第2章天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計的基本理論

1、第2章 天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計的基本理論02第2章 天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計的基本理論2.1 地基基礎(chǔ)設(shè)計基本原則地基為受建筑物影響的那一部分地層，是支承基礎(chǔ)的土體或巖體。地基分為天然地基和人工地基。不需人工處理就可以直接建造建(構(gòu))筑物的地基稱為天然地基，需經(jīng)過人工處理后才能作為建(構(gòu))筑物地基的稱為人工地基?；A(chǔ)為將結(jié)構(gòu)所承受的各種作用傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分?；A(chǔ)具有下列功能：通過擴大基礎(chǔ)底面積或深基礎(chǔ)將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給地基土，滿足地基土的承載力要求；根據(jù)地基土的變形特征及上部結(jié)構(gòu)的特點，利用基礎(chǔ)所具有的剛度，與上部結(jié)構(gòu)共同調(diào)整地基的不均勻沉降，使上部結(jié)構(gòu)不致產(chǎn)生過大的次生應力；基礎(chǔ)具有一

2、定的抗滑和抗傾覆的作用，以抵抗水平荷載；作為振動設(shè)備的基礎(chǔ)，還具有減振的功能。按埋置深度基礎(chǔ)可分為淺基礎(chǔ)與深基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)的埋置深度通常不大，一般只需采用普通基坑開挖、敞坑排水的施工方法建造，施工條件和工藝都比較簡單，設(shè)計時基礎(chǔ)側(cè)面與土體之間的摩阻力忽略不計。深基礎(chǔ)埋深較大，要采用特殊的施工方法和施工機具建造，施工條件和工藝比較復雜，設(shè)計時要考慮基礎(chǔ)與土體之間的摩阻力作用。根據(jù)不同地基類型采用不同基礎(chǔ)形式，形成下列4種地基基礎(chǔ)方案：天然地基上的淺基礎(chǔ)；天然地基上的深基礎(chǔ)；人工地基上的淺基礎(chǔ)；人工地基上的深基礎(chǔ)。一般地說，第種方案施工方便、技術(shù)簡單、造價低，應該優(yōu)先選用。如果第種方案不能滿足工程要

3、求，應該通過技術(shù)、經(jīng)濟比較，選擇第或第種方案。只有在極特殊的情況下，才考慮采用第種方案，即深基礎(chǔ)加局部地基處理。地基基礎(chǔ)設(shè)計必須根據(jù)工程上部結(jié)構(gòu)、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工、造價等各種條件，合理選擇地基基礎(chǔ)方案，因地制宜，精心設(shè)計，以確保建(構(gòu))筑物的安全和正常使用，做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、質(zhì)量可靠、保護環(huán)境。地基基礎(chǔ)設(shè)計中必須嚴格執(zhí)行國家與行業(yè)的相關(guān)規(guī)范。例如，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500072011)，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB 500092012)，建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ 942008)，公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(JTG D632007)等。2.1.1 地基基礎(chǔ)設(shè)計等級建筑

4、物的安全和正常使用，不僅取決于其上部結(jié)構(gòu)的安全儲備，更重要的是要求地基基礎(chǔ)有一定的安全度。因為地基基礎(chǔ)是隱蔽工程，所以不論地基或基礎(chǔ)哪一方面出現(xiàn)問題或發(fā)生破壞，均很難修復，輕者影響使用，重者還會導致建筑物被破壞甚至釀成災害。因此，地基基礎(chǔ)設(shè)計在建(構(gòu))筑物設(shè)計中舉足輕重。根據(jù)地基復雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響其正常使用的程度，將地基基礎(chǔ)設(shè)計分為三個等級，如表2.1所示。表2.1 地基基礎(chǔ)設(shè)計等級設(shè)計等級建筑和地基類型甲 級(1) 重要的工業(yè)與民用建筑；(2) 30層以上的高層建筑；(3) 體型復雜，層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體的建筑物；(4) 大面

5、積的多層地下建筑物(如地下車庫、商場、運動場等)；(5) 對地基變形有特殊要求的建筑物；(6) 復雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物(包括高邊坡)；(7) 對原有工程影響較大的新建建筑物；(8) 場地和施工條件復雜的一般建筑物；(9) 位于復雜地質(zhì)條件及軟土地區(qū)的二層及二層以上地下室的基坑工程；(10) 開挖深度大于15m的基坑工程；(11) 周邊環(huán)境條件復雜、環(huán)境保護要求高的基坑工程乙 級(1) 除甲、丙級以外的工業(yè)與民用建筑物；(2) 除甲、丙級以外的基坑工程丙 級(1) 場地和地質(zhì)條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物；次要的輕型建筑物；(2) 非軟土地區(qū)且場地地質(zhì)條件簡單

6、、基坑周邊環(huán)境條件簡單、環(huán)境保護要求不高且開挖深度小于5.0m的基坑工程2.1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計要求根據(jù)建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計等級及長期荷載作用下地基變形對上部結(jié)構(gòu)的影響程度，地基基礎(chǔ)設(shè)計應符合下列規(guī)定：(1) 所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的有關(guān)規(guī)定。(2) 設(shè)計等級為甲級、乙級的建筑物，均應按地基變形設(shè)計。(3) 設(shè)計等級為丙級的建筑物有下列情況之一時，應作變形驗算。 地基承載力特征值小于130kPa，且體型復雜的建筑。 在基礎(chǔ)上及其附近有地面堆載或相鄰基礎(chǔ)荷載差異較大，可能引起地基產(chǎn)生過大的不均勻沉降時。 軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時。 相鄰建筑距離近，可能發(fā)生傾斜時。 地基內(nèi)有

