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6.6.1
在碳酸盐岩为主的可溶性岩石地区,当存在岩溶(溶洞、溶蚀裂隙等)、土洞等现象时,应考虑其对地基稳定的影响。
6.6.2
岩溶场地可根据岩溶发育程度划分为三个等级,设计时应根据具体情况,按表6.6.2选用。
条文说明
6.6.2 由于岩溶发育具有严重的不均匀性,为区别对待不同岩溶发育程度场地上的地基基础设计,将岩溶场地划分为岩溶强发育、中等发育和微发育三个等级,用以指导勘察、设计、施工。
基岩面相对高差以相邻钻孔的高差确定。
钻孔见洞隙率=(见洞隙钻孔数量/钻孔总数)×100%。线岩溶率=(见洞隙的钻探进尺之和/钻探总进尺)×100%。
6.6.3
地基基础设计等级为甲级、乙级的建筑物主体宜避开岩溶强发育地段。
6.6.4 -6.6.9
6.6.4 存在下列情况之一且未经处理的场地,不应作为建筑物地基:
1 浅层溶洞成群分布,洞径大,且不稳定的地段;
2 漏斗、溶槽等埋藏浅,其中充填物为软弱土体;
3 土洞或塌陷等岩溶强发育的地段;
4 岩溶水排泄不畅,有可能造成场地暂时淹没的地段。
6.6.5 对于完整、较完整的坚硬岩、较硬岩地基,且符合下列条件之一时,可不考虑岩溶对地基稳定性的影响:
1 洞体较小,基础底面尺寸大于洞的平面尺寸,并有足够的支承长度;
2 顶板岩石厚度大于或等于洞的跨度。
6.6.6 地基基础设计等级为丙级且荷载较小的建筑物,当符合下列条件之一时,可不考虑岩溶对地基稳定性的影响。
1 基础底面以下的土层厚度大于独立基础宽度的3倍或条形基础宽度的6倍,且不具备形成土洞的条件时;
2 基础底面与洞体顶板间土层厚度小于独立基础宽度的3倍或条形基础宽度的6倍,洞隙或岩溶漏斗被沉积物填满,其承载力特征值超过150kPa,且无被水冲蚀的可能性时;
3 基础底面存在面积小于基础底面积25%的垂直洞隙,但基底岩石面积满足上部荷载要求时。
6.6.7 不符合本规范第6.6.5、6.6.6条的条件时,应进行洞体稳定性分析;基础附近有临空面时,应验算向临空面倾覆和沿岩体结构面滑移稳定性。
6.6.8 土洞对地基的影响,应按下列规定综合分析与处理:
1 在地下水强烈活动于岩土交界面的地区,应考虑由地下水作用所形成的土洞对地基的影响,预测地下水位在建筑物使用期间的变化趋势。总图布置前,应获得场地土洞发育程度分区资料。施工时,除已查明的土洞外,尚应沿基槽进一步查明土洞的特征和分布情况;
2 在地下水位高于基岩表面的岩溶地区,应注意人工降水引起土洞进一步发育或地表塌陷的可能性。塌陷区的范围及方向可根据水文地质条件和抽水试验的观测结果综合分析确定。在塌陷范围内不应采用天然地基。并应注意降水对周围环境和建构筑物的影响。
3 由地表水形成的土洞或塌陷,应采取地表截流、防渗或堵塞等措施进行处理。应根据土洞埋深,分别选用挖填、灌砂等方法进行处理。由地下水形成的塌陷及浅埋土洞,应清除软土,抛填块石作反滤层,面层用粘土夯填;深埋土洞宜用砂、砾石或细石混凝土灌填。在上述处理的同时,尚应采用梁、板或拱跨越。对重要的建筑物,可采用桩基处理。
6.6.9 对地基稳定性有影响的岩溶洞隙,应根据其位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析,因地制宜采取下列处理措施:
1 对较小的岩溶洞隙,可采用镶补、嵌塞与跨越等方法处理;
2 对较大的岩溶洞隙,可采用梁、板和拱等结构跨越,也可采用浆砌块石等堵塞措施以及洞底支撑或调整柱距等方法处理。跨越结构应有可靠的支承面。梁式结构在稳定岩石上的支承长度应大于梁高1.5倍;
3 基底有不超过25%基底面积的溶洞(隙)且充填物难以挖除时,宜在洞隙部位设置钢筋混凝土底板,底板宽度应大于洞隙,并采取措施保证底板不向洞隙方向滑移。也可在洞隙部位设置钻孔桩进行穿越处理。
4 对于荷载不大的低层和多层建筑,围岩稳定,如溶洞位于条形基础末端,跨越工程量大,可按悬臂梁设计基础,若溶洞位于单独基础重心一侧,可按偏心荷载设计基础。
条文说明
6.6.4~6.6.9 大量的工程实践证明,岩溶地基经过恰当的处理后,可以做建筑地基。现在建筑用地日趋紧张,在岩溶发育地区要避开岩溶强发育场地非常困难。采取合理可靠的措施对岩溶地基进行处理并加以利用,更加切合当前建筑地基基础设计的实际情况。
土洞的顶板强度低,稳定性差,且土洞的发育速度一般都很快,因此其对地基稳定性的危害大。故在岩溶发育地区的地基基础设计对土洞应给予高度重视。
由于影响岩溶稳定性的因素很多,现行勘探手段一般难以查明岩溶特征,目前对岩溶稳定性的评价,仍然是以定性和经验为主。
对岩溶顶板稳定性的定量评价,仍处于探索阶段。某些技术文献中曾介绍采用结构力学中的梁、板、拱理论评价,但由于计算边界条件不易明确,计算结果难免具有不确定性。
岩溶地基的地基与基础方案的选择应针对具体条件区别对待。大多数岩溶场地的岩溶都需要加以适当处理方能进行地基基础设计。而地基基础方案经济合理与否,除考虑地基自然状况外,还应考虑地基处理方案的选择。
一般情况下,岩溶洞隙侧壁由于受溶蚀风化的影响,此部分岩体强度和完整程度较内部围岩要低,为保证建筑物的安全,要求跨越岩溶洞隙的梁式结构在稳定岩石上的支承长度应大于梁高1.5倍。
当采用洞底支撑(穿越)方法处理时,桩的设计应考虑下列因素,并根据不同条件选择:
1 桩底以下3~5倍桩径或不小于5m深度范围内无影响地基稳定性的洞隙存在,岩体稳定性良好,桩端嵌入中等~微风化岩体不宜小于0.5m,并低于应力扩散范围内的不稳定洞隙底板,或经验算桩端埋置深度已可保证桩不向临空面滑移;
2 基坑涌水易于抽排、成孔条件良好,宜设计人工挖孔桩;
3 基坑涌水量较大,抽排将对环境及相邻建筑物产生不良影响,或成孔条件不好,宜设计钻孔桩;
4 当采用小直径桩时,应设置承台。对地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物,桩的承载力特征值应由静载试验确定,对地基基础设计等级为丙级的建筑物,可借鉴类似工程确定。
当按悬臂梁设计基础时,应对悬臂梁不同受力工况进行验算。
