建筑地基基础设计规范宣贯报告.ppt
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1、,建筑地基基础设计规范GB50007-2011宣贯报告 报告人:王小南,宣贯依据1.建筑地基基础设计规范GB50007-2011及条文说明2.2011版建筑地基基础设计规范理解与应用3.2012年7月3日建设部标准定额司在深圳组织的2011版建筑地基基础设计规范宣贯会议内容,修编情况介绍规范修订内容,修编情况介绍,修编背景修编原则主要修订,修编背景,2000版建筑结构设计规范经过十年左右的运用,各主要规范均相继进行了修编,地基基础规范也不例外。国家技术政策的调整 随着国家国力的提高,对建筑物的性能要求相应提高,要提高建筑的品质和质量。安全性、稳定性、耐久性。工程建设的需要 中国的城镇化进程,可
2、使用建设用地紧张,地下空间的开发利用,房屋建设的“高、深、大”引起的地基基础设计问题:同一大面积整体基础上建有多个高层或多层建筑的基础设计 深、大基础的地基变形计算及回弹再压缩变形计算 建筑物抗浮设计 基坑支护结构与地下室结构合并设计(地下连续墙+逆作法施工)等等,对地基基础设计提出新的需求,修编背景,2008年10月开始,由建研院负责组织对地基规范的修编历时四年,修编后的建筑地基基础设计规范GB50007-2011于2011年7月26日发布,于今年8月1日实施,修编原则,保持规范体系不变,提高变形计算和耐久性 设计水平;2.反映近十年来地基基础领域科研方面成熟的成 果,反映原规范实施以来设计
3、和工程实践的成 功经验;3.补充、完善、充实原设计规范中的部分内容。规范了用词、用语和条文。,主要修订,1.增加地基基础设计等级中基坑工程的相关内容;2.地基基础设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限;3.增加泥炭、泥炭质土的工程定义;4.增加回弹再压缩变形计算方法;5.增加建筑物抗浮稳定计算方法;6.增加当地基中下卧岩面为单向倾斜,岩面坡度大于10%,基底下的土层厚度大于1.5m的土岩组合地基设计原则;7.增加岩石地基设计内容;8.增加岩溶地区场地根据岩溶发育程度进行地基基础设计的 原则;9.增加复合地基变形计算方法;,主要修订,10.增加扩展基础最小配筋率不应小于0.15%的设计要求;
4、11.增加当扩展基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加2倍基础 有效高度的斜截面受剪承载力计算要求;12.对桩基沉降计算方法,经统计分析,调整了沉降经验系数;13.增加对高地下水位地区,当场地水文地质条件复杂,基坑 周边环境保护要求高,设计等级为甲级的基坑工程,应进 行地下水控制专项设计的要求;14.增加对地基处理工程的工程检验要求;15.增加单桩水平载荷试验要点,单桩竖向抗拔载荷试验要点。,规范修订内容,总则基本规定地基岩土的分类及工程特性指标地基计算山区地基软弱地基基础基坑工程检验与检测,总则,总则,重点解释:4个问题1.地基基础设计的总原则()贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进
5、、经济合理、确保质量、保护环境。国家规范制定的不同时期,体现了国家当时的技术经济水平。“安全适用、技术先进、经济合理”随时代发展、科技进步和经济实力提高在不同时期的内容也在不断变化,地基基础设计规范目前已有1974年版、1989年版、2002年版和2011年版四个版本。根据地基工作状态,地基设计时应当考虑:1、在长期荷载作用下,地基变形不致造成承重结构的损坏;2、在最不利荷载作用下,地基不出现失稳现象;3、基础结构具有足够的耐久性能。,总则,2.规范的适用范围()中国幅员广阔,湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土等特殊土分布各异。根据多年建设经验,已编制了湿陷性黄土设计规范、膨胀土设计规范、冻土地基设
6、计规范等。本规范基于这种情况,主要针对工业与民用建筑(包括构筑物)的地基基础设计提出设计原则和计算方法,对于特殊土地基基础设计应符合相应规范的规定,地基基础抗震原则列入抗震设计规范,机械动力基础设计列人动力基础设计规范。,总则,3.地基基础设计的特性和要求()地基土随成因、应力历史、颗粒组成、化学成分等不同,即使原位测试指标相同,其力学性质也有很大差异;可能存在同一地基内,土的力学指标离散性较大的情况,加上暗塘、古河道、山前洪积、岩溶等许多不良地质条件,必须强调因地制宜原则。本规范对总的设计原则、计算均作出了通用规定,也给出了许多参数,各地区可根据土的特性,地质情况作具体补充。地基基础设计水平
