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5.1 一般规定


5.1.1 高层建筑筏形与箱形基础的地基应进行承载力和变形计算,当基础埋深不符合本规范第5.2.3条的要求或地基土层不均匀时应进行基础的抗滑移和抗倾覆稳定性验算及地基的整体稳定性验算。
5.1.2 当多幢新建相邻高层建筑的基础距离较近时,应分析各高层建筑之间的相互影响。当新建高层建筑的基础和既有建筑的基础距离较近时,应分析新旧建筑的相互影响,验算新旧建筑的地基承载力、地基变形和地基稳定性。
5.1.3 对单幢建筑物,在地基均匀的条件下,筏形与箱形基础的基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合;当不能重合时,在荷载效应准永久组合下,偏心距e宜符合下式规定:

e≤0.1(W/A) (5.1.3)

    式中:
    W——与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩(m3);
    A——基础底面积(m2)。
5.1.4 大面积整体基础上的建筑宜均匀对称布置。当整体基础面积较大且其上建筑数量较多时,可将整体基础按单幢建筑的影响范围分块,每幢建筑的影响范围可根据荷载情况、基础刚度、地下结构及裙房刚度、沉降后浇带的位置等因素确定。每幢建筑竖向永久荷载重心宜与影响范围内的基底平面形心重合。当不能重合时,宜符合本规范第5.1.3条的规定。
5.1.5 下列桩筏与桩箱基础应进行沉降计算:
    1 地基基础设计等级为甲级的非嵌岩桩和桩端为非深厚坚硬土层的桩筏、桩箱基础;
    2 地基基础设计等级为乙级的体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱下卧层的桩筏、桩箱基础;
    3 摩擦型桩的桩筏、桩箱基础。
5.1.6 对于地质条件不复杂、荷载较均匀、沉降无特殊要求的端承型桩筏、桩箱基础,当有可靠地区经验时,可不进行沉降计算。
5.1.7 筏形与箱形基础的整体倾斜值,可根据荷载偏心、地基的不均匀性、相邻荷载的影响和地区经验进行计算。

条文说明

5.1.1 高层建筑筏形和箱形基础的地基承载力和变形计算在正常情况下均应进行,而抗滑移和抗倾覆稳定性验算及地基的整体稳定性验算仅当基础埋深不符合本规范5.2.3条的要求或地基土层不均匀时应进行计算,对此在第5.2.2条、第5.2.3条中还将进一步说明。
5.1.2 无论是新建建筑与原有建筑,还是新建建筑物之间,当基础相距较近时,相互之间的影响总是存在的。距离过近,影响过大,就会危及建筑物的安全或正常使用。因此分析建筑物之间的相互影响,验算新旧建筑物的地基承载力、地基变形和地基稳定性是必要的。决定建筑物相邻影响距离大小的因素,主要有“影响建筑”的沉降量和“被影响建筑”的刚度等。“影响建筑”的沉降量与地基土的压缩性、建筑物的荷载大小有关。而“被影响建筑”的刚度则与其结构形式、长高比以及地基土的性质有关。现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007根据国内55个工程实例的调查和分析规定,当“影响建筑物”的平均沉降小于7cm或“被影响建筑物”具有较好刚度、长高比小于1.5时,一般可不考虑对相邻建筑的影响。当“影响建筑物”的平均沉降大于40cm时,相邻建筑基础之间的距离应大于12m。这些规定对于高层建筑筏形与箱形基础也是可以参考的。
    当相邻建筑物较近时,应采取措施减小相互影响:①尽量减小“影响建筑物”的沉降量;②新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础;③选择对地基变形不敏感的结构形式;④采用施工后浇带;⑤设置沉降缝:⑥施工时采取措施,保护或加固原有建筑物地基等。
5.1.3 对单幢建筑物,在均匀地基的条件下,基础底面的压力和基础的整体倾斜主要取决于永久荷载与可变荷载效应组合产生的偏心距大小。对基底平面为矩形的箱基,在偏心荷载作用下,基础抗倾覆稳定系数KF可用下式表示:

KF=y/e=γB/e=γ/(e/B) (1)

    式中:
    B——与组合荷载竖向合力偏心方向平行的箱基边长;
    e——作用在基底平面的组合荷载全部竖向合力对基底面积形心的偏心距;
    y——基底平面形心至最大受压边缘的距离。γ为y与B的比值。
    从式中可以看出e/B直接影响着抗倾覆稳定系数KF,KF随着e/B的增大而降低,因此容易引起较大的倾斜。表1三个典型工程的实测证实了在地基条件相同时,e/B越大,则倾斜越大。

表1 e/B值与整体倾斜的关系
 e/B值与整体倾斜的关系

    高层建筑由于楼身质心高,荷载重。当箱形基础开始产生倾斜后,建筑物总重对箱形基础底面形心将产生新的倾覆力矩增量,而倾覆力矩的增量又产生新的倾斜增量,倾斜可能随时间而增长,直至地基变形稳定为止。因此,为避免箱基产生倾斜,应 尽量使结构竖向永久荷载与基础平面形心重合,当偏心难以避免时,则应规定竖向合力偏心距的限值。本规范根据实测资料并参考《公路桥涵设计通用规范》JTG D60—2004对桥墩合力偏心距的限制,规定了在永久荷载与楼(屋)面活载组合时,e≤0.1(W/A)。从实测结果来看,这个限制对硬土地区稍严格,当有可靠依据时可适当放松。
5.1.4 大面积整体基础上的建筑宜均匀对称布置,使建筑物荷载与整体基础的形心尽量重合。但在实际工程中要做到二者重合是比较困难的。根据中国建筑科学研究院地基所黄熙龄、袁勋、宫剑飞等人的研究成果,多幢建筑下的大面积整体基础,具有以下一些特征:
    1 大型地下框架厚筏的变形与高层建筑的布置、荷载的大小有关。筏板变形具有以高层建筑为变形中心的不规则变形特征,高层建筑间的相互影响与加载历程有关。高层建筑本身的变形仍具有刚性结构的特征,框架—筏板结构具有扩散高层建筑荷载的作用。
    2 各塔楼独立作用下产生的变形效应通过以各个塔楼下面一定范围内的区域为沉降中心,各自沿径向向外围衰减,并在其共同的影响范围内相互叠加。地基反力的分布规律与此相同(图1)。
    3 双塔楼共同作用下的沉降变形曲线基本上可以看作是每个塔楼单独作用下的沉降变形曲线的叠加,见图1。
    4 由于主楼荷载扩散范围的有限性和地基变形的连续性,在通常的楼层范围内,对于同一大底盘框架厚筏基础上的多个高层建筑,应用叠加原理计算基础的沉降变形和地基反力是可行的。
    因此可以将整体基础按单幢建筑分块进行近似计算,每幢建筑的有效影响范围可按主楼外边缘向外延伸一跨确定,影响范围内的基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时,宜符合本规范第5.1.3条的规定。

双塔楼不同加载路径反力、变形曲线
图1 双塔楼不同加载路径反力、变形曲线
1 主楼A、B同步加载至800kN;2 主楼A由800kN加载至1600kN,
主楼B持载800kN;3一主楼B由800kN加载至1600kN,
主楼A持载1600kN

5.1.5、5.1.6 桩筏与桩箱基础是否应进行沉降计算的规定与现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定是一致的。

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高层建筑筏形与箱形基础技术规范 JGJ6-2011
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