桩身穿越溶洞顶板的岩体,由于岩溶发育的复杂性和不均匀性,顶板情况一般难以查明,通常情况下不计算顶板岩体的侧阻力。
6.7 土质边坡与重力式挡墙
6.7.1
边坡设计应符合下列规定:
1 边坡设计应保护和整治边坡环境,边坡水系应因势利导,设置地表排水系统,边坡工程应设内部排水系统。对于稳定的边坡,应采取保护及营造植被的防护措施;
2 建筑物的布局应依山就势,防止大挖大填。对于平整场地而出现的新边坡,应及时进行支挡或构造防护;
3 应根据边坡类型、边坡环境、边坡高度及可能的破坏模式,选择适当的边坡稳定计算方法和支挡结构型式;
4 支挡结构设计应进行整体稳定性计算、局部稳定性计算、地基承载力计算、抗倾覆稳定性计算、抗滑移计算及结构强度计算;
5 边坡工程设计前,应进行详细的工程地质勘察,并应对边坡的稳定性作出准确的评价;对周围环境的危害性作出预测;对岩石边坡的结构面调查清楚,指出主要结构面的所在位置;提供边坡设计所需要的各项参数;
6 边坡的支挡结构应进行排水设计。对于可以向坡外排水的支挡结构,应在支挡结构上设置排水孔。排水孔应沿着横竖两个方向设置,其间距宜取2m~3m,排水孔外斜坡度宜为5%,孔眼尺寸不宜小于100mm。支挡结构后面应做好滤水层,必要时应作排水暗沟。支挡结构后面有山坡时,应在坡脚处设置截水沟。对于不能向坡外排水的边坡,应在支挡结构后面设置排水暗沟;
7 支挡结构后面的填土,应选择透水性强的填料。当采用粘性土作填料时,宜掺入适量的碎石。在季节性冻土地区,应选择炉碴、碎石、粗砂等非冻胀性填料。
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6.7.1 边坡设计的一般原则
1 边坡工程与环境之间有着密切的关系,边坡处理不当,将破坏环境,毁坏生态平衡,治理边坡必须强调环境保护。
2 在山区进行建设,切忌大挖大填,某些建设项目,不顾环境因素,大搞人造平原,最后出现大规模滑坡,大量投资毁于一旦,还酿成生态环境的破坏。应提倡依山就势。
3 工程地质勘察工作,是不可缺少的基本建设程序。边坡工程的影响面较广,处理不当就可酿成地质灾害,工程地质勘察尤为重要。勘察工作不能局限于红线范围,必须扩大勘察面,一般在坡顶的勘察范围,应达到坡高的l倍~2倍,才能获取较完整的地质资料。对于高大边坡,应进行专题研究,提出可行性方案经论证后方可实施。
4 边坡支挡结构的排水设计,是支挡结构设计很重要的一环,许多支挡结构的失效,都与排水不善有关。根据重庆市的统计,倒塌的支挡结构,由于排水不善造成的事故占80%以上。
6.7.2
在坡体整体稳定的条件下,土质边坡的开挖应符合下列规定:
1 边坡的坡度允许值,应根据当地经验,参照同类土层的稳定坡度确定。当土质良好且均匀、无不良地质现象、地下水不丰富时,可按表6.7.2确定;
2 土质边坡开挖时,应采取排水措施,边坡的顶部应设置截水沟。在任何情况下不应在坡脚及坡面上积水;
3 边坡开挖时,应由上往下开挖,依次进行。弃土应分散处理,不得将弃土堆置在坡顶及坡面上。当必须在坡顶或坡面上设置弃土转运站时,应进行坡体稳定性验算,严格控制堆栈的土方量;
4 边坡开挖后,应立即对边坡进行防护处理。
6.7.3
重力式挡土墙土压力计算应符合下列规定:
1 对土质边坡,边坡主动土压力应按式(6.7.3-1)进行计算。当填土为无粘性土时,主动土压力系数可按库伦土压力理论确定。当支挡结构满足朗肯条件时,主动土压力系数可按朗肯土压力理论确定。粘性土或粉土的主动土压力也可采用楔体试算法图解求得。
式中:Ea——主动土压力(kN);
图示暂不可用——主动土压力增大系数,挡土墙高度小于5m时宜取1.0,高度5m~8 m时宜取1.1,高度大于8 m时宜取1.2;
γ——填土的重度(kPa);
h——挡土结构的高度(m);
ka——主动土压力系数,按本规范附录L确定。
2 当支挡结构后缘有较陡峻的稳定岩石坡面,岩坡的坡角θ>(45°+φ/2)时,应按有限范围填土计算土压力,取岩石坡面为破裂面。根据稳定岩石坡面与填土间的摩擦角按下式计算主动土压力系数:
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6.7.3 重力式挡土墙上的土压力计算应注意的问题:
1 土压力的计算,目前国际上仍采用楔体试算法。根据大量的试算与实际观测结果的对比,对于高大挡土结构来说,采用古典土压力理论计算的结果偏小,土压力的分布也有较大的偏差。对于高大挡土墙,通常也不允许出现达到极限状态时的位移值,因此在土压力计算式中计入增大系数。
2 土压力计算公式是在土体达到极限平衡状态的条件下推导出来的,当边坡支挡结构不能达到极限状态时,土压力设计值应取主动土压力与静止土压力的某一中间值。
3 在山区建设中,经常遇到60°~80°陡峻的岩石自然边坡,其倾角远大于库仑破坏面的倾角,这时如果仍然采用古典土压力理论计算土压力,将会出现较大的偏差。当岩石自然边坡的倾角大于 45°+φ/2时,应按楔体试算法计算土压力值。
6.7.4-6.7.5
6.7.4重力式挡土墙的构造应符合下列规定:
1 重力式挡土墙适用于高度小于 8m、地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物的地段;
2 重力式挡土墙可在基底设置逆坡。对于土质地基,基底逆坡坡度不宜大于1:10;对于岩质地基,基底逆坡坡度不宜大于1:5;
3 毛石挡土墙的墙顶宽度不宜小于400mm;混凝土挡土墙的墙顶宽度不宜小于200mm;
4 重力式挡墙的基础埋置深度,应根据地基承载力、水流冲刷、岩石裂隙发育及风化程度等因素进行确定。在特强冻涨、强冻涨地区应考虑冻涨的影响。在土质地基中,基础埋置深度不宜小于0.5m;在软质岩地基中,基础埋置深度不宜小于0.3m;
5 重力式挡土墙应每间隔10m~20m设置一道伸缩缝。当地基有变化时宜加设沉降缝。在挡土结构的拐角处,应采取加强的构造措施。
6.7.5 挡土墙的稳定性验算应符合下列规定:
1 抗滑移稳定性应按下列公式进行验算(图6.7.5-1);
注:1 对易风化的软质岩和塑性指数Ip大于22的粘性土,基底摩擦系数应通过试验确定。
