑桩。当然,由于裙楼荷载不是均匀地作用在滑动面上( 除

非滑动面很深,独立基础或条形基础荷载扩散到滑动面上的压力才会均匀) ,在土体没有发生整体滑动前,有可能在薄弱处( 柱网中间) 滑出,局部破坏先于整体破坏发生。但总的来说,裙楼荷载对主楼的地基承载力提高是有利的。

    ( 10) 有观点认为,当高层建筑侧面附有裙房且为整体基础时( 不论是否有沉降缝分开) ,当四面的裙房形式不同,或部分侧面为裙房,其他侧面为天然地面时,可按侧面长度加权平均方法进行深度修正。笔者认为不妥,因为从破坏模式来看,基础两边的压重不一样时,破坏的滑裂面自然在压重轻的一边先发生。另外,当主楼某侧的裙房不是一样高时,计算 de时应以层数低的为准; 当某侧高低层数基本等间距间隔开时,可适当考虑层数高的有利影响,但不宜考虑太多,因为在土体没有发生整体滑动前,有可能在薄弱处( 层数较低部位) 滑出,局部破坏先于整体破坏发生。

8 结语

    进行深度修正的埋置深度 d 的取值较为复杂,应视具体情况区别对待。到目前为止,由于业内人士对地基承载力深度修正的实质的看法不同,导致分歧较大,加上这方面的试验很少,故一直未能取得共识。所以,如果没有十分把握或实践经验,设计应从严,以免出现重大安全事故。

参 考 文 献

[1] 朱炳寅. 建筑地基基础设计方法及实例分析[M]. 2版. 北京: 中国建筑工业出版社,2013.

[2] 朱炳寅. 建筑转自:结构设计-公众号问答及分析[M]. 2 版. 北京:中国建筑工业出版社,2013.

[3] 张维斌. 混凝土转自:结构设计-公众号问答[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2014.

[4] 李国胜. 建筑地基基础及地下室转自:结构设计-公众号疑难处理与实例[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2014.

[5] 徐建. 建筑转自:结构设计-公众号常见及疑难问题解析[M]. 北京: 中国建筑工业出版社,2007.

[6] 北京地区建筑地基基础勘察设计规范: DBJ11-501—2009[S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2009.

[7] 谢如奎. 对《建筑地基基础设计规范》第 5. 2. 4 条条文解释的理解[J]. 建筑技术开发,2011,38( 7) .

[8] 北京市建筑设计标准化办公室. 《建筑设计技术细则》( 结构部分) [S]. 北京: 经济科学出版社,2005.

[9] 李静. 对地基承载力埋深修正的再讨论[Z].

[10] 于海峰. 基于整体剪切破坏分析的地基承载力深度修正[J]. 建筑结构·技术通讯,2007( 11) .


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