7、厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結(jié)未完成時。 (4) 對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建(構(gòu))筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性。(5) 基坑工程應進行穩(wěn)定性驗算。(6) 建筑地下室或地下構(gòu)筑物存在上浮問題時，尚應進行抗浮驗算。表2.2所列范圍內(nèi)設(shè)計等級為丙級的建筑物，可不作變形驗算。表2.2 可不作地基變形驗算、設(shè)計等級為丙級的建筑物范圍 地基主要受力層情況地基承載力特征值 fak /kPa80fak<100100fak<130130fak<160160fak<200200fak<300各土層坡度/% 510101010建筑

8、類型砌體承重結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)(層數(shù))55667單層排架結(jié)構(gòu)(6m柱距)單跨吊車額定起重量/t101515202030305050100廠房跨度/m1824303030多跨吊車額定起重量/t5101015152020303075廠房跨度/m1824303030煙囪 高度/m 405075100水塔高度/m 20303030容積/m3501001002002003003005005001000 注： 地基主要受力層系指條形基礎(chǔ)底面下深度為3b(b為基礎(chǔ)底面寬度)，獨立基礎(chǔ)下深度為1.5b，且厚度均不小于5m的范圍(二層以下一般的民用建筑除外)。 地基主要受力層中如有承載力特征值小于130k

9、Pa的土層時，表中砌體承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計應符合規(guī)范的有關(guān)要求。 表中砌體承重結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)均指民用建筑，對于工業(yè)建筑，可按廠房高度、荷載情況折合成與其相當?shù)拿裼媒ㄖ訑?shù)。 表中吊車額定起重量、煙囪高度和水塔容積的數(shù)值系指最大值。2.1.3 作用效應組合與抗力取值在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，應根據(jù)建筑使用過程中可能同時出現(xiàn)的荷載或作用，按設(shè)計要求和使用要求，取各自最不利狀態(tài)分別進行作用效應組合，其中所采用的作用效應與相應的抗力限值應符合下列規(guī)定。(1) 按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數(shù)時，傳至基礎(chǔ)或承臺底面上的作用效應應按正常使用極限狀態(tài)下作用的標準組合，相應的抗力應采用地基承載力特

10、征值或單樁承載力特征值。(2) 計算地基變形時，傳至基礎(chǔ)底面上的作用效應應按正常使用極限狀態(tài)下作用的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用；相應的限值應為地基變形允許值。 (3) 計算擋土墻土壓力、地基或滑坡穩(wěn)定以及基礎(chǔ)抗浮穩(wěn)定時，作用效應應按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合，但其分項系數(shù)均為1.0。(4) 在確定基礎(chǔ)或樁承臺高度、支擋結(jié)構(gòu)截面，計算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力，確定配筋和驗算材料強度時，上部結(jié)構(gòu)傳來的作用效應和相應的基底反力、擋土墻土壓力以及滑坡推力應按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合，采用相應的分項系數(shù)；當需要驗算基礎(chǔ)裂縫寬度時，應按正常使用極限狀態(tài)下作用的標準組合。(5) 基礎(chǔ)設(shè)計安

11、全等級、結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用，但結(jié)構(gòu)重要性系數(shù) g 0不應小于1.0。 正常使用極限狀態(tài)下，標準組合的效應設(shè)計值為 (2.1)準永久組合的效應值為 (2.2)承載能力極限狀態(tài)下，由可變作用控制的基本組合的效應設(shè)計值為 (2.3)式中：按永久作用標準值Gk(基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重)計算的效應；第i個可變作用標準值Qik的效應；第i個可變作用Qi的組合值系數(shù)，按GB 50009建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值，一般取0.50.9；第i個可變作用的準永久值系數(shù)，按GB 50009建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值，一般取0.30.8；永久作用的分項系數(shù)，按GB 50009建筑結(jié)構(gòu)荷

12、載規(guī)范取值，一般取1.2；第i個可變作用的分項系數(shù)，按GB 50009建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范取值，一般取1.4。對于永久作用控制的基本組合，也可采用簡化規(guī)則，其效應設(shè)計值Sd可按式(2.4)確定： (2.4)式中：Sk標準組合的作用效應設(shè)計值。2.1.4 地基基礎(chǔ)設(shè)計步驟(1) 選擇地基基礎(chǔ)方案，確定基礎(chǔ)類型(包括材料和平面布置方式)。(2) 選擇地基持力層，確定基礎(chǔ)埋置深度。(3) 確定持力層的承載力。(4) 根據(jù)持力層承載力計算基礎(chǔ)底面尺寸。(5) 根據(jù)需要進行穩(wěn)定性和變形驗算。(6) 進行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。(7) 繪制基礎(chǔ)施工圖，提出施工說明。2.2 淺基礎(chǔ)的類型基礎(chǔ)類型較多，可以按埋深、受力特

13、征、材料、構(gòu)造等因素進行劃分。常用的基礎(chǔ)類型如表2.3所示。表2.3 基礎(chǔ)分類及定義分類依據(jù)名 稱定 義基礎(chǔ)埋深淺基礎(chǔ)只需經(jīng)過挖槽、排水等普通施工程序就可以建造的一般埋置深度小于基底寬度的基礎(chǔ)深基礎(chǔ)采用樁、沉井等特殊施工方法建造的一般深度大于基底寬度的基礎(chǔ)受力及材料性能無筋擴展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ))由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ)擴展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ))將上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載通過向側(cè)邊擴展成一定底面積，使作用在基底的壓應力等于或小于地基土的允許承載力，而基礎(chǔ)內(nèi)部的應力應同時滿足材料本身的強度要求，這種起到壓力擴散作用的基礎(chǔ)稱為擴展基礎(chǔ) 基