7、评价,应该采用技术经济评价方法,即技术先进性、施工可行性和经济合理性指标。各地区的原材料情况、成熟施工技术和设备情况的各异,必须因地制宜,一个好的地基基础设计成果,必须满足技术先进、施工可行、经济合理三项要求。,总则,4.地基基础设计规范与相关规范的协调原则()本规范的使用条件,必须结合相应规范配套使用,荷载取值应符合建筑结构荷载规范GB50009的规定;基础的计算尚应符合混凝土结构设计规范GB50010和砌体结构设计规范GB50003的规定。其他结构的地基基础设计,应结合结构特性和对变形的适应能力,满足相关规范标准的要求。,基本规定,基本规定,基本规定,重点解释:5个问题1.为提高设计质量减
8、少失误的设计原则()地基基础设计,应考虑上部结构和地基基础的共同作用,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。为了满足各类建筑物的设计要求,提高设计质量,减少设计失误,规范根据地基变形、建筑物规模和功能特点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,将地基基础设计分为3个设计等级,对不同设计等级的建筑物地基基础设计对地基承载力取值方法、勘探要求、变形控制原则等在有关条文里进行了规定。对在复杂地质条件和软土地区开挖较深的基坑工程,由于基坑支护、开挖和地下水控制等技术复杂、难度较大;挖深大于15m的基坑以及基坑周边环境条件复杂、
9、环境保护要求高时对基坑支档结构的位移控制严格,也列入甲级。,基本规定,2.按变形控制设计的原则(、)地基设计时应当考虑:1)在长期荷载作用下,地基变形不致造成承重结构的损坏;2)在最不利荷载作用下,地基不出现失稳现象;3)具有足够的耐久性能。地基基础设计应注意区分上述三种功能要求,在满足第一功能要求时,地基承载力选取应以不使地基中出现过大塑性变形为原则,同时考虑在此条件下各类建筑可能出现的变形特征和变形量。地基土的变形具有长期的时间效应,与钢、混凝土、砖石等材料相比,它属于大变形材料。从已有的大量地基事故分析,绝大多数事故皆由地基变形过大或不均匀所造成。地基基础设计按变形控制的总原则已成为工程
10、界认可正确的地基基础设计原则,基本规定,3.岩土工程勘察是必要的设计依据()地基稳定性条件地层结构和均匀性及相关指标场地地下水条件抗震设防区的场地条件(类别、液化等)地基承载力特征值的确定地基土变形计算参数提出设计方案建议和注意的问题基坑支护设计条件抗浮设防水位,基本规定,4.地基基础设计两种极限状态的作用组合和抗力条件(、)建筑地基基础设计规范目前已有四个版本:1974年版规范是安全系数法的设计准则;1989年版规范第一次采用了概率极限状态设计方法;2002年版规范在1989年版规范基础上根据地基特征和国内外概率极限状态设计方法及对地基基础设计研究的现状,进行了修订。2011年版规范的极限状
11、态设计方法与2002年版保持一致。,基本规定,地基基础设计两种极限状态作用组合和使用范围,基本规定,5.设计使用年限()地基基础作为房屋建筑结构的一部分,其设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限。地基基础的耐久性设计应根据环境类别符合现行的有关国家标准的规定。大量工程实践证明,地基在长期荷载作用下承载力有所提高,基础材料应根据其工作环境满足耐久性设计要求。,房屋建筑结构的设计使用年限,地基岩土的分类及工程特性指标,岩土的分类工程特性指标,岩土的分类,岩土的分类,岩土的分类,重点解释:泥炭和泥炭质土的定义(4.1.12)在城市建设的过程中,有些工程遇到泥炭或泥炭质土。泥炭或泥炭质土是在湖相和
12、沼泽静水、缓慢的流水环境中沉积,经生物化学作用形成,含有大量的有机质,具有含水量高,压缩性高,孔隙比高和天然密度低,抗剪强度低,承载力低的工程特性。泥炭、泥炭质土不应直接作为建筑物的天然地基持力层,工程中遇到时应根据地区经验处理。,工程特性指标,工程特性指标,重点解释:土的抗剪强度指标(424)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、k,可按本规范附录E确
13、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。,地基计算,基础埋置深度承载力计算变形计算稳定性计算,基础埋置深度,基础埋置深度,重点解释:2个问题1.高层建筑基础埋置深度、)除岩石地基外,位于天然土质上的高层建筑筏形或箱形基础应有适当的埋置深度,以保证筏形和箱形基础的抗倾覆、抗滑移和地基整体稳定性,否则可能导致严重后果。随着我国城镇化进程,建设土地紧张,高层建筑设地下室,不仅满足埋置深度要求,还增加使用功能,对软土地基还能提高建筑的整体稳定性,所以一般情况下高层建筑宜设地下室。(湖北省城乡建设厅对设地下室问题有更明确的文件规定,鄂建文【2011