2 对碎石土,可根据其密实程度、填充物状况、风化程度等确定。
2 抗倾覆稳定性应按下列公式进行验算(图6.7.5-2):
3 整体滑动稳定性验算可采用圆弧滑动面法;
4 地基承载力验算,除应符合本规范第5.2节的规定外,基底合力的偏心距不应大于0.25倍基础的宽度。当基底下有软弱下卧层时,尚应进行软弱下卧层的承载力验算。
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6.7.4~6.7.5 重力式挡土结构,是过去用得较多的一种挡土结构型式。在山区地盘比较狭窄,重力式挡土结构的基础宽度较大,影响土地的开发利用,对于高大挡土墙,往往也是不经济的。石料是主要的地方材料,经多个工程测算,对于高度8m以上的挡土墙,采用桩锚体系挡土结构,其造价、稳定性、安全性、土地利用率等等方面,都较重力式挡土结构为好。所以规范规定“重力式挡土墙宜用于高度小于8m、地层稳定、开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段”。
对于重力式挡土墙的稳定性验算,主要由抗滑稳定性控制,而现实工程中倾覆稳定破坏的可能性又大于滑动破坏。说明过去抗倾覆稳定性安全系数偏低,这次稍有调整,由原来的1.5调整成1.6。
6.8 岩石边坡与岩石锚杆挡墙
6.8.1
在岩石边坡整体稳定的条件下,岩石边坡的开挖坡度允许值,应根据当地经验按工程类比的原则,参照本地区已有稳定边坡的坡度值加以确定。
6.8.2
当整体稳定的软质岩边坡高度小于12m,硬质岩边坡高度小于15m时,边坡开挖时可进行构造处理(图6.8.2-1,图6.8.2-2)。
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6.8.2 整体稳定边坡,原始地应力释放后回弹较快,在现场很难测量到横向推力。但在高切削的岩石边坡上,很容易发现边坡顶部的拉伸裂隙,其深度约为边坡高度的0.2~0.3倍,离开边坡顶部边缘一定距离后便很快消失,说明边坡顶部确实有拉应力存在。这一点从二维光弹试验中也得到了证明。从光弹试验中也证明了边坡的坡脚,存在着压应力与剪切应力,对岩石边坡来说,岩石本身具有较高的抗压与抗剪切强度,所以岩石边坡的破坏,都是从顶部垮塌开始的。因此对于整体结构边坡的支护, 应注意加强顶部的支护结构。
边坡的顶部裂隙比较发育,必须采用强有力的锚杆进行支护,在顶部0.2~0.3h高度处,至少布置一排结构锚杆,锚杆的横向间距不应大于3m,长度不应小于6m。结构锚杆直径不宜小于130mm,钢筋不宜小于3φ22。其余部分为防止风化剥落,可采用锚杆进行构造防护。防护锚杆的孔径宜采用50~100mm,锚杆长度宜采用2~4m,锚杆的间距宜采用1.5~2.0m。
6.8.3
对单结构面外倾边坡作用在支挡结构上的推力,可根据楔体平衡法进行计算,并应考虑结构面填充物的性质及其浸水后的变化。具有两组或多组结构面的交线倾向于临空面的边坡,可采用棱形体分割法计算棱体的下滑力。
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6.8.3 单结构面外倾边坡的横推力较大,主要原因是结构面的抗剪强度一般较低。在工程实践中,单结构面外倾边坡的横推力,通常采用楔形体平面课题进行计算。
对于具有两组或多组结构面形成的下滑棱柱体,其下滑力通常采用棱形体分割法进行计算。现举例如下:
1 已知:新开挖的岩石边坡的坡角为 80°。边坡上存在着两组结构面(如图13所示):结构面1走向AC,与边坡顶部边缘线CD的夹角为75°,其倾角β1=70°;其结构面2走向AD,与边坡顶部边缘线DC的夹角为40°,其倾角β2=43°。即两结构面走向线的夹角α为65°。AE点的距离为3m。经试验两个结构面上的内摩擦角均为φ=15.6°,其粘聚力近于 0。岩石的重度为 24 kN/m3。
2.棱线AV与两结构面走向线间的平面夹角α1及α2。可采用下列计算式进行计算:
从而通过计算得出α1=15°;α2=50°。
3 进而计算出棱线AV的倾角,即沿着棱线方向上结构面的视倾角β’。
tanβ’=tanβ1sinα 1
计算得:β’=35.5°
4 用AVE平面将下滑棱柱体分割成两个块体。计算获得两个滑块的重力为;
w1 =31kN; w2=139kN;
棱柱体总重为 w=w1+w2=170kN。
5 对两个块体的重力分解成垂直与平行于结构面的分力:
N1=w1cosβ1=10.6kN
T1=w1sinβ1=29.1kN
N2=w2cosβ2=101.7kN
T2=w2sinβ2=94.8kN
6 再将平行于结构面的下滑力分解成垂直与平行于棱线的分力:
tanθ1 =tan(90-α1)cosβ1=1.28 θ1=52°
tanθ2 =tan(90-α2)cosβ2=0.61 θ2=32°
Ts1=T1cosθ1=18kN
Ts2=T2cosθ2=80kN
7 棱柱体总的下滑力:Ts=Ts1+Ts2=98kN
两结构面上的摩阻力:
Ft=(N1+N2)tanφ=(10.6+101.7)tan15.6°=31kN
作用在支挡结构上推力:T=Ts—Ft=67kN
6.8.4
岩石锚杆挡土结构设计,应符合下列规定(图6.8.4):
1 岩石锚杆挡土结构的荷载,宜采用主动土压力乘以 1.l~l.2的增大系数;
2 挡板计算时,其荷载的取值可考虑支承挡板的两立柱间土体的卸荷拱作用;
3 立柱端部应嵌入稳定岩层内,并应根据端部的实际情况假定为固定支承或铰支承,当立柱插入岩层中的深度大于3倍立柱长边时,可按固定支承计算;
4 岩石锚杆应与立柱牢固连接,并应验算连接处立柱的抗剪切强度。
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6.8.4 岩石锚杆挡土结构,是一种新型挡土结构体系,对支挡高大土质边坡很有成效。岩石锚杆挡土结构的位移很小,支挡的土体不可能达到极限状态,当按主动土压力理论计算土压力时,必须乘以一个增大系数。