14、礎(chǔ)材料磚基礎(chǔ)用磚砌筑的剛性基礎(chǔ)三合土基礎(chǔ)用三合土建造的剛性基礎(chǔ)灰土基礎(chǔ)用灰土建造的剛性基礎(chǔ)毛石基礎(chǔ)用強度較高且未風化的毛石砌筑的剛性基礎(chǔ)混凝土或毛石混凝土基礎(chǔ)用混凝土或毛石混凝土砌筑的剛性基礎(chǔ)鋼筋混凝土基礎(chǔ)用鋼筋混凝土砌筑的基礎(chǔ)基礎(chǔ)構(gòu)造獨立基礎(chǔ)柱下、塔下、筒式結(jié)構(gòu)物下的單個基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)墻下的長條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)為減小基底壓力而將柱下獨立基礎(chǔ)聯(lián)成一體的條形基礎(chǔ)交叉梁基礎(chǔ)為減小基底壓力而將柱下獨立基礎(chǔ)聯(lián)成網(wǎng)格狀的基礎(chǔ)筏板基礎(chǔ)墻下筏板基礎(chǔ)大面積整體鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)或梁板式基礎(chǔ)柱下筏板基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)由鋼筋混凝土頂板、底板、側(cè)墻、內(nèi)隔墻結(jié)構(gòu)組成，具有一定高度的整體性基礎(chǔ)，屬于補償性基礎(chǔ)其他

15、補償性基礎(chǔ)建在地面以下足夠深度，挖除的基坑土重可以明顯減少由結(jié)構(gòu)物引起的基底壓力，從而減少建筑物沉降的基礎(chǔ)淺基礎(chǔ)根據(jù)基礎(chǔ)構(gòu)造可以分為獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、交叉梁基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等。按照基礎(chǔ)受力及材料性能又可分為無筋擴展基礎(chǔ)(剛性基礎(chǔ))和擴展基礎(chǔ)(柔性基礎(chǔ))。2.2.1 無筋擴展基礎(chǔ)無筋擴展基礎(chǔ)為由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ)。無筋擴展基礎(chǔ)適用于多層民用建筑和輕型廠房。因為無筋擴展基礎(chǔ)是由抗壓性能較好，而抗拉、抗剪性能較差的材料建造，需具有非常大的截面抗彎剛度，受荷后基礎(chǔ)不允許撓曲變形和開裂，所以過去習慣稱其為

16、“剛性基礎(chǔ)”。設(shè)計無筋擴展基礎(chǔ)時，必須規(guī)定基礎(chǔ)材料強度及質(zhì)量、限制臺階寬高比、控制建筑物層高和一定的地基承載力，一般無須進行繁雜的內(nèi)力分析和截面強度計算。磚基礎(chǔ)是工程中最常見的一種無筋擴展基礎(chǔ)，其各部分的尺寸應符合磚的尺寸模數(shù)。磚基礎(chǔ)一般做成臺階式，俗稱“大放腳”。其砌筑方式有兩種：“二皮一收”，如圖2.1(a)所示；“二一間隔收”，但須保證底層為兩皮磚，即120 mm高，如圖2.1(b)所示。上述兩種砌法都能滿足臺階寬高比要求?！岸婚g隔收”較節(jié)省材料，同時又恰好能滿足臺階寬高比要求。關(guān)于無筋擴展基礎(chǔ)的寬高比要求詳見第3章。圖2.1 磚基礎(chǔ)剖面三合土基礎(chǔ)和灰土基礎(chǔ)構(gòu)造如圖2.2所示。三合土基

17、礎(chǔ)是用石灰、砂、骨料(礦渣、碎磚或碎石)三合一材料加適量的水分充分攪拌均勻后，鋪在基槽內(nèi)分層夯實而成。三合土基礎(chǔ)常用于地下水位較低的四層及四層以下的民用建筑工程中?；彝粱A(chǔ)由熟化后的石灰和黏性土按比例拌和并夯實而成。施工時每層虛鋪灰土220250mm，夯實至150mm，稱為“一步灰土”。根據(jù)需要可設(shè)計成二步灰土或三步灰土?；炷梁兔炷粱A(chǔ)的強度、耐久性與抗凍性都優(yōu)于磚基礎(chǔ)和灰土基礎(chǔ)。當荷載較大或地下水位較高時，可考慮選用混凝土基礎(chǔ)(圖2.3)。在混凝土基礎(chǔ)中摻入20%30%(體積比)的毛石，以節(jié)約水泥用量，稱為毛石混凝土基礎(chǔ)。圖2.2 三合土基礎(chǔ)和灰土基礎(chǔ)構(gòu)造 圖2.3 混凝土基礎(chǔ)構(gòu)造2

18、.2.2 擴展基礎(chǔ)為擴散建筑上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，使作用在基底的壓應力滿足地基承載力的設(shè)計要求，且基礎(chǔ)內(nèi)部的應力滿足材料強度的設(shè)計要求，通過向側(cè)邊擴展一定底面積的基礎(chǔ)，稱為擴展基礎(chǔ)。擴展基礎(chǔ)系指柱下鋼筋混凝土獨立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。擴展基礎(chǔ)具有壓力擴散作用，具有較好的抗拉、抗剪和抗彎能力，因此又稱為“柔性基礎(chǔ)”。擴展基礎(chǔ)的高度不受臺階寬高比的限制，其高度比無筋擴展基礎(chǔ)小，適于需要“寬基淺埋”的情況。鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)可以是現(xiàn)澆階梯形基礎(chǔ)圖2.4(a)、現(xiàn)澆錐形基礎(chǔ)圖2.4(b)，也可以是預制基礎(chǔ)，又稱為杯口基礎(chǔ)圖2.4(c)。圖2.4 鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)墻下擴展基礎(chǔ)一般做成無肋

19、的鋼筋混凝土條形板，如圖2.5(a)所示。為增強基礎(chǔ)的抗彎能力，可采用有肋梁的鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，如圖2.5(b)所示。圖2.5 鋼筋混凝土墻下條形基礎(chǔ)2.2.3 柱下條形基礎(chǔ)在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，當?shù)鼗浫醵奢d較大時，若采用擴展基礎(chǔ)，可能因基礎(chǔ)底面積很大而使基礎(chǔ)邊緣互相接近甚至重疊。為增加基礎(chǔ)的整體性并方便施工，可將同一排的柱下獨立基礎(chǔ)聯(lián)通成為柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)(圖2.6)。若僅是相鄰柱相連，又稱為聯(lián)合基礎(chǔ)。圖2.6 柱下條形基礎(chǔ)圖2.7 柱下交叉梁基礎(chǔ)當上部荷載較大、地基土較弱，只靠單向柱下條形基礎(chǔ)已不能滿足地基承載力和地基變形的要求時，可采用沿縱、橫柱列設(shè)置交叉條形基礎(chǔ)，即十字交

