浅基础设计的内容在仔细研究分析相关岩土工程勘察资料及上部结构相关设计资料和设计要求,并进行现场了解和调整的基础上,天然地基上浅基础的设计内容一般包括以下7个方面。
(1)选择基础的材料、类型,进行基础平面布置。
(2)选择地基持力层并初步确定基础的埋置深度。
(3)确定地基承载力特征值。
(4)确定基础的底面尺寸,若存在软弱下卧层,还应验算软弱下卧层的承载力。
(5)必要时进行地基变形与稳定性验算。
(6)进行基础结构设计,以保证基础具有足够的强度、刚度和耐久性。
(7)绘制基础施工图,提出必要的施工说明。
上述浅基础设计的各项内容是互相关联、相互制约的。基础设计时可按上述顺序逐项进行设计与计算,如果在以上计算过程中有不满足要求的情况,应调整基础底面尺寸或基础埋深甚至上部结构设计,直至满足要求为止。如果地基软弱,为了减轻不均匀沉降的危害,在进行基础设计的同时,还需从整体上对建筑设计和结构设计采取相应的措施,并对施工提出具体要求。
地基基础设计等级
《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011,以下简称《地基规范》),根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度,将地基基础设计分为3个设计等级。
设计等级 | 建筑和地基类型 |
甲级 | 重要的工业与民用建筑 30层以上的高层建筑 体型复杂,层数相差超过10层的高低层连成一体的建筑物 大面积的多层地下建筑物(如地下车库、商场、运动场等) 对地基变形有特殊要求的建筑物 复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡) 对原有工程影响较大的新建建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程 开挖深度大于15m的基坑工程 周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程 |
乙级 | 除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物 除甲级、丙级以外的基坑工程 |
丙级 | 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下民用建筑及一般工业建筑;次要的轻型建筑物 非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5m的基坑工程 |
地基基础设计原则
根据建筑物的地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应按下列要求进行。
(1)所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定。
(2)设计等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计(即应验算地基变形)。
(3)丙级建筑物可不作变形验算,如有下列情况之一时,仍应作变形验算。
1)地基承载力特征值小于130kPa,且体型复杂的建筑。
2)在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀沉降时。
3)软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时。
4)相邻建筑距离过近,可能发生倾斜时。
5)地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。
(4)对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,还应验算其稳定性。
(5)基坑工程应进行稳定性验算。
(6)当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,还应进行抗浮验算。
地基基础设计荷载取值
在地基基础设计中,所采用的荷载效应与相应的抗力限值应按下列规定采用。
(1)按地基承载力确定基础底面积及埋深时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值。
(2)计算地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用;相应的限值应为地基变形允许值。
(3)计算挡土墙、地基或斜坡稳定以及基础抗浮稳定时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.0。
(4)在确定基础高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合采用相应的分项系数。
当需要验算基础裂缝宽度时,应按正常使用极限状态下荷载效应标准组合。
(5)由永久荷载效应控制的基本组合值可取标准组合值的1.35倍。