岩石锚杆挡土结构是通过立柱或竖桩将土压力传递给锚杆,再由锚杆将土压力传递给稳定的岩体,达到支挡的目的。立柱间的挡板是一种维护结构,其作用是挡住两立柱间的土体,使其不掉下来。因存在着卸荷拱作用,两立柱间的土体作用在挡土板的土压力是不大的,有些支挡结构没有设置挡板也能安全支挡边坡。
岩石锚杆挡土结构的立柱必须嵌入稳定的岩体中,一般的嵌入深度为立柱断面尺寸的3倍。当所支挡的主体位于高度较大的陡崖边坡的顶部时,可有两种处理办法:
1 将立柱延伸到坡脚,为了增强立柱的稳定性,可在陡崖的适当部位增设一定数量的锚杆。
2 将立柱在具有一定承载能力的陡崖顶部截断,在立柱底部增设锚杆,以承受立柱底部的横推力及部分竖向力。
6.8.5-6.8.6
6.8.5 岩石锚杆的构造应符合下列规定:
1 岩石锚杆由锚固段和非锚固段组成。锚固段应嵌入稳定的基岩中,嵌入基岩深度应大于40倍锚杆筋体直径,且不得小于3倍锚杆的孔径。非锚固段的主筋必须进行防护处理;
2 作支护用的岩石锚杆,锚杆孔径不宜小于100mm;作防护用的锚杆,其孔径可小于100mm,但不应小于60mm;
3 岩石锚杆的间距,不应小于锚杆孔径的6倍;
4 岩石锚杆与水平面的夹角宜为15°~25°;
5 锚杆筋体宜采用热轧带肋钢筋,水泥砂浆强度不宜低于25MPa,细石混凝土强度不宜低于C25。
6.8.6 岩石锚杆锚固段的抗拔承载力,应按照本规范附录M的试验方法经现场原位试验确定。对于永久性锚杆的初步设计或对于临时性锚杆的施工阶段设计,可按下式计算:
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6.8.5 本条为锚杆的构造要求,现说明如下:
1 锚杆宜优先采用热轧带肋的钢筋作主筋,是因为在建筑工程中所用的锚杆大多不使用机械锚头,在很多情况下主筋也不允许设置弯钩,为增加主筋与混凝土的握裹力作出的规定。
2 通过大量的试验研究表明,岩石锚杆在15倍~20倍锚杆直径以深的部位已没有锚固力分布,只有锚杆顶部周围的岩体出现破坏后,锚固力才会向深部延伸。当岩石锚杆的嵌岩深度小于3倍锚杆的孔径时,其抗拔力较低,不能采用本规范式(6.8.6)进行抗拔承载力计算。
3 锚杆的施工质量对锚杆抗拔力的影响很大,在施工中必须将钻孔清洗干净,孔壁不允许有泥膜存在。锚杆的施工还应满足有关施工验收规范的规定。
7软弱地基
7.1 一般规定
7.1.1 -7.1.5
7.1.1 当地基压缩层主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成时应按软弱地基进行设计。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层处理。
7.1.2 勘察时,应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和土质情况;冲填土尚应查明排水固结条件;杂填土应查明堆积历史,确定自重压力下的稳定性、湿陷性等。
7.1.3 设计时,应考虑上部结构和地基的共同作用。对建筑体型、荷载情况、结构类型和地质条件进行综合分析,确定合理的建筑措施、结构措施和地基处理方法。
7.1.4 施工时,应注意对淤泥和淤泥质土基槽底面的保护,减少扰动。荷载差异较大的建筑物,宜先建重、高部分,后建轻、低部分。
7.1.5 活荷载较大的构筑物或构筑物群(如料仓、油罐等),使用初期应根据沉降情况控制加载速率,掌握加载间隔时间,或调整活荷载分布,避免过大倾斜。
7.2 利用与处理
7.2.1 -7.2.6
7.2.1 利用软弱土层作为持力层时,应符合下列规定:
1 淤泥和淤泥质土,宜利用其上覆较好土层作为持力层,当上覆土层较薄,应采取避免施工时对淤泥和淤泥质土扰动的措施;
2 冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,可利用作为轻型建筑物地基的持力层。
7.2.2 局部软弱土层以及暗塘、暗沟等,可采用基础梁、换土、桩基或其他方法处理。
7.2.3 当地基承载力或变形不能满足设计要求时,地基处理可选用机械压实、堆载预压、真空预压、换填垫层或复合地基等方法。处理后的地基承载力应通过试验确定。
7.2.4 机械压实包括重锤夯实、强夯、振动压实等方法,可用于处理由建筑垃圾或工业废料组成的杂填土地基,处理有效深度应通过试验确定。
7.2.5 堆载预压可用于处理较厚淤泥和淤泥质土地基。预压荷载宜大于设计荷载,预压时间应根据建筑物的要求以及地基固结情况决定,并应考虑堆载大小和速率对堆载效果和周围建筑物的影响。采用塑料排水带或砂井进行堆载预压和真空预压时,应在塑料排水带或砂井顶部作排水砂垫层。
7.2.6 换填垫层(包括加筋垫层)可用于软弱地基的浅层处理。垫层材料可采用中砂、粗砂、砾砂、角(圆)砾、碎(卵)石、矿渣、灰土、粘性土以及其它性能稳定、无腐蚀性的材料。加筋材料可采用高强度、低徐变、耐久性好的土工合成材料。
7.2.7 已废止
复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。当地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊性土时,设计采用的增强体和施工工艺应满足处理后地基土和增强体共同承担荷载的技术要求。
条文说明
7.2.7 本条为强制性条文。规定了复合地基设计的基本原则,为确保地基设计的安全,在进行地基设计时必须严格执行。
复合地基是指由地基土和竖向增强体(桩)组成、共同承担荷载的人工地基。复合地基按增强体材料可分为刚性桩复合地基、粘结材料桩复合地基和无粘结材料桩复合地基。
当地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计时应综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺,以保证处理后的地基土和增强体共同承担荷载。
7.2.8已废止
复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定,或采用增强体载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。
条文说明