20、叉梁基礎(chǔ)(圖2.7)。這種基礎(chǔ)在縱橫兩個方向均具有一定的剛度，具有良好的調(diào)整不均勻沉降的能力。2.2.4 筏形和箱形基礎(chǔ)筏形基礎(chǔ)(也稱筏板基礎(chǔ))是柱下或墻下連續(xù)平板式或梁板式鋼筋混凝土基礎(chǔ)。當荷載很大且地基軟弱，采用交叉梁基礎(chǔ)仍不能滿足要求時，可采用筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)基底面積大，可減小基底壓力，增強基礎(chǔ)整體性。筏形基礎(chǔ)在構(gòu)造上好像倒置的鋼筋混凝土樓蓋，可分為平板式和梁板式兩種，如圖2.8所示。圖2.8 筏形基礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)是指為增大基礎(chǔ)剛度，或者要求建造地下室，可將基礎(chǔ)做成由鋼筋混凝土頂板、底板、側(cè)墻、內(nèi)隔墻結(jié)構(gòu)組成，具有一定高度的整體性基礎(chǔ)(圖2.9)，屬于補償性基礎(chǔ)。利用卸除大量地基土的自重應

21、力以抵消建筑物的荷載的基礎(chǔ)稱為補償性基礎(chǔ)。圖2.9 箱形基礎(chǔ)2.2.5 殼體基礎(chǔ)殼體基礎(chǔ)為由正圓錐形殼體、M型圓錐殼體和內(nèi)球外錐組合殼及其組合型式構(gòu)成的薄殼結(jié)構(gòu)，如圖2.10所示。殼體基礎(chǔ)的優(yōu)點是可以充分利用基礎(chǔ)材料的抗壓性能，節(jié)省材料，具有良好的經(jīng)濟效果；缺點是施工工藝復雜。殼體基礎(chǔ)主要用于特種結(jié)構(gòu)，尤其是高聳建(構(gòu))筑物，如煙囪、水塔、電視塔等。圖2.10 殼體基礎(chǔ)2.3 基礎(chǔ)埋置深度的確定基礎(chǔ)埋置深度(簡稱埋深)一般是指設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離。選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度關(guān)系到地基的穩(wěn)定性、施工的難易、工期的長短以及造價的高低，是地基基礎(chǔ)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)?；A(chǔ)埋置深度的合理確定必須考慮建筑物

22、的用途、基礎(chǔ)的型式和構(gòu)造、作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深、地基土凍脹和融陷等因素的影響，綜合加以確定。確定淺基礎(chǔ)埋深的基本原則是：在滿足地基穩(wěn)定和變形要求及有關(guān)條件的前提下，基礎(chǔ)應盡量淺埋?？紤]到地表一定深度內(nèi)，由于氣溫變化、雨水侵蝕、動植物生長及人為活動的影響，除巖石地基外，基礎(chǔ)的最小埋置深度不宜小于0.5m，基礎(chǔ)頂面應低于設(shè)計地面0.1m 以上，以避免基礎(chǔ)外露，如圖2.11 所示。圖2.11 基礎(chǔ)最小埋置深度2.3.1 建筑物的用途，有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施，基礎(chǔ)的   型式和構(gòu)造基礎(chǔ)的埋置深度首先取決于建筑物的用途、有無地下室、

23、設(shè)備基礎(chǔ)和地下設(shè)施等。對于必須設(shè)置地下室或設(shè)備層的建筑物、半埋式結(jié)構(gòu)物、須建造帶封閉側(cè)墻的筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)的高層或重型建筑、帶有地下設(shè)施的建筑物、具有地下部分的設(shè)備基礎(chǔ)等，確定基礎(chǔ)埋置深度需綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)條件。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500072011)要求，在抗震設(shè)防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上的箱形和筏形基礎(chǔ)的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎(chǔ)的埋置深度(不計樁長)不宜小于建筑物高度的1/18。2.3.2 作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)基礎(chǔ)埋深應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎(chǔ)埋深應滿足抗滑穩(wěn)定性要求。高層建筑荷載大，尤其是位于抗震

24、設(shè)防區(qū)時，基礎(chǔ)埋深應足夠大。地基穩(wěn)定性可采用圓弧滑動面法進行驗算。最危險的滑動面上諸力對滑動中心所產(chǎn)生的抗滑力矩與滑動力矩應符合式(2.5)要求：MRMs 1.2(2.5)式中：MR抗滑力矩；Ms滑動力矩。對于抵抗上拔力的建筑物及構(gòu)筑物(如輸電塔)基礎(chǔ)，也要求有較大的埋深，以滿足抗拔要求。2.3.3 工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件為了保護建筑物的安全，必須根據(jù)荷載的大小、性質(zhì)與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件選擇可靠的持力層。在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，當上層土的承載力大于下層土時，宜利用上層土作持力層，采用淺埋基礎(chǔ)可降低造價。若持力層下有軟弱土層時，則應驗算軟弱下臥層的承載力是否滿足，并盡可能增大基底至

