中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007—2002 4
第6.6.4条 重力式挡土墙构造应符合下列要求: 1.重力式挡土墙适用于高度小于6m,地层稳定,开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段。 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.块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。在特强冻胀,强冻胀地区应考虑冻胀的影响。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10-20m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。
第6.6.5条 挡土墙的稳定性验算应符合下列要求(图6.6.5-1) 1抗滑移稳定性应按下式验算: (Gn+Ean)μ/Eat-Gt≥1.3 (6.6.5-1) Gn=Gcosa0 () Gt=Gsina0 () Eat=Easin(a-a0-δ) () Ean=Eacos(a-a0-δ) () 式中 G---挡土墙每延米自重; α0---挡土墙基底的倾角; α---挡土墙墙背的倾角; δ---土对挡土墙墙背的摩擦角,可按表6.6.5-1选用; μ---土对挡土墙基底的摩擦系数,由试验确定,也可按表6.6.5-2选用。
土对挡土墙墙背的摩擦角δ 表6.6.5-1 挡土墙情况 摩擦角δ 墙背平滑,排水不良 (0-0.33)φk 墙背粗糙,排水良好 (0.33-0.50)φk 墙背很粗糙,排水良好 (0.50-0.67)φk 墙背与填土间不可能滑动 (0.67-1.00)φk 注: φk为墙背填土的内摩擦角标准值。 土对挡土墙基底的摩擦系数μ 表6.6.5-2 土的类别 摩擦系数μ 粘性土 可塑 0.25-0.30 硬塑 0.30-0.35 坚硬 0.35-0.45 粉土 0.30-0.40 中砂,粗砂,砾砂 0.40-0.50 碎石土 0.40-0.60 软质岩 0.40-0.60 表面粗糙的硬质岩 0.65-0.75 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式验算(图6.6.5-2): (Gx0+Eazxf)/Eaxzf≥1.6 (6.6.5-2) Eax---Easin(α-δ) () Eaz=Eacos(α-δ) () xf=b-zcotα () zf=z-btanα0 () 式中 z---土压力作用点离墙踵的高度; x0---挡土墙重心离墙趾的水平距离; b---基底的水平投影宽度。
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。
6.6 土质边坡与重力式挡墙
第6.6.1条 边坡设计应符合下列原则: 1.边坡设计应保护和整治边坡环境,边坡水系应因势利导,设置排水设施。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。场地平整时,应采取确保周边建筑物安全的施工顺序和工作方法。由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.边坡工程的设计前,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。 4.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2-3m,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。对于不能向坡处排水的边坡,应在支挡结构后面设置排水暗沟。 5.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,应选择炉渣、碎石、粗砂等非冻胀性填料。
第6.6.2条 在山坡整体稳定的条件下,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6.6.2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。在任何情况下不允许在坡脚及坡面上积水。 土质边坡坡度允许值 表6.6.2 土的类别 密实度或状态 坡度允许值(高宽比) 坡高在5m以内 坡高为5~10m 碎石土 密实 中密 稍密 1:0.35-1:0.50 1:0.50-1:0.75 1:0.75-1:1.00 1:0.50-1:0.75 1:0.75-1:1.00 1:1.00-1:1.25 粘性土 坚硬 硬塑 1:0.75-1:1.00 1:1.00-1:1.25 1:1.00-1:1.25 1:1.25-1:1.50 注: 1.表中碎石土的充填物为坚硬或硬塑状态的粘性土; 2.对于砂土或充填物为砂土的碎石土,其边坡坡度允许值均按自然休止角确定。 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。
第6.6.3条 边坡支挡结构土压力计算应符合下列规定: 1.计算支挡结构的土压力时,可按主动土压力计算; 2.边坡工程主动土压力应按下式进行计算; Ea=ψc1/2γh2ka (6.6.3-1) 式中 Ea---主动土压力; ψc---主动土压力增大系数,土坡高度小于5m时宜取1.0;高度为5-8m时宜取1.1;高度大于8m时宜取1.2; γ---填土的重度; h---挡土结构的高度; ka---主动土压力系数,按本规范附录L确定。 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。 3.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(图6.6.3),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: ka=[sin(α+θ)sin(α+β)sin(θ-δr)]/sin2αsin(θ-β)sin(α-δ+θ-δr) (6.6.3-2) 式中 θ---稳定岩石坡面的倾角; δr---稳定岩石坡面与填土间的摩擦角,根据试验确定。当无试验资料时,可取δr=0.33φk,φk为填土的内摩擦角标准值。
第6.6.4条 重力式挡土墙构造应符合下列要求: 1.重力式挡土墙适用于高度小于6m,地层稳定,开挖土石方时不会危及相邻建筑物安全的地段。 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.块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。在特强冻胀,强冻胀地区应考虑冻胀的影响。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10-20m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。
第6.6.5条 挡土墙的稳定性验算应符合下列要求(图6.6.5-1) 1抗滑移稳定性应按下式验算: (Gn+Ean)μ/Eat-Gt≥1.3 (6.6.5-1) Gn=Gcosa0 () Gt=Gsina0 () Eat=Easin(a-a0-δ) () Ean=Eacos(a-a0-δ) () 式中 G---挡土墙每延米自重; α0---挡土墙基底的倾角; α---挡土墙墙背的倾角; δ---土对挡土墙墙背的摩擦角,可按表6.6.5-1选用; μ---土对挡土墙基底的摩擦系数,由试验确定,也可按表6.6.5-2选用。
土对挡土墙墙背的摩擦角δ 表6.6.5-1 挡土墙情况 摩擦角δ 墙背平滑,排水不良 (0-0.33)φk 墙背粗糙,排水良好 (0.33-0.50)φk 墙背很粗糙,排水良好 (0.50-0.67)φk 墙背与填土间不可能滑动 (0.67-1.00)φk 注: φk为墙背填土的内摩擦角标准值。 土对挡土墙基底的摩擦系数μ 表6.6.5-2 土的类别 摩擦系数μ 粘性土 可塑 0.25-0.30 硬塑 0.30-0.35 坚硬 0.35-0.45 粉土 0.30-0.40 中砂,粗砂,砾砂 0.40-0.50 碎石土 0.40-0.60 软质岩 0.40-0.60 表面粗糙的硬质岩 0.65-0.75 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式验算(图6.6.5-2): (Gx0+Eazxf)/Eaxzf≥1.6 (6.6.5-2) Eax---Easin(α-δ) () Eaz=Eacos(α-δ) () xf=b-zcotα () zf=z-btanα0 () 式中 z---土压力作用点离墙踵的高度; x0---挡土墙重心离墙趾的水平距离; b---基底的水平投影宽度。