14、】152号文),基础埋置深度,2.季节性冻土地区基础埋置深度(、)2002年版规范称场地冻结深度为“设计冻深”,其值是根据当地标准冻深,考虑建设场地所处地基条件和环境条件,经修正后采取的更接近实际的冻深值。本次修订将“设计冻深”改为“场地冻深”,以使概念更加清晰准确。季节冻土地区基础合理浅埋在保证建筑安全方面是可以实现的,为此冻土学界从上世纪70年代开始做了大量的研究实践工作,取得了一定的成效,并将浅埋方法编入规范中。本次规范修订保留了原规范基础浅埋方法,但缩小了应用范围,将基底允许出现冻土层应用范围控制在深厚季节冻土地区的不冻胀、弱冻胀和冻胀土场地。,承载力计算,承载力计算,重点解释:3个问
15、题1.承载力修正时的基础埋深取值()规范条文基本没变,条文说明内容基本没变。目前建筑工程中大量存在的主裙楼一体结构,对主楼结构地基承载力的深度修正,宜将主楼周边基础底面以上范围的荷载,按基础两侧的超载考虑,当超载宽度大于基础宽度两倍时,可将超载折算成土层厚度作为基础埋深,两侧超载不等时,取小值。当超载宽度小于基础宽度两倍时,规范没有提及。现提供2009版北京地区建筑地基基础勘察设计规范条文说明中的处理方法供参考:通过对主楼不同荷载水平、其外围不同超载工况条件下(即外围裙房或纯地下结构不同宽度和载荷水平)的主楼基础变形特征的研究,分析得出外围超载宽度条件对主楼地基变形和承载力的影响规律。当外围超
16、载宽度为主楼基础宽度的0.5倍时(即超载宽度大于基础宽度两倍),为对承载力深度修正影响的界限。,承载力计算,主楼基础埋深和外围超载基础宽度关系示意图 Bx外围超载基础宽度 B0主楼基础宽度 d 主楼基础埋置深度(主楼修正承载力时采用值)d0主楼基础设计埋深(室外地面至主楼基底深度)d主楼外侧裙楼或地下室荷载折算出的等效土层厚度,承载力计算,2.岩石地基承载力的确定()岩石地基的承载力一般较土高得多。本条规定:“用岩基载荷试验确定”。但对完整、较完整和较破碎的岩体可以取样试验时,可以根据饱和单轴抗压强度标准值,乘以折减系数确定地基承载力特征值。由于情况复杂,折减系数的取值原则上由地方经验确定,无
17、经验时,按岩体的完整程度,给出了一个范围值。经试算和与已有的经验对比,条文给出的折减系数是安全的。至于“破碎”和“极破碎”的岩石地基,因无法取样试验,故不能用该法确定地基承载力特征值。可根据平板载荷试验确定。,变形计算,变形计算,重点解释:3个问题1.地基回弹变形计算()高层建筑由于基础埋置较深,基础的总沉降量应由地基土的回弹再压缩量与附加压力引起的沉降量两部分组成,地基回弹再压缩变形往往在总沉降中占重要地位,甚至某些高层建筑设置3层4层(甚至更多层)地下室时,总荷载有可能等于或小于该深度土的自重压力,这时高层建筑地基沉降变形将由地基回弹变形决定。公式(5.3.10)中,Eci应按现行国家标准
18、土工试验方法标准GB/T50123进行试验确定,计算时应按回弹曲线上相应的压力段计算。沉降计算经验系数c应按地区经验采用。,变形计算,2.地基回弹再压缩变形计算()地基土回弹再压缩量计算目前研究成果较少。根据室内压缩试验和现场载荷试验结果,地基土回弹再压缩量大于回弹量。中国建筑科学研究院地基基础研究所根据室内压缩试验统计,增大系数对黏性土其值为1.19,对砂土其值为1.10,工程应用时应根据试验确定。回弹再压缩变形量计算,可采用再加荷的压力小于卸荷土的自重压力段内再压缩变形线性分布的假定,按规范公式计算。根据土的固结回弹再压缩试验或平板载荷试验卸荷再加荷试验结果,地基土回弹再压缩曲线在再压缩比
19、率与再加荷比关系中可用两段线性关系模拟。,变形计算,3.整体大面积基础的变形计算()在目前的结构设计中,一般不计算建筑物在施工和使用过程中产生的地基变形所引起的结构附加应力。实际上,上部结构与地基基础在荷载作用下产生变形的过程是作为一个整体,其各个部分是相互影响,相互制约的。适当增加基础刚度可以调整不均匀沉降,并减小上部结构中的附加应力。因之,在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑,应该按照上部结构、基础和地基的共同作用,做沉降和差异沉降计算分析,进行整体设计。力求在规范允许的范围内,达到设计既经济又合理的目的。,变形计算,中国建筑科学研究院通过十余组大比尺模型试验和三十余项工程测试,得
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