25、軟弱下臥層的距離。當上層土的承載力低于下層土時，如果取下層土作為持力層，所需的基礎(chǔ)底面積較小，但埋深較大；若取上層土作為持力層，則基礎(chǔ)埋深較淺，但底面積較大。必要時，還可以考慮人工地基上淺基礎(chǔ)的方案，即對軟弱地基處理后再淺埋基礎(chǔ)。在工程應用中，這種情況下的基礎(chǔ)埋深應根據(jù)承載力、變形和穩(wěn)定性要求、施工難易程度、材料用量、造價等進行方案比較后確定。對于墻基礎(chǔ)，如果地基持力層頂面傾斜，可沿墻長將基礎(chǔ)底面分段做成高低不同的臺階狀。分段長度不宜小于相鄰兩段面高差的12倍，且不宜小于1 m。位于穩(wěn)定土坡坡頂上的建筑，當垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長小于或等于3m時，其基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x應符合

26、式(2.6)要求，但不得小于2.5m(圖2.12)。圖2.12 土坡坡頂處基礎(chǔ)的最小埋深條形基礎(chǔ) (2.6a)矩形基礎(chǔ)(2.6b)式中：a基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x；b垂直于坡頂邊緣線的基礎(chǔ)底面邊長；d基礎(chǔ)埋置深度；b邊坡坡角。當基礎(chǔ)底面外邊緣線至坡頂?shù)乃骄嚯x不滿足式(2.6)的要求時，可根據(jù)式(2.6)確定基礎(chǔ)至坡頂邊緣的距離及埋深。當邊坡坡角大于45°、坡高大于8m時，尚應按式(2.5)驗算坡體穩(wěn)定性?；A(chǔ)宜埋置在地下水位以上；當必須埋在地下水位以下時，應當考慮采取保護地基土不受擾動的措施，如基坑排水，坑壁圍護，在易風化、易受擾動巖土層中及時鋪筑墊層等；還要考慮可能出現(xiàn)的

27、其他與地下水有關(guān)的設(shè)計與施工問題，如出現(xiàn)管涌、流土的可能性，地下水對基礎(chǔ)材料的化學腐蝕作用，地下室防滲，地下水的浮力作用及其對基礎(chǔ)底板內(nèi)力的影響等。建筑物基礎(chǔ)受浮力作用，或者持力層下埋藏有承壓含水層時，確定基礎(chǔ)埋深必須控制基坑開挖深度，滿足抗浮穩(wěn)定性要求，防止坑底突涌。規(guī)范要求，建筑物自重及壓重之和與浮力作用值之應大于等于抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)，即滿足式(2.7)的要求。(2.7)式中：Gk建筑物自重及壓重之和；Nwk浮力作用值；Kw抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)，一般可取1.05。在施工階段，工程上一般根據(jù)承壓含水層頂面處土的自重應力與水壓力平衡的原則按式(2.8)確定基底至承壓含水層頂面間保留土層厚度(槽底安

28、全厚度)h0(圖2.13)。(2.8)式中：h承壓水位高度(m，從承壓含水層頂板算起)；槽底安全厚度范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度(kN/m3)，地下水位以下取飽和重度；水的重度(kN/m3)。圖2.13 基坑下有承壓水層時的基礎(chǔ)埋深對于橋梁基礎(chǔ)，應考慮沖刷作用，其最小埋深應滿足表2.4的要求。表2.4 橋梁受沖刷時基底最小埋深橋梁類型最大沖刷深度/m0<3381520一般橋梁1.01.52.02.53.03.5技術(shù)復雜，修復困難的特大橋及其他重要大橋1.52.02.53.03.54.02.3.4 相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深當存在相鄰建筑物時，新建建筑物的基礎(chǔ)埋深不宜大于原有建筑基礎(chǔ)。當埋深大于原有建

29、筑基礎(chǔ)時，兩基礎(chǔ)間應保持一定凈距(圖2.14)，其數(shù)值應根據(jù)新舊建筑物荷載大小、地基承載力、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式及地基土性質(zhì)情況確定。圖2.14 相鄰基礎(chǔ)的埋置深度當上述要求不能滿足時，應采取分段施工、設(shè)臨時加固支撐、打板樁、地下連續(xù)墻等施工措施，或加固原有建筑物地基。2.3.5 地基土凍脹和融陷的影響地殼表層在冬季凍結(jié)而在夏季又全部融化的土稱為季節(jié)性凍土。季節(jié)性凍土的凍結(jié)和融化每年交替一次。在凍結(jié)過程中，土中未凍結(jié)區(qū)的水分向凍結(jié)區(qū)遷移和聚集，使土體產(chǎn)生體積膨脹，基礎(chǔ)上抬。凍土融化后體積減小，土體因為含水量增加而軟化，強度降低，地基產(chǎn)生融陷。地基土的凍脹和融陷通常都是不均勻的，容易引起建(構(gòu))筑物開裂

30、破壞。地基土的凍脹性和融陷性是相互關(guān)聯(lián)的，常用凍脹性來概括。土由于凍結(jié)膨脹及融化陷落給建筑物帶來危害的變形特性稱為土的凍脹性。影響凍脹性的因素主要有土的粒徑大小、土的含水量多少、地下水的補給情況及環(huán)境溫度等。對于結(jié)合水含量極少的粗粒土，因不會發(fā)生水分遷移，不存在凍脹問題。粉粒土(粉質(zhì)黏土、粉土和粉砂)結(jié)合水含量較大，且具有一定的透水性，如果這種土中含水量較大，又具有補給條件(地下水位高，毛細作用強)，可以產(chǎn)生水分的遷移，凍脹性就強。對于很細的黏粒土(黏土)，盡管結(jié)合水含量很高，但透水性很小，不能產(chǎn)生水分遷移，也就不能產(chǎn)生凍脹。對于同一種土，環(huán)境溫度的變化速度對其凍脹性影響也較大，氣溫緩慢下降時

31、凍脹嚴重，氣溫驟降時則凍脹不明顯。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500072011)根據(jù)地基土的種類、凍前天然含水量w、凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)面的最小距離hw和平均凍脹率h 將地基土劃分為不凍脹、弱凍脹、凍脹、強凍脹和特強凍脹5類，見表2.5。表2.5 地基土的凍脹性分類土的名稱凍前天然含水量w / %凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)面的最小距離 hw /m平均凍脹率h /%凍脹等級凍脹類別碎(卵)石，礫砂，粗、中砂(粒徑小于0.075mm的顆粒含量大于15%)，細砂(粒徑小于0.075mm的顆粒含量大于10%)w 12>1.0h1不凍脹1.01<h3.5弱凍脹12 < w 18>

