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《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011

58057

1总则

1.0.1 为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,制定本规范。
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1.0.2 本规范适用于工业与民用建筑(包括构筑物)的地基基础设计。对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计,尚应符合国家现行相应专业标准的规定。
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1.0.3 地基基础设计,应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则;根据岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,精心设计。
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1.0.4 建筑地基基础的设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2术语和符号

2.1 术 语

2.1.1  地基  Subgrade, Foundation soils

       支承基础的土体或岩体。

2.1.2  基础  Foundation

       将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。

2.1.3  地基承载力特征值 Characteristic value of subgrade bearing capacity

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由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。

2.1.4  重力密度(重度) Gravity density, Unit weight

       单位体积岩土体所承受的重力,为岩土体的密度与重力加速度的乘积。

2.1.5  岩体结构面  Rock discontinuity structural plane

       岩体内开裂的和易开裂的面,如层面、节理、断层、片理等,又称不连续构造面。

2.1.6  标准冻结深度  Standard frost penetration

       在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻结深度的平均值。

2.1.7  地基变形允许值  Allowable subsoil deformation  

       为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。

2.1.8  土岩组合地基  Soil-rock composite subgrade

       在建筑地基的主要受力层范围内,有下卧基岩表面坡度较大的地基;或石芽密布并有出露的地基;或大块孤石或个别石芽出露的地基。

2.1.9  地基处理  Ground treatment, Ground improvement

       为提高地基强度,或改善其变形性质或渗透性质而采取的工程措施。

2.1.10  复合地基  Composite subgrade,Composite foundation

        部分土体被增强或被置换,而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。

2.1.11  扩展基础  Spread foundation

为扩散上部结构传来的荷载,使作用在基底的压应力满足地基承载力的设计要求,且基础内部的应力满足材料强度的设计要求,通过向侧边扩展一定底面积的基础。

2.1.12  无筋扩展基础  Non-reinforced spread foundation

由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的,且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。

2.1.13  桩基础  Pile foundation

        由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的承台组成的基础。

2.1.14  支挡结构 Retaining structure

        使岩土边坡保持稳定、控制位移、主要承受侧向荷载而建造的结构物。

2.1.15  基坑工程    Excavation engineering

为保证地面向下开挖形成的地下空间在地下结构施工期间的安全稳定所需的挡土结构及地下水控制、环境保护等措施的总称。

2.2 符 号

2.2.1  作用和作用效应

Ea——主动土压力;

Fk——相应于作用的标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值;

Gk——基础自重和基础上的土重;

Mk——相应于作用的标准组合时,作用于基础底面的力矩值;

pk——相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值;

p0——基础底面处平均附加压力;

Qk——相应于作用的标准组合时,轴心竖向力作用下桩基中单桩所受竖向力。

2.2.2  抗力和材料性能

a——压缩系数;

c——粘聚力;

Es——土的压缩模量;

e——孔隙比;

fa——修正后的地基承载力特征值;

fak——地基承载力特征值;

frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值;

qpa——桩端土的承载力特征值;

qsa——桩周土的摩擦力特征值;

Ra——单桩竖向承载力特征值;

w——土的含水量;

wL——液限;

wp——塑限;

γ——土的重力密度,简称土的重度;

δ——填土与挡土墙墙背的摩擦角;

δr——填土与稳定岩石坡面间的摩擦角;

θ——地基的压力扩散角;

μ——土与挡土墙基底间的摩擦系数;

ν——泊松比;

φ——内摩擦角。

2.2.3  几何参数

A——基础底面面积;

b——基础底面宽度(最小边长);或力矩作用方向的基础底面边长;

d——基础埋置深度,桩身直径;

h0——基础高度;

Hf——自基础底面算起的建筑物高度;

Hg——自室外地面算起的建筑物高度;

L——房屋长度或沉降缝分隔的单元长度;

l——基础底面长度;

s——沉降量;

u——周边长度;

z0——标准冻深;

zn——地基沉降计算深度;

β——边坡对水平面的坡角。

2.2.4  计算系数

 ——平均附加应力系数;

ηb——基础宽度的承载力修正系数;

ηd——基础埋深的承载力修正系数;

ψs——沉降计算经验系数。

3基本规定

3.0.1  地基基础设计应根据地基复杂程度、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分为三个设计等级,设计时应根据具体情况,按表3.0.1选用。
  表3.0.1             地基基础设计等级

