王蕾

(洪航建筑設(shè)計(jì)有限公司，江西 南昌 330024)

一、引言

在深、淺二大類基礎(chǔ)中，前者埋深較大，如果說其主要作用是把所承受的荷載相對(duì)集中地傳遞到基礎(chǔ)深部，那么淺基礎(chǔ)則是通過基礎(chǔ)地面，把荷載擴(kuò)散分布于淺部地層。選擇地基基礎(chǔ)方案時(shí)，通常優(yōu)先考慮天然地基上不大的或簡(jiǎn)單的淺基礎(chǔ)，例如沿墻或逐柱設(shè)置的擴(kuò)展基礎(chǔ)等。因?yàn)檫@類基礎(chǔ)埋置不深，用料較省，無需復(fù)雜的施工設(shè)備，在開挖基坑，必要時(shí)支護(hù)坑避和排水疏干后，地基不加處理即可修建，因而工期短、造價(jià)底。

二、淺基礎(chǔ)常規(guī)設(shè)計(jì)的條件

1、常用的淺基礎(chǔ)體型不大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在計(jì)算單個(gè)基礎(chǔ)時(shí)，一般遵循上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的變形協(xié)調(diào)條件，也不考慮地基的相互作用，這種簡(jiǎn)化法也經(jīng)常用于許多連續(xù)基礎(chǔ)的初步設(shè)計(jì)，特稱為常規(guī)設(shè)計(jì)。

2、由于淺基礎(chǔ)的埋置深度與基礎(chǔ)地面寬度相比較小，在確定淺基礎(chǔ)的地基承載力時(shí)，一般不考慮基礎(chǔ)地面標(biāo)高以上基礎(chǔ)旁側(cè)土體抗剪強(qiáng)度的有側(cè)影響，這是由于旁側(cè)回填土強(qiáng)度較低，易受外界影響而變異的緣故；此外，在計(jì)算基礎(chǔ)深度時(shí)，可采用基底附加壓力來近似考慮埋置深度的影響。

三、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的細(xì)節(jié)

1、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足三項(xiàng)基本原則：

（1）對(duì)防止地基土剪切破壞和喪失穩(wěn)定性方面，應(yīng)具有足夠的安全度。

（2）應(yīng)控制地基的特征變形量，是指不超過建筑物的地基特征變量允許值，以免引起基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的損壞，或影響建筑物的使用功能和外觀。

2、設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)須妥善處理如下問題：

（1）充分掌握擬建場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和地基勘察資料。地基勘察的詳細(xì)程度應(yīng)與建筑物的安全等級(jí)和場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件相適應(yīng)。

（2）在研究地基勘察資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合結(jié)構(gòu)的類型，荷載的性質(zhì)、大小和分布，建筑布置和使用要求以及擬建的基礎(chǔ)對(duì)原有建筑或設(shè)施的影響，從而考慮基礎(chǔ)類型和平面布置方案，并確定地基持力層和基礎(chǔ)埋置深度。

（3）以簡(jiǎn)化的或考慮相互作用的計(jì)算方法進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和截面設(shè)計(jì)，以保證基礎(chǔ)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性。

四、基礎(chǔ)埋置深度

基礎(chǔ)埋置深度要根據(jù)持力層承載力，通過計(jì)算選擇土層類別和設(shè)定埋置深度。下面所列為基礎(chǔ)埋置深度要符合的一般項(xiàng)目。

①基礎(chǔ)頂面或大放腳面一般低于室外設(shè)計(jì)地面100mm。

②外墻或外柱基礎(chǔ)底面一般低于室外設(shè)計(jì)地面500mm。

③基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋，但必須把松散的人工填土或耕作挖去；基礎(chǔ)底面放在未破壞的老土表面層下150mm，當(dāng)遇到局部地基較弱時(shí)，可采用人工地基處理，局部落實(shí)到老土上。

④基礎(chǔ)宜埋在地下水位以上，如必須埋在地下水位以下時(shí)，則應(yīng)采取措施，以保證地基土在施工時(shí)不受擾動(dòng)。

⑤基礎(chǔ)埋深不宜深于相鄰原有基礎(chǔ)。當(dāng)深于原有基礎(chǔ)時(shí)，兩相鄰基礎(chǔ)間應(yīng)保持一定凈距 D，一般 D＝（1～2）C，C 為兩基礎(chǔ)底面高差。