32、1.01.03.5<h6凍脹w >18>0.50.56<h12強凍脹粉砂w 14>1.0h1不凍脹1.01<h3.5弱凍脹14 < w 19>1.01.03.5<h6凍脹19 < w 23>1.01.06<h12強凍脹w > 23不考慮h >12特強凍脹續(xù)表土的名稱凍前天然含水量w / %凍結(jié)期間地下水位距凍結(jié)面的最小距離 hw /m平均凍脹率h /%凍脹等級凍脹類別粉土w 19>1.5h1不凍脹1.51<h3.5弱凍脹19 < w 22>1.51.53.5<h6凍脹22 <

33、 w 26>1.51.56<h12強凍脹26 < w 30>1.51.5h >12特強凍脹w > 30不考慮黏性土w w p+ 2>2.0h1不凍脹2.01<h3.5弱凍脹w p+ 2 < w w p+ 5>2.02.03.5<h6凍脹w p+ 5 < w w p+ 9>2.02.06<h12強凍脹w p+ 9 < w w p+ 15>2.02.0h >12特強凍脹w > w p+ 15不考慮注：  wp為塑限含水量(%)；w為土在凍土層內(nèi)凍前天然含水量的平均值(%)。 鹽漬化

34、凍土不在表列。 塑性指數(shù)大于22時，凍脹性降低一級。 粒徑小于0.005mm的顆粒含量大于60%時，為不凍脹土。 碎石類土當充填物其質(zhì)量大于全部質(zhì)量的40%時，其凍脹性按充填物土的類別判斷。 碎石土、礫砂、粗砂、中砂(粒徑小于0.075mm的顆粒含量不大于15%)、細砂(粒徑小于0.075mm的顆粒含量不大于10%)均按不凍脹考慮。季節(jié)性凍土地基的場地凍結(jié)深度zd按式(12.9)計算：zd = z0 × y zs × yzw × yze(2.9)式中：zd 場地凍結(jié)深度，當有實測資料時，按zd = h¢ - Dz計算，h¢為最大凍深出現(xiàn)時場地最

35、大凍土層厚度；Dz為最大凍深出現(xiàn)時場地地表凍脹量；z0 標準凍結(jié)深度，系采用在地下水位與凍結(jié)鋒面的距離大于2m、不凍脹黏性土、地表平坦裸露、城市之外的空曠場地中不少于10年實測最大凍深的平均值，當無實測資料時按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500072011)采用；yzs土的類別對凍深的影響系數(shù)，按表2.6取值；yzw土的凍脹性對凍深的影響系數(shù)，按表2.7取值；yze環(huán)境對凍深的影響系數(shù)，按表2.8取值。表2.6 土的類別對凍深的影響系數(shù)yzs土的類別黏性土細砂、粉砂、粉土中、粗、礫砂碎石土影響系數(shù)yzs1.001.201.301.40表2.7 土的凍脹性對凍深的影響系數(shù)yzw凍脹性 不凍脹弱凍

36、脹凍脹強凍脹特強凍脹影響系數(shù)yzw 1.000.950.900.850.80表2.8 環(huán)境對凍深的影響系數(shù)yze周圍環(huán)境村、鎮(zhèn)、曠野城市近郊城市市區(qū)影響系數(shù)yze1.000.950.90注：環(huán)境影響系數(shù)一項，當城市市區(qū)人口為20萬50萬時，按城市近郊取值；當城市市區(qū)人口大于50萬小于或等于100萬時，只計入市區(qū)影響；當城市市區(qū)人口超過100萬時，除計入市區(qū)影響外，尚應考慮5km以內(nèi)的郊區(qū)近郊影響系數(shù)。季節(jié)性凍土地區(qū)基礎(chǔ)埋置深度應大于場地凍結(jié)深度。對于季節(jié)凍土深厚的地區(qū)，當建筑基礎(chǔ)底面土層為不凍脹、弱凍脹、凍脹土時，基礎(chǔ)深度可以小于場地凍結(jié)深度，基礎(chǔ)底面以下允許凍土層最大厚度應根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗確定，

37、沒有地區(qū)經(jīng)驗時可按表2.9查取。此時基礎(chǔ)的最小埋置深度可用式(2.10)計算：dmin = zd - hmax(2.10)式中：hmax基礎(chǔ)底面下允許殘留凍土層的最大厚度。表2.9 建筑基底允許凍土層最大厚度hmax m基底平均壓力 /kPa 基 礎(chǔ) 形 式采 暖 情 況 凍脹性 110130150170190210弱凍脹土方形基礎(chǔ)采暖0.900.951.001.101.151.20不采暖0.700.800.951.001.051.10條形基礎(chǔ)采暖>2.50>2.50>2.50>2.50>2.50>2.50不采暖2.202.50>2.50>2.5

38、0>2.50>2.50凍脹土方形基礎(chǔ)采暖0.650.700.750.800.85不采暖0.550.600.650.700.75條形基礎(chǔ)采暖1.551.802.002.202.50不采暖1.151.351.551.751.95注： 本表只計算法向凍脹力，如果基側(cè)存在切向凍脹力，應采取防切向力措施。 基礎(chǔ)寬度小于0.6m時不適用，矩形基礎(chǔ)取短邊尺寸按方形基礎(chǔ)計算。 表中數(shù)據(jù)不適用于淤泥、淤泥質(zhì)土和欠固結(jié)土。 計算基底平均壓力時取永久作用的標準組合值乘以0.9，可以內(nèi)插。2.4 地基承載力為了滿足地基強度和變形的要求，必須控制基礎(chǔ)底面壓力不大于某一界限值，即地基承載力。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)