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3.0.2  根据建筑物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,地基基础设计应符合下列规定:
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;
3  设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算:
l)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,尚应验算其稳定性;
5  基坑工程应进行稳定性验算;
6  建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算。
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3.0.3  表3.0.3所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算。
表3.0.3    可不作地基变形验算的设计等级为丙级的建筑物范围

注:1 地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b(b为基础底面宽度),独立基础下为1.5 b,且厚度均不小于5m的范围(二层以下一般的民用建筑除外);
2 地基主要受力层中如有承载力特征值小于130kPa的土层时,表中砌体承重结构的设计,应符合本规范第7章的有关要求;
3  表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑,对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合成与其相当的民用建筑层数;
4 表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值。
3.0.4  地基基础设计前应进行岩土工程勘察,并应符合下列规定:
1  岩土工程勘察报告应提供下列资料:
1)有无影响建筑场地稳定性的不良地质作用,评价其危害程度;
2)建筑物范围内的地层结构及其均匀性,各岩土层的物理力学性质指标,以及对建筑材料的腐蚀性;
3)地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律,以及对建筑材料的腐蚀性;
4)在抗震设防区应划分场地类别,并对饱和砂土及粉土进行液化判别;
5) 对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析,提出经济合理、技术先进的设计方案建议;提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数,并对设计与施工应注意的问题提出建议;
6)当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数,论证其对周边环境的影响;基坑施工降水的有关技术参数及地下水控制方法的建议;用于计算地下水浮力的设防水位;
2  地基评价宜采用钻探取样、室内土工试验、触探、并结合其它原位测试方法进行。设计等级为甲级的建筑物应提供载荷试验指标、抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料;设计等级为乙级的建筑物应提供抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料;设计等级为丙级的建筑物应提供触探及必要的钻探和土工试验资料。
3  建筑物地基均应进行施工验槽。当地基条件与原勘察报告不符时,应进行施工勘察。
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3.0.5  地基基础设计时,所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合下列规定:
1  按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值;
2  计算地基变形时,传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合,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、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时,作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合,但其分项系数均为1.0;
4  在确定基础或桩基承台高度、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,上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力,应按承载能力极限状态下作用的基本组合,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作用的标准组合;
5  基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用,但结构重要性系数(γ0)不应小于1.0。
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3.0.6  地基基础设计时,作用组合的效应设计值应符合下列规定:
1  正常使用极限状态下,标准组合的效应设计值(Sk)应按下式确定:

2  准永久组合的效应设计值(Sk)应按下式确定:

3 承载能力极限状态下,由可变作用控制的基本组合的效应设计值(Sd),应按下式确定:

4  对由永久作用控制的基本组合,也可采用简化规则,基本组合的效应设计值(Sd)可按下式确定:

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3.0.7   地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限。
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4地基岩土的分类及工程特性指标

4.1 岩土的分类

4.1.1  作为建筑地基的岩土,可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。
4.1.2  岩石的坚硬程度和完整程度可按本规范第4.1.3~4.1.4条划分。
4.1.3  岩石的坚硬程度应根据岩块的饱和单轴抗压强度frk按表4.1.3分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。当缺乏饱和单轴抗压强度资料或不能进行该项试验时,可在现场通过观察定性划分,划分标准可按本规范附录A.0.1条执行。岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中等风化、强风化和全风化。

4.1.4  岩体完整程度应按表4.1.4划分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。当缺乏试验数据时可按本规范附录A.0.2条确定。

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4.1.5  碎石土为粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土。碎石土可按表4.1.5分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。

注:分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。
4.1.6  碎石土的密实度,可按表4.1.6分为松散、稍密、中密、密实。


注:1. 本表适用于平均粒径小于等于50mm且最大粒径不超过100mm的卵石、碎石、圆砾、角砾。对于平均粒径大于50mm或最大粒径大于100mm的碎石土,可按本规范附录B鉴别其密实度;
2. 表内N63.5为经综合修正后的平均值。
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4.1.7  砂土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%、粒径大于0.075mm的颗粒超过全重50%的土。砂土可按表4.1.7分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。