五、地基承載力設(shè)計(jì)值

地基承載力設(shè)計(jì)值首先必須保證在荷載作用下的地基土體產(chǎn)生剪切破壞而失效，應(yīng)具有足夠的安全度。因此，各級(jí)建筑物淺基礎(chǔ)的地基承載力驗(yàn)算均應(yīng)滿足p≤f。這里f即為地基豎向承載力設(shè)計(jì)值，簡(jiǎn)稱承載力設(shè)計(jì)值。

現(xiàn)歸納了三種方法來確定f值：

1、根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以理論公式計(jì)算；2、按現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)的p-s曲線確定；

3、種方法按規(guī)范提供的承載力表確定。

其中第三種方法在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用最多、最廣泛。應(yīng)為我國(guó)國(guó)家《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)是以各地區(qū)靜載荷試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，通過統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)各類土建立了按野外鑒別結(jié)果、室內(nèi)物理、力學(xué)指標(biāo)或現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)力觸探試驗(yàn)錘擊數(shù)查取地基承載力基本值f?；驑?biāo)準(zhǔn)值fk的表格，使用便捷，節(jié)省時(shí)間。

地基承載力設(shè)計(jì)值的計(jì)算步驟如下：

1、按各類土承載力標(biāo)準(zhǔn)值表或載荷試驗(yàn)的p-s曲線確定地基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值fk或基本值f。如果時(shí)根據(jù)土的物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)確定的基本值，則應(yīng)按下式折算為標(biāo)準(zhǔn)值：fk=Ψff。

2、當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，應(yīng)按下式計(jì)算地基承載力設(shè)計(jì)值：f=fk+ηbr(b-3)+ηdr。（d-0.5）

當(dāng)計(jì)算所得設(shè)計(jì)值f<1.1fk時(shí)，取f=1.1fk。

3、不滿足按2中公式計(jì)算的條件時(shí)，按f=1.1fk確定地基承載力設(shè)計(jì)值。

設(shè)計(jì)淺基礎(chǔ)時(shí)，一般先確定埋深d并初步選擇地面尺寸，求得基底以下持力層的承載力設(shè)計(jì)值f，再按p-f驗(yàn)算并調(diào)整尺寸直至滿足設(shè)計(jì)要求。

下面例舉一受中心荷載作用下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的工程實(shí)例，以便能客觀的說明此方法的運(yùn)用。條件如下：

柱基礎(chǔ)荷載設(shè)計(jì)值：FV=835KN，F(xiàn)H=14KN，M=57.7KN，持力層和下臥層承載力的回歸修正系數(shù)分別為0.952和0.977。持力層和下臥層是否滿足要求。計(jì)算步驟：

（1）下臥層承載力計(jì)算值fz

當(dāng) ω＝42%時(shí)，f＝86Kpa，

故承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=0.977×86＝84kpa

作深度修正求得fz

d應(yīng)為從地面算起得下臥層頂面埋藏深度，即d=5.5m

γ。應(yīng)為該深度范圍內(nèi)土得加權(quán)平均重度，γ'為持力層得有效重度

當(dāng) fk≥50KPa 時(shí)，取修正系數(shù) ηd＝1.1

（3）下臥層頂面處土得自重壓力σCZ

（2）地基壓力擴(kuò)散角θ

Q按上下層土得壓縮模量比ES1/ES2＝7.5/2.5＝3，以及 Z/b=3.3/2.0>0.5，根據(jù)地基壓力擴(kuò)散角 θ值，得 θ＝23°，tgθ＝0.424

（4）基底處得平均壓力p和土的自重壓力σC

P=（FV+G）/A=（825+20×2×2.5×2.2）（/2×2.5）＝211KPa

σC＝16×1.5+19.8×0.7＝38KPa

（5）下臥層頂面處的附加壓力σZ

σZ＝[2.5×2×(211-38)]/[(2.5+3.3×0.424)×(2+2×3.3×0.424)]

=34KPa

（6）驗(yàn)算

σZ+σCZ＝34+70＝104KPa

滿足條件

結(jié)束語

以上只是對(duì)地基基礎(chǔ)的部分論述，在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)具體條件情況靈活處理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工方法也在不斷的改進(jìn)。理論和實(shí)踐相結(jié)合，再溶入先進(jìn)的科學(xué)方法，設(shè)計(jì)工作的速度和效果正在不斷的完善。

[1]顧曉魯.地基與基礎(chǔ)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]GBJ7-89.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]GB50021-94.巖土工程勘察規(guī)范[S].

[4]JGJ79-91.建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].