39、范(GB 500072011)采用了地基承載力特征值的概念。地基承載力特征值是指由荷載試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形段內(nèi)規(guī)定的變形所對應的壓力值，其最大值為比例界限值。采用“特征值”用以表示正常使用極限狀態(tài)計算時采用的地基承載力，其含義即為在發(fā)揮正常使用功能時所允許采用的抗力設(shè)計值，實際上是允許承載力。地基承載力特征值可由載荷試驗或其他原位測試、公式計算，并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗等方法綜合確定。采用靜力觸深、動力觸探、標準貫入試驗等原位測試方法確定地基承載力時，必須有地區(qū)經(jīng)驗，即當?shù)氐膶Ρ荣Y料。當?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計等級為甲級和乙級時，應結(jié)合室內(nèi)試驗成果綜合分析，不宜單獨應用。2.4.1 荷載試驗確定

40、地基承載力特征值在施工現(xiàn)場通過一定尺寸的載荷板對擾動較少的地基土體直接施加荷載，所測得的成果比較可靠。下面介紹利用淺層平板載荷試驗得到的p-s曲線確定地基承載力特征值的方法。承載力特征值的確定應符合下列規(guī)定(圖2.15)。(1) 當p-s曲線上有比例界限(圖2.15中曲線1上的a點)時，取該比例界限所對應的荷載值pcr。(2) 當極限荷載(圖2.15中曲線1上的b點對應的荷載)pu小于對應比例界限的荷載值的2倍時，取極限荷載值的一半pu /2。(3) 當不能按上述兩款要求確定時，如圖2.15中曲線2為緩變型曲線，沒有明顯的直線段和陡降段，當壓板面積為0.250.50m2時，可取s/b=0.01

41、0.015所對應的荷載，但其值不應大于最大加載量的一半。圖2.15 由p-s曲線確定地基承載力特征值同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應少于三點，當試驗實測值的極差不超過其平均值的30%時，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。 2.4.2 公式計算確定地基承載力特征值 根據(jù)工程具體要求，可采用由極限平衡理論得到的地基土臨塑荷載pcr和塑性臨界荷載p1/4、p1/3計算公式確定地基承載力特征值，也可以采用普朗特爾(Prandtl)、雷斯諾(Reissner)、太沙基(Terzaghi)、斯肯普頓(Skempton)、魏西克(Vesic)、漢森(Hanson)等地基極限承載力公式除以安全系數(shù)確定

42、地基承載力特征值。對于太沙基極限承載力公式，安全系數(shù)取23；對于斯肯普頓公式，安全系數(shù)取1.11.5。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500072011)采用塑性臨界荷載的概念，并參考普朗特爾、太沙基的極限承載力公式，規(guī)定了按地基土抗剪強度確定地基承載力特征值的方法。 當偏心距e小于或等于0.033倍基礎(chǔ)底面寬度時，根據(jù)土的抗剪強度指標確定地基承載力特征值可按式(2.11)計算，并應滿足變形要求： (2.11)式中：f a由土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值；Mb，Md，Mc承載力系數(shù)，按表2.10確定；b基礎(chǔ)底面寬度，大于6m時按6m取值，對于砂土小于3m時按3m取值；ck基底下一倍短邊寬深

43、度內(nèi)土的黏聚力標準值；g基礎(chǔ)底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；g m基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，地下水位以下取有效重度；d基礎(chǔ)埋置深度(m)，一般自室外地面標高算起。在填方整平地區(qū)，可自填土地面標高算起，但在上部結(jié)構(gòu)施工后完成時，填土應從天然地面標高算起。對于地下室，如采用箱形基礎(chǔ)或筏基，基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標高算起，當采用獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時，應從室內(nèi)地面標高算起。表2.10 承載力系數(shù)Mb、Md、Mc土的內(nèi)摩擦角標準值j k / (°)MbMdMc土的內(nèi)摩擦角標準值j k /(°)MbMdMc0  01.003.14220.613.44 6.0420

44、.031.123.32240.803.87 6.4540.061.253.51261.104.37 6.9060.101.393.71281.404.93 7.4080.141.553.93301.905.59 7.95100.181.734.17322.606.35 8.55120.231.944.42343.407.21 9.22140.292.174.69364.208.25 9.97160.362.435.00385.009.44 2.80180.432.725.31405.802.8411.73200.513.065.66注：j k為基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的內(nèi)摩擦角標準值。2.4.

45、3 地基承載力的修正 考慮增加基礎(chǔ)寬度和埋置深度，地基承載力也隨之提高，應將地基承載力對不同的基礎(chǔ)寬度和埋置深度進行修正，才適于應用。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500072011)規(guī)定，當基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時，通過載荷試驗或其他原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值還應按式(2.12)修正：(2.12)式中：f a修正后的地基承載力特征值(kPa)。f ak通過載荷試驗或其他原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值(kPa)。h b、hd基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)，按基底下土類別查表2.11取值。b基礎(chǔ)底面寬度(m)，當基礎(chǔ)底面寬度小于3m時按3m取值，

46、大于6m時按6m取值。其他符號含義同前。表2.11 承載力修正系數(shù)hb、 hd土的類別hbhd淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填土e或IL大于等于0.85的黏性土01.0紅黏土含水比aw > 0.8含水比a w 0.800.151.21.4大面積壓實填土壓實系數(shù)大于0.95，黏粒含量rc10%的粉土最大干密度大于2100kg/m3的級配砂石001.52.0粉土黏粒含量rc10%的粉土黏粒含量rc <10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的黏性土粉砂、細砂(不包括很濕與飽和時的稍密狀態(tài))中砂、粗砂、礫砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注： 強風化和全風化的巖