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。
6.7 岩石边坡与岩石锚杆挡墙
第6.7.1条 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。
第6.7.2条 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6.7.2-1,图6.7.2-2)。
第6.7.3条 对单结构面外倾边坡作用在支挡结构上的横推力,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。
第6.7.4条 岩石锚杆挡土结构设计,应符合下列规定:(图6.7.4)
1.岩石锚杆挡土结构的荷载,宜采用主动土压力乘以1.1-1.2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。
第6.7.5条 岩石锚杆应符合下列构造要求: 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倍锚杆主筋的直径,且不得小于3倍锚杆的直径,混凝土强度等级不应低于C25,水泥砂浆强度不应低于25MPa。非锚固段的主筋必须进行防护处理,可采用混凝土或水泥砂浆包裹。 2.作支护用的岩石锚杆,锚杆直径不宜小于100mm,作防护用的锚杆,其直径可小于100mm,但不应小于50mm。 3.岩石锚杆的间距,不应小于锚杆直径的6倍。 4.岩石锚杆与水平面的夹角宜为15°~25°。
第6.7.6条 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: Rt=ξfurhr (6.7.6) 式中 Rt---锚杆抗拔承载力特征值; ur---锚杆的周长; hr---锚杆锚固段嵌入岩层中的有效锚固长度,按地区经验确定; f---水泥砂浆和混凝土与岩石间的粘结强度特征值,由试验确定,当缺乏试验资料时,可按表6.7.6取用; ξ---经验系数,对于永久性锚杆取0.8,对于临时性锚杆取1.0。 砂浆与岩石间的粘结强度特征值(MPa) 表6.7.6 岩石坚硬程度 软岩 较软岩 硬质岩 粘结强度 <0.2 0.2-0.4 0.4-0.6 注: 水泥砂浆强度为30MPa,混凝土强度等级C30。
第7章 软弱地基
7.1 一般规定
第7.1.1条 软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。
第7.1.2条 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。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下稳定性、湿陷性等基本因素。
第7.1.3条 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。
第7.1.4条 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。
第7.1.5条 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
第7.2.1条 利用软弱土层作为持力层时,可按下列规定: 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,均可利用作为持力层; 3.对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业废料等杂填土,未经处理不宜作为持力层。
第7.2.2条 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。
第7.2.3条 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(夯)实、堆载预压、塑料排水带或砂井真空预压、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。
第7.2.4条 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。
第7.2.5条 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。
第7.2.6条 换填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、无侵蚀性的材料。
第7.2.7条 复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。对于地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时,设计时要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。
第7.2.8条 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,或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。
第7.2.9条 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
第7.3.1条 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。
第7.3.2条 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。 沉降缝应有足够的宽度,缝宽可按表7.3.2选用。 7.3.3相邻建筑物基础间的净距,可按表7.3.3选用。 房屋沉降缝的宽度 表7.3.2 房屋层数 沉降缝宽度(mm) 二~三 四~五 五层以上 50-80 80-120 不小于120
相邻建筑物基础间的净距(m) 表7.3.3 被影响建筑 的长高比 2.0≤L/Hf<3.0 3.0≤L/Hf<5.0 影响建筑的预估平 均沉降量s(mm) 70-150 160-250 260-400 >400 2-3 3-6 6-9 9-12 3-6 6-9 9-12 ≥12 注: 1.表中L为建筑物长度或沉降缝分隔的单元长度(m);Hf 为自基础底面标高算起的建筑物高度(m); 2.当被影响建筑的长高比为1.5<L/Hf<2.0时,其间净距可适当缩小。
第7.3.4条 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。
第7.3.5条 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
第7.4.1条 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、自重轻的基础型式; 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。
第7.4.2条 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。
第7.4.3条 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.在墙体上开洞过大时,宜在开洞部位配筋或采用构造柱及圈梁加强。
第7.4.4条 圈梁应按下列要求设置: 1.在多层房屋的基础和顶层处宜各设置一道,其他各层可隔层设置,必要时也可层层设置。单层工业厂房、仓库,可结合基础梁、连系梁、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,并宜在平面内连成封闭系统。
7.5 大面积地面荷载
第7.5.1条 在建筑范围内具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荷载。
第7.5.2条 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,堆载量不应超过地基承载力特征值。 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。
第7.5.3条 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。