注:分类时应根据粒组含量栏从上到下以最先符合者确定。
4.1.8  砂土的密实度,可按表4.1.8分为松散、稍密、中密、密实。

注:当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时,可根据当地经验确定。
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4.1.9  粘性土为塑性指数Ip大于10的土,可按表4.1.9分为粘土、粉质粘土。

注:塑性指数由相应于76g圆锥体沉入土样中深度为10mm时测定的液限计算而得。
4.1.10  粘性土的状态,可按表4.1.10分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。

注:当用静力触探探头阻力判定粘性土的状态时,可根据当地经验确定。
4.1.11  粉土为介于砂土与粘性土之间,塑性指数(Ip)小于或等于10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%的土。
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4.1.12  淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积,并经生物化学作用形成,其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于 1.5的粘性土。当天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的粘性土或粉土为淤泥质土。含有大量未分解的腐殖质,有机质含量大于60%的土为泥炭,有机质含量大于等于10%且小于等于60%的土为泥炭质土。
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4.1.13  红粘土为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性粘土。其液限一般大于50%。红粘土经再搬运后仍保留其基本特征,其液限大于45%的土为次生红粘土。
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4.1.14  人工填土根据其组成和成因,可分为素填土、压实填土、杂填土、冲填土。素填土为由碎石土、砂土、粉土、粘性土等组成的填土。经过压实或夯实的素填土为压实填土。杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。
4.1.15  膨胀土为土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性,其自由膨胀率大于或等于40%的粘性土。
4.1.16  湿陷性土为在一定压力下浸水后产生附加沉降,其湿陷系数大于或等于0.015的土。
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4.2 工程特性指标

4.2.1  土的工程特性指标可采用强度指标、压缩性指标以及静力触探探头阻力、动力触探锤击数、标准贯入试验锤击数、载荷试验承载力等特性指标表示。
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4.2.2  地基土工程特性指标的代表值应分别为标准值、平均值及特征值。抗剪强度指标应取标准值,压缩性指标应取平均值,载荷试验承载力应取特征值。
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4.2.3  载荷试验应采用浅层平板载荷试验或深层平板载荷试验。浅层平板载荷试验适用于浅层地基,深层平板载荷试验适用于深层地基。两种载荷试验的试验要求应分别符合本规范附录C、D的规定。
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4.2.4  土的抗剪强度指标,可采用原状土室内剪切试验、无侧限抗压强度试验、现场剪切试验、十字板剪切试验等方法测定。当采用室内剪切试验确定时,宜选择三轴压缩试验的自重压力下预固结的不固结不排水试验。经过预压固结的地基可采用固结不排水试验。每层土的试验数量不得少于六组。室内试验抗剪强度指标ck、φk,可按本规范附录E确定。在验算坡体的稳定性时,对于已有剪切破裂面或其它软弱结构面的抗剪强度,应进行野外大型剪切试验。
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4.2.5  土的压缩性指标可采用原状土室内压缩试验、原位浅层或深层平板载荷试验、旁压试验确定,并应符合下列规定:
1  当采用室内压缩试验确定压缩模量时,试验所施加的最大压力应超过土自重压力与预计的附加压力之和,试验成果用e~p曲线表示;
2  当考虑土的应力历史进行沉降计算时,应进行高压固结试验,确定先期固结压力、压缩指数,试验成果用e~lg p曲线表示。为确定回弹指数,应在估计的先期固结压力之后进行一次卸荷,再继续加荷至预定的最后一级压力;
3  当考虑深基坑开挖卸荷和再加荷时,应进行回弹再压缩试验,其压力的施加应与实际的加卸荷状况一致;
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4.2.6  地基土的压缩性可按p1为100kPa,p2为200kPa时相对应的压缩系数值a1-2划分为低、中、高压缩性,并符合以下规定:

5地基计算

5.1 基础埋置深度

5.1.1  基础的埋置深度,应按下列条件确定:
1  建筑物的用途,有无地下室、设备基础和地下设施,基础的形式和构造;
2  作用在地基上的荷载大小和性质;
3  工程地质和水文地质条件;
4  相邻建筑物的基础埋深;
5  地基土冻胀和融陷的影响。
5.1.2  在满足地基稳定和变形要求的前提下,当上层地基的承载力大于下层土时,宜利用上层土作持力层。除岩石地基外,基础埋深不宜小于0.5m。
5.1.3  高层建筑基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。
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5.1.4  在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18。
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