47、石，可參照所風化成的相應土類取值；其他狀態(tài)下的巖石不修正。 地基承載力特征值按規(guī)范深層平板載荷試驗確定時hd取0。 含水比是指土的天然含水量與液限的比值。 大面積壓實填土是指填土范圍大于兩倍基礎(chǔ)寬度的填土。 2.4.4 影響地基承載力的因素 (1) 土的物理力學性質(zhì)。土的黏聚力c、內(nèi)摩擦角j 和重度g 越大，地基承載力越大。(2) 基礎(chǔ)底面寬度b增加，一般地基承載力增加，尤其是j 值較大時。(3) 基礎(chǔ)埋深d增大，地基承載力增大。(4) 在其他條件相同的情況下，地基承受中心荷載作用時比承受偏心荷載作用時承載力大。2.5 基礎(chǔ)底面尺寸的確定確定基礎(chǔ)底面尺寸時，根據(jù)“所有建筑物的地基計算均應滿足承

48、載力”的基本原則，首先應滿足地基承載力要求，包括持力層土的承載力計算和軟弱下臥層承載力的驗算；其次，對于部分建(構(gòu))筑物，仍需考慮地基變形對其的影響，驗算建(構(gòu))筑物的變形特征值，并對基礎(chǔ)底面尺寸作必要的調(diào)整。2.5.1 按持力層承載力計算1. 中心荷載作用中心荷載作用時，基底壓力應滿足式(2.13)的要求：(2.13)式中：f a修正后的地基承載力特征值；pk相應于荷載效應標準組合時，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值。(2.14)式中：Fk相應于荷載效應標準組合時傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值；A基礎(chǔ)底面積；圖2.16 中心荷載作用下基底壓力的計算Gk基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上土重，一般按計算；gG為基礎(chǔ)及其上土的平均

49、重度，一般取gG =20kN/m3，地下水位以下取浮重度；d為基礎(chǔ)埋深。一般采用式(2.13)進行地基承載力驗算，即先給定基礎(chǔ)底面積A，驗算基底壓力是否滿足承載力要求。在基礎(chǔ)工程設(shè)計時，往往要根據(jù)地基承載力要求確定基礎(chǔ)底面積。此時，在中心荷載作用下，基底面積A的計算公式為(2.15)如果是矩形基礎(chǔ)，因為A = b l(l和b分別為矩形基底的長度和寬度)，按式(2.15)算出A后，先選定b(或l)，即可算出l(或b)，如圖2.16所示。如果是方形基礎(chǔ)，因為A = b2，則很容易確定b。如果是荷載沿長度方向均勻分布的條形基礎(chǔ)(長度大于寬度的10倍)，則沿基礎(chǔ)長度方向取1m作為計算單元，故基底寬度為

50、(2.16)此時式(2.14)和式(2.16)中的Fk和Gk 為1m長度范圍內(nèi)作用的荷載值。必須指出，在按式(2.15)計算A時，需要先確定修正后的地基承載力特征值fa，而fa值又與基礎(chǔ)底面尺寸A有關(guān)，也就是式(2.15)中的A與fa都是未知數(shù)，因此，可能要通過反復試算確定。計算時，可先對地基承載力只進行深度修正，計算fa值；然后按計算所得的A = b l考慮是否需要進行寬度修正，使得A、fa間相互協(xié)調(diào)一致。2. 偏心荷載作用在偏心荷載作用下，除應滿足 pk fa 外，還應使最大基底壓力小于1.2倍的地基承載力特征值，即 pk max 1.2 fa (2.17)對于偏心荷載作用下的矩形基礎(chǔ)，可

51、假定在基礎(chǔ)的長度方向偏心，在寬度方向不偏心，此時沿長度方向基礎(chǔ)邊緣的最大壓力pkmax與最小壓力pkmin按偏心受壓公式計算，即(2.18)圖2.17 偏心荷載作用下基底壓力的計算式中：Mk相應于荷載效應標準組合時，作用于  基礎(chǔ)底面的力矩值；W基礎(chǔ)底面的抵抗矩，W = bl2/6；l 力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；b垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；e荷載偏心矩，e = Mk / (Fk +Gk)。 按荷載偏心矩e的大小，基底壓力的分布可能出現(xiàn)下述三種情況(圖2.17)。(1) 當e < l/6時，稱為小偏心，基底壓力呈梯形分布圖2.17(a)。(2) 當e = l/6時，基底

52、壓力呈三角形分布圖2.17(b)。(3) 當e > l/6時，稱為大偏心，按式(2.18)計算，得基底壓力一端為負值，也即產(chǎn)生拉應力。實際上，由于基底與地基土之間不能承受拉應力，此時基底將部分與地基土脫離，而使基底壓力重分布圖2.17(c)。因此，根據(jù)偏心荷載應與基底反力相平衡的條件，荷載合力應通過三角形反力分布圖形的形心。由此可得基底邊緣的最大壓應力為 (2.19)式中：l力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；b垂直于力矩作用方向的基礎(chǔ)底面邊長；a合力作用點至基礎(chǔ)底面最大壓力邊緣的距離。如果基礎(chǔ)所受荷載是雙向偏心，計算基底壓力時要考慮兩個方向彎矩的作用，基底最大壓力pmax與最小壓力pmin為

53、(2.20)式中：Mx，My作用于基底x和y軸的力矩；Wx，Wy基礎(chǔ)底面x和y軸的抵抗矩。2.5.2 軟弱下臥層承載力的驗算當持力層以下、地基土受力層范圍內(nèi)存在軟弱下臥層(指承載力顯著低于持力層的高壓縮性土層)時，還應驗算軟弱下臥層的承載力，保證軟弱下臥層頂面處的附加應力與自重應力之和不大于該處地基土的承載力特征值(圖2.18)，按式(2.21)驗算：pz pcz faz (2.21)式中：pz相應于作用的標準組合時軟弱下臥層頂面處的附加壓力值；pcz軟弱下臥層頂面處土的自重壓力值；faz軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值。對于附加應力pz的計算，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500072011)通過大量試驗研究