7.2.8 本条为强制性条文。强调复合地基的承载力特征值应通过载荷试验确定。可直接通过复合地基载荷试验确定,或通过增强体载荷试验结合土的承载力特征值和地区经验确定。
桩体强度较高的增强体,可以将荷载传递到桩端土层。当桩长较长时,由于单桩复合地基载荷试验的荷载板宽度较小,不能全面反映复合地基的承载特性。因此单纯采用单桩复合地基载荷试验的结果确定复合地基承载力特征值,可能由于试验的载荷板面积或由于褥垫层厚度对复合地基载荷试验结果产生影响。因此对复合地基承载力特征值的试验方法,当采用设计褥垫厚度进行试验时,对于独立基础或条形基础宜采用基础宽度相等的载荷板进行试验,当基础宽度较大试验有困难而采用较小宽度载荷板进行试验时,应考虑褥垫层厚度对实验结果的影响。必要时应进行多桩复合地基载荷试验确定。有地区经验时也可采用单桩载荷试验结果和其周边土承载力特征值结合经验确定。
7.2.9
复合地基基础底面的压力除应满足本规范公式(5.2.1-1)的要求外,还应满足本规范公式(5.2.1-2)的要求。
条文说明
7.2.9 复合地基的承载力计算应同时满足轴心荷载和偏心荷载作用的要求。
7.2.10
复合地基的最终变形量可按式(7.2.10)计算:
模量可取复合土层的压缩模量,可按本规范第7.2.12条确定;地基变形计算深度应大于加固土层的厚度,并应符合本规范第5.3.7条的规定。
条文说明
7.2.10复合地基的地基计算变形量可采用单向压缩分层总和法按本规范第5.3.5条至第5.3.8条有关的公式计算,加固区土层的模量取桩土复合模量。
由于采用复合地基的建筑物沉降观测资料较少,一直沿用天然地基的沉降计算经验系数。各地使用对复合土层模量较低时符合性较好,对于承载力提高幅度较大的刚性桩复合地基出现计算值小于实测值的现象。本次规范修订通过对收集到的全国31个CFG桩复合地基工程沉降观测资料分析,得出地基的沉降计算经验系数与沉降计算深度范围内压缩模量当量值的关系如图14所示,本次修订对于当量模量大于15MPa的沉降计算经验系数进行了调整。
7.2.11
7.2.12 - 7.2.13
7.2.12 复合地基变形计算时,复合土层的压缩模量可按下列公式计算:
7.2.13 增强体顶部应设褥垫层。褥垫层可采用中砂、粗砂、砾砂、碎石、卵石等散体材料。碎石、卵石宜掺入20%~30%的砂。
7.3 建筑措施
7.3.1-7.3.2
7.3.1 在满足使用和其他要求的前提下,建筑体型应力求简单。当建筑体型比较复杂时,宜根据其平面形状和高度差异情况,在适当部位用沉降缝将其划分成若干个刚度较好的单元;当高度差异或荷载差异较大时,可将两者隔开一定距离,当拉开距离后的两单元必须连接时,应采用能自由沉降的连接构造。
7.3.2 当建筑物设置沉降缝时,应符合下列规定:
1 建筑物的下列部位,宜设置沉降缝:
1) 建筑平面的转折部位;
2) 高度差异或荷载差异处;
3) 长高比过大的砌体承重结构或钢筋混凝土框架结构的适当部位;
4) 地基土的压缩性有显著差异处;
5) 建筑结构或基础类型不同处;
6) 分期建造房屋的交界处。
2 沉降缝应有足够的宽度,缝宽可按表7.3.2选用。
7.3.3-7.3.5
7.3.3 相邻建筑物基础间的净距,可按表7.3.3选用。
7.3.4 相邻高耸结构或对倾斜要求严格的构筑物的外墙间隔距离,应根据倾斜允许值计算确定。
7.3.5 建筑物各组成部分的标高,应根据可能产生的不均匀沉降采取下列相应措施:
1 室内地坪和地下设施的标高,应根据预估沉降量予以提高。建筑物各部分(或设备之间)有联系时,可将沉降较大者标高提高;
2 建筑物与设备之间,应留有净空。当建筑物有管道穿过时,应预留孔洞,或采用柔性的管道接头等。
7.4 结构措施
7.4.1 -7.4.4
7.4.1 为减少建筑物沉降和不均匀沉降,可采用下列措施:
1 选用轻型结构,减轻墙体自重,采用架空地板代替室内填土;
2 设置地下室或半地下室,采用覆土少、自重轻的基础形式;
3 调整各部分的荷载分布、基础宽度或埋置深度;
4 对不均匀沉降要求严格的建筑物,可选用较小的基底压力。
7.4.2 对于建筑体型复杂、荷载差异较大的框架结构,可采用箱基、桩基、筏基等加强基础整体刚度,减少不均匀沉降。
7.4.3 对于砌体承重结构的房屋,宜采用下列措施增强整体刚度和强度:
1 对于三层和三层以上的房屋,其长高比L/Hf宜小于或等于2.5;当房屋的长高比为2.5< L/Hf≤3.0时,宜做到纵墙不转折或少转折,并应控制其内横墙间距或增强基础刚度和强度。当房屋的预估最大沉降量小于或等于120mm时,其长高比可不受限制;
2 墙体内宜设置钢筋混凝土圈梁或钢筋砖圈梁;
3 在墙体上开洞时,宜在开洞部位配筋或采用构造柱及圈梁加强。
7.4.4 圈梁应按下列要求设置:
1 在多层房屋的基础和顶层处应各设置一道,其他各层可隔层设置,必要时也可逐层设置。单层工业厂房、仓库,可结合基础梁、联系梁、过梁等酌情设置;
2 圈梁应设置在外墙、内纵墙和主要内横墙上,并宜在平面内联成封闭系统。
7.5 大面积地面荷载
7.5.1 -7.5.4
7.5.1 在建筑范围内有地面荷载的单层工业厂房、露天车间和单层仓库的设计,应考虑由于地面荷载所产生的地基不均匀变形及其对上部结构的不利影响。当有条件时,宜利用堆载预压过的建筑场地。
注:地面荷载系指生产堆料、工业设备等地面堆载和天然地面上的大面积填土。
7.5.2 地面堆载应均衡,并应根据使用要求、堆载特点、结构类型和地质条件确定允许堆载量和范围。
堆载不宜压在基础上。大面积的填土,宜在基础施工前三个月完成。
7.5.3 地面堆载荷载应满足地基承载力、变形、稳定性要求,并应考虑对周边环境的影响。当堆载量超过地基承载力特征值时应进行专项设计。
7.5.4 厂房和仓库的结构设计,可适当提高柱、墙的抗弯能力,增强房屋的刚度。对于中、小型仓库,宜采用静定结构。
7.5.5
对于在使用过程中允许调整吊车轨道的单层钢筋混凝土工业厂房和露天车间的天然地基设计,除应遵守本规范第5章的有关规定外,尚应符合下式要求:
条文说明
7.5.5 在计算依据(基础由于地面荷载引起的倾斜值≤0.008)和计算方法与原规范相同的基础上,做了复算,结果见表13。
大面积地面荷载作用下地基附加沉降的计算举例:
单层工业厂房,跨度l=24m,柱基底面边长b=3.5m,基础埋深l.7m,地基土的压缩模量Es=4MPa,堆载纵向长度a=60m,厂房填土在基础完工后填筑,地面荷载大小和范围如图15所示,求由于地面荷载作用下柱基内侧边缘中点(A)的地基附加沉降值,并验算是否满足天然地基设计要求。
一、等效均布地面荷载qeq
计算步骤如表14所示。
二、柱基内侧边缘中点(A)的地基附加沉降值
计算时取a=30m,b=17.5m。计算步骤如表15所示。
注:地面荷载宽度b’=17.5m,由地基变形计算深度z处向上取计算层厚度为1.2m。从上表中得知地基变形计算深度zn为31m,所以由地面荷载引起柱基内侧边缘中点(A)的地基附加沉降值s’g=77.3mm。按a=60m,b=3.5m,查表13得地基附加沉降允许值[s’g]=80mm,故满足天然地基设计的要求。
7.5.6
按本规范第7.5.5条设计时,应考虑在使用过程中垫高或移动吊车轨道和吊车梁的可能性。应增大吊车顶面与屋架下弦间的净空和吊车边缘与上柱边缘间的净距,当地基土平均压缩模量Es为3MPa左右,地面平均荷载大于25kPa时,净空宜大于300mm,净距宜大于200mm。并应按吊车轨道可能移动的幅度,加宽钢筋混凝土吊车梁腹部及配置抗扭钢筋。
7.5.7 具有地面荷载的建筑地基遇到下列情况之一时,宜采用桩基:
1 不符合本规范7.5.5条要求;
2 车间内设有起重量300kN以上、工作级别大于A5的吊车;
3 基底下软土层较薄,采用桩基经济者。
8基 础
8.1 无筋扩展基础
8.1.1
无筋扩展基础(图8.1.1)高度应满足下式的要求:
注: 1 pk为作用标准组合时的基础底面处的平均压力值(kPa);
2 阶梯形毛石基础的每阶伸出宽度,不宜大于200mm;
3 当基础由不同材料叠合组成时,应对接触部分作抗压验算;
4 混凝土基础单侧扩展范围内基础底面处的平均压力值超过300kPa时,尚应进行抗剪验算;对基底反力集中于立柱附近的岩石地基,应进行局部受压承载力验算。
条文说明
8.1.1 本规范提供的各种无筋扩展基础台阶宽高比的允许值沿用了本规范1974版规定的允许值,这些规定都是经过长期的工程实践检验,是行之有效的。本规范2002版在编制时,根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010以及《砌体结构设计规范》GB50003对混凝土和砌体结构的材料强度等级要求作了调整。计算结果表明,当基础单側扩展范围内基础底面处的平均压力值超过300kPa时,应按下式验算墙(柱)边缘或变阶处的受剪承载力:
上式是根据材料力学、素混凝土抗拉强度设计值、以及基底反力为直线分布的条件下确定的,适用于除岩石以外的地基。
对基底反力集中于立柱附近的岩石地基,基础的抗剪验算条件应根据各地区具体情况确定。重庆大学曾对置于泥岩、泥质砂岩和砂岩等变形模量较大的岩石地基上的无筋扩展基础进行了试验,试验研究结果表明,岩石地基上无筋扩展基础的基底反力曲线是一倒置的马鞍形,呈现出中间大,两边小,到了边缘又略为增大的分布形式,反力的分布曲线主要与岩体的变形模量和基础的弹性模量比值、基础的高宽比有关。由于试验数据少,且因我国幅员辽阔,岩石类别较多,目前尚不能提供有关此类基础的受剪承载力验算公式,因此有关岩石地基上无筋扩展基础的台阶宽高比应结合各地区经验确定。根据已掌握的岩石地基上的无筋扩展基础试验中出现沿柱周边直剪和劈裂破坏现象,提出设计时应对柱下混凝土基础进行局部受压承载力验算,避免柱下素混凝土基础可能因横向拉应力达到混凝土的抗拉强度后引起基础周边混凝土发生竖向劈裂破坏和压陷。
8.1.2
采用无筋扩展基础的钢筋混凝土柱,其柱脚高度h1不得小于b1(图8.1.1),并不应小于300mm且不小于20d。当柱纵向钢筋在柱脚内的竖向锚固长度不满足锚固要求时,可沿水平方向弯折,弯折后的水平锚固长度不应小于10d也不应大于20d。
注:d为柱中的纵向受力钢筋的最大直径。
8.2 扩展基础
8.2.1
扩展基础的构造,应符合下列规定:
1 锥形基础的边缘高度不宜小于200mm,且两个方向的坡度不宜大于1:3;阶梯形基础的每阶高度,宜为300mm~500mm;
2 垫层的厚度不宜小于70mm,垫层混凝土强度等级不宜低于C10;
3 扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%,底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不宜小于8mm;间距不宜大于300mm;每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15% 。当有垫层时钢筋保护层的厚度不应小于40mm;无垫层时不应小于70mm;
4 混凝土强度等级不应低于C20;
5 当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时,底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍,并宜交错布置(图8.2.1-1);
6 钢筋混凝土条形基础底板在T形及十字形交接处,底板横向受力钢筋仅沿一个主要受力方向通长布置,另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度1/4处(图8.2.1-2)。在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置(图8.2.1-2)。
8.2.2
钢筋混凝土柱和剪力墙纵向受力钢筋在基础内的锚固长度应符合下列规定:
1 钢筋混凝土柱和剪力墙纵向受力钢筋在基础内的锚固长度(la)应根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010有关规定确定;
2 抗震设防烈度为6度、7度、8度和9度地区的建筑工程,纵向受力钢筋的抗震锚固长度(laE)应按下式计算:
1) 一、二级抗震等级纵向受力钢筋的抗震锚固长度(laE)应按下式计算:
laE=1.15 la (8.2.2-1)
2) 三级抗震等级纵向受力钢筋的抗震锚固长度(laE)应按下式计算:
laE=1.05 la (8.2.2-2)
3) 四级抗震等级纵向受力钢筋的抗震锚固长度(laE)应按下式计算:
laE= la (8.2.2-3)
式中:la——纵向受拉钢筋的锚固长度(m)。
3 当基础高度小于la(laE)时,纵向受力钢筋的锚固总长度除符合上述要求外,其最小直锚段的长度不应小于20d,弯折段的长度不应小于150mm。
8.2.3
现浇柱的基础,其插筋的数量、直径以及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固长度应满足本规范第8.2.2条的规定,插筋与柱的纵向受力钢筋的连接方法,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定。插筋的下端宜作成直钩放在基础底板钢筋网上。当符合下列条件之一时,可仅将四角的插筋伸至底板钢筋网上,其余插筋锚固在基础顶面下la或laE处(图8.2.3)。
1 柱为轴心受压或小偏心受压,基础高度大于等于1200mm;
2 柱为大偏心受压,基础高度大于等于1400mm。
8.2.4
预制钢筋混凝土柱与杯口基础的连接(图8.2.4),应符合下列规定:
1 柱的插入深度,可按表8.2.4-1选用,并应满足本规范第8.2.2条钢筋锚固长度的要求及吊装时柱的稳定性;
2 基础的杯底厚度和杯壁厚度,可按表8.2.4-2选用;
注: 1 双肢柱的杯底厚度值,可适当加大;
2 当有基础梁时,基础梁下的杯壁厚度,应满足其支承宽度的要求;
3 柱子插入杯口部分的表面应凿毛,柱子与杯口之间的空隙,应用比基础混凝土强度等级高一级的细石混凝土充填密实,当达到材料设计强度的70%以上时,方能进行上部吊装。
3 当柱为轴心受压或小偏心受压且t/h2≥0.65时,或大偏心受压且t/h2≥0.75时,杯壁可不配筋;当柱为轴心受压或小偏心受压且0.5≤t/h2<0.65时,杯壁可按表8.2.4-3构造配筋;其他情况下,应按计算配筋。
8.2.5
预制钢筋混凝土柱(包括双肢柱)与高杯口基础的连接(图8.2.5-1),除应符合本规范第8.2.4条插入深度的规定外,尚应符合下列规定:
1 起重机起重量小于或等于750kN,轨顶标高小于或等于14m,基本风压小于0.5kPa的工业厂房,且基础短柱的高度不大于5m;
2 起重机起重量大于750kN,基本风压大于0.5kPa,且应符合下式的规定:
3 当基础短柱的高度大于5m,并应符合下式的规定:
式中:Δ1——单位水平力作用在以高杯口基础顶面为固定端的柱顶时,柱顶的水平位移(m);
Δ2——单位水平力作用在以短柱底面为固定端的柱顶时,柱顶的水平位移(m)。
4 杯壁厚度应符合表8.2.5的规定。高杯口基础短柱的纵向钢筋,除满足计算要求外,在非地震区及抗震设防烈度低于9度地区,且满足本条第1、2、3款的要求时,短柱四角纵向钢筋的直径不宜小于20mm,并延伸至基础底板的钢筋网上;短柱长边的纵向钢筋,当长边尺寸小于或等于1000mm时,其钢筋直径不应小于12mm,间距不应大于300mm;当长边尺寸大于1000mm时,其钢筋直径不应小于16mm,间距不应大于300mm,且每隔一米左右伸下一根并作150mm的直钩支承在基础底部的钢筋网上,其余钢筋锚固至基础底板顶面下La处(图8.2.5-2)。短柱短边每隔300mm应配置直径不小于12mm的纵向钢筋且每边的配筋率不少于0.05%短柱的截面面积。短柱中杯口壁内横向箍筋不应小于A8@150;短柱中其他部位的箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于300mm;当抗震设防烈度为8度和9度时,箍筋直径不应小于8mm,间距不应大于150mm。
条文说明
8.2.5 自本规范GBJ 7—89版颁布后,国内高杯口基础杯壁厚度以及杯壁和短柱部分的配筋要求基本上照此执行,情况良好。本次修订,保留了本规范2002版增加的抗震设防烈度为8°和9°时,短柱部分的横向箍筋的配置量不宜小于φ8@150的要求。
制定高杯口基础的构造依据是:
1 杯壁厚度t
多数设计在计算有短柱基础的厂房排架时,一般都不考虑短柱的影响,将排架柱视作固定在基础杯口顶面的二阶柱(图16b)。这种简化计算所得的弯矩m较考虑有短柱存在按三阶柱(图16c)计算所得的弯矩小。
原机械工业部设计院对起重机起重量小于或等于750kN,轨顶标高在14m以下的一般工业厂房作了大量分析工作,分析结果
表明:短柱刚度愈小即 的比值愈大(图
16a),则弯矩误差图示暂不可用,即图示暂不可用愈大。图17为二阶柱和三阶柱的弯矩误差关系,从图中可以看到,当
=1.11时,图示暂不可用=8%,构件尚属安全
使用范围之内。在相同的短柱高度和相同的柱截面条件下,短柱的刚度与杯壁的厚度t有关,GBJ7—89规范就是据此规定杯壁的厚度。通过十多年实践,按构造配筋的限制条件可适当放宽,本规范2002版参照《机械工厂结构设计规范》GBJ 8-97增加了8.2.5之2、3限制条件。
对符合本规范条文要求,且满足表8.2.5杯壁厚度最小要求的设计可不考虑高杯口基础短柱部分对排架的影响,否则应按三阶柱进行分析。
2 杯壁配筋
杯壁配筋的构造要求是基于横向(顶层钢筋网和横向箍筋)和纵向钢筋共同工作的计算方法,并通过试验验证。大量试算工作表明,除较小柱截面的杯口外,均能保证必需的安全度。顶层钢筋网由于抗弯力臂大,设计时应充分利用其抗弯承载力以减少杯壁其他的钢筋用量。横向箍筋φ8@150的抗弯承载力随柱的插入杯口深度h1而异,但当柱截面高度h大于1000mm,h1=0.8h时,抗弯能力有限,因此设计时横向箍筋不宜大于φ8@150。纵向钢筋构造要求为A12~A16,且其设置量又与h成正比,h愈大则其抗弯承载力愈大,当h≥1000mm时,其抗弯承载力已达到甚至超过顶层钢筋网的抗弯承载力。
8.2.6
扩展基础的基础底面积,应按本规范第五章有关规定确定。在条形基础相交处,不应重复计入基础面积。
8.2.7 已废止
扩展基础的计算应符合下列规定:
1 对柱下独立基础,当冲切破坏锥体落在基础底面以内时,应验算柱与基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力;
2 对基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的柱下独立基础,以及墙下条形基础,应验算柱(墙)与基础交接处的基础受剪切承载力;
3 基础底板的配筋,应按抗弯计算确定;
4 当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时,尚应验算柱下基础顶面的局部受压承载力。
条文说明
8.2.7 本条为强制性条文。规定了扩展基础的设计内容:受冲切承载力计算、受剪切承载力计算、抗弯计算、受压承载力计算。为确保扩展基础设计的安全,在进行扩展基础设计时必须严格执行。
8.2.8 -8.2.9
8.2.8 柱下独立基础的受冲切承载力应按下列公式验算:
式中:βhp——受冲切承载力截面高度影响系数,当h不大于800mm时,βhp取1.0;当h大于等于2000mm时,βhp取0.9,其间按线性内插法取用;
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa);
h0——基础冲切破坏锥体的有效高度(m);
图示暂不可用——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度(m);
图示暂不可用——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长(m),当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽;
图示暂不可用——冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长(m),当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内(图8.2.8a、b),计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效高度;当计算基础变阶处的受冲切承载力时,取上阶宽加两倍该处的基础有效高度;
pj——扣除基础自重及其上土重后相应于作用的基本组合时的地基土单位面积净反力(kPa),对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;
Al——冲切验算时取用的部分基底面积(m2)(图8.2.8a、b中的阴影面积ABCDEF);
Fl——相应于作用的基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值(kPa)。
8.2.9 当基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度时,应按下列公式验算柱与基础交接处截面受剪承载力:
式中:Vs ——柱与基础交接处的剪力设计值(kN),图8.2.9中的阴影面积乘以基底平均净反力;
βhs——受剪切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取h0=800mm;当h0>2000mm时,取h0=2000mm;
A0——验算截面处基础的有效截面面积(m2)。当验算截面为阶形或锥形时,可将其截面折算成矩形截面,截面的折算宽度和截面的有效高度按本规范附录U计算。
条文说明
8.2.8 -8.2.9 为保证柱下独立基础双向受力状态,基础底面两个方向的边长一般都保持在相同或相近的范围内,试验结果和大量工程实践表明,当冲切破坏锥体落在基础底面以内时,此类基础的截面高度由受冲切承载力控制。本规范编制时所作的计算分析和比较也表明,符合本规范要求的双向受力独立基础,其剪切所需的截面有效面积一般都能满足要求,无需进行受剪承载力验算。考虑到实际工作中柱下独立基础底面两个方向的边长比值有可能大于2,此时基础的受力状态接近于单向受力,柱与基础交接处不存在受冲切的问题,仅需对基础进行斜截面受剪承载力验算。因此,本次规范修订时,补充了基础底面短边尺寸小于柱宽加两倍基础有效高度时,验算柱与基础交接处基础受剪承载力的条款。验算截面取柱边缘,当受剪验算截面为阶梯形及锥形时,可将其截面折算成矩形,折算截面的宽度及截面有效高度,可按照本规范附录U确定。需要说明的是:计算斜截面受剪承载力时,验算截面的位置,各国规范的规定不尽相同。对于非预应力构件,美国规范ACI318,根据构件端部斜截面脱离体的受力条件规定了:当满足(1)支座反力(沿剪力作用方向)在构件端部产生压力时;(2)距支座边缘h0范围内无集中荷载时;取距支座边缘h0处作为验算受剪承载力的截面,並取距支座边缘h0处的剪力作为验算的剪力设计值。当不符合上述条件时,取支座边缘处作为验算受剪承载力的截面,剪力设计值取支座边缘处的剪力。我国混凝土结构设计规范对均布荷载作用下的板类受弯构件,其斜截面受剪承载力的验算位置一律取支座边缘处,剪力设计值一律取支座边缘处的剪力。在验算单向受剪承载力时,ACI-318 规范的混凝土抗剪强度取图示暂不可用,抗剪强度为冲切承载力(双向受剪)时混凝土抗剪强度 的一半,而我国的混凝土单向抗剪强度与双向受剪强度之间,一般条件下只是在截面高度影响系数中略有差别。对于单向受力的基础底板,按照我国混凝土设计规范的受剪承载力公式验算,按照我国混凝土设计规范的受剪承载力公式验算,计算截面从板边退出h0算得的板厚小于美国 ACI318 规范,而验算断面取梁边或墙边时算得的板厚则大于美国规范。
本条文中所说的“短边尺寸”是指垂直于力矩作用方向的基础底边尺寸。
8.2.10
墙下条形基础底板应按本规范公式(8.2.9-1)验算墙与基础底板交接处截面受剪承载力,其中A0为验算截面处基础底板的单位长度垂直截面有效面积,Vs为墙与基础交接处由基底平均净反力产生的单位长度剪力设计值。
条文说明
8.2.10 墙下条形基础底板为单向受力,应验算墙与基础交接处单位长度的基础受剪切承载力。