对地基承载力埋深修正的探讨

2018-10-25 09:43河南省航空物探遥感中心河南郑州453000
安徽建筑 2018年5期
关键词:裙房主楼边长

谌 霞 (河南省航空物探遥感中心,河南 郑州 453000)

1 规范相关条文说明

《建筑地基基础设计规范》第5.2.4条指出:通过载荷试验或其他原位测试结果、经验值等方法确定的地基承载力特征值,尚应按 fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)进行深度修正。条文说明中还有一段论述:“目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构,对于主体结构地基承载力的深度修正,宜将基础底面以上范围内的荷载,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,基础两侧超载不等时,取小值。”

上述表述具备同一实质,即均涉及到地基破坏机理。希望通过总结其实质,对其在诸多地基基础形式方面的运用进行阐述。

2 地基承载力深度修正的实质与要点

针对地基承载力开展深度修正,即对基础两侧基底标高上部超载q抵抗基础两侧滑动土体向上滑动的作用加以考虑,可对如图1所示的滑动土体表面受到超载作用的压重有所认识。

图1 超载作用示意图

可以以土自重作为超载q,也可为出自于裙房的连续均布压力,以《建筑地基基础设计规范》5.2.2-1条Pk=(Fk+Gk)/A作为参考,参照规范,针对活载荷进行折减。所以,基于计算公式、地基破坏机理,最终获得如下多个地基承载力深度修正的相关要素。

从本质上来看,深度修正均对应于超载的压重作用。不论是天然埋深,还是折算相关连续均匀压重为相应土厚度,即基础两侧超载、滑动土体向上运动互为对抗的具体体现。

就均匀性、超载连续等而言,需要符合分布宽度的相关要求。计算地基承载力的基本前提,即超载q在滑动体整体表面作用、且为连续均布载荷。依据规范来看,超载需要具备比2~4倍基础宽度B更大的分布宽度,此时才可完成深度修正。

若超载出现于天然土层,且连续均布,连续均布载荷则可能无法对应于裙房压重。分析如下:

最小值对应的取值要求。最为薄弱的位置往往会产生地基破坏,所以需要基于基础四周最小埋深值开展深度修正。其本质在于,向对超载如何在基础四周2~4倍基础边长范围内分布,大小等诸多问题转化。

因此普通的深度修正如何取值问题得到解决。

图2 超载作用平面示意

结合《建筑地基基础设计规范》来看,若基础两侧存在不同超载,压重较轻的一侧将首先产生于破坏的滑裂面,取小值更为安全。

若结构四周存在接近的超载,并且有明显的长宽差时,则长边往往不会出现破坏。此时以短边进行考虑,是可行的。但若具备近似的长宽比时,若想更为安全的完成深度修正,则需取四周埋深最小值。

3 对裙楼边长小于2倍主楼边长时的考虑及建议

从图3来看,裙楼边长小于主楼边长的两倍,可划分为两大状况进行考虑:

图3 裙楼边长不超过2倍主楼边长的状况

若通过与天然埋深进行对比,裙楼位置具备更深的折算深度时,结合规范来看,可按天然埋深完成深度修正;若裙楼的超载相对连续均布时,可针对裙楼压重作用进行考虑,数值可取裙楼折算埋深和天然埋深之间或参照相应的工程经验来取值。

若对比天然埋深,裙楼位置的折算深度更小时,规范并未明确对此进行说明,此时,取折算埋深的小值更为安全。

4 各种基础类型的计算埋深取值举例

针对图4(a)独立基础或条形基础(不带地下室):地基承载力特征值fak需修正,基础埋深应d从室内地面标高算起。

针对图4(b)独立基础或条形基础(带地下室):地基承载力特征值fak可按不修正考虑,fa≈fak。

针对图 4(c)、(d):有无地下室,地基承载力特征值fak都需修正,基础埋深自室外地面标高算起,有地下车库的情况下,基础埋深应折减。

针对图4(d):基础防水板基底反力如何,主要受到构造密度影响,软垫层被设定于防水板之下,以此保障防水板此时承受的地基反力较小,此时,可考虑将地下室地面建筑做法等来明确地基反力q。若将一般垫层铺设于防水板之下时,来自上部结构的力将由基础、防水板来承受,并通过分析计算,由此获得地基反力。

图4 各种情况的计算埋深取值示意

5 带裙房的主楼的地基承载力深度修正举例

仅针对主楼基础属于具备良好整体性的箱型、结构短边方向等相关状况进行阐述。

图5 带裙房的主楼的地基承载力深度修正示意

针对图5(a)主裙楼一体:计算埋深时,需首先明确左右两侧最小折算埋深。

针对图5(b)主裙楼间设缝:地面以粗砂来充实的状况,因水平方向受力,可通过粗砂来传递,所以在开展深度修正时,可对如图5(b)展示的主裙楼一体状况进行参考。

针对图5(c)裙房为独立基础或条形基础:无法对裙房荷载超载进行考虑,裙房内部地面开始的天然埋深,即为计算埋深。

针对图5(d)裙房属于独立柱基础+防水板:均布荷载无法出现于防水板,需基于防水板反力测试,由此取得资料,结合公式折减,并加以计算。

6 结语

针对地基承载力埋深修正,主要表现在不同的基础形式及超载等方面。承载力修正的量值不仅要按照现行规范执行,还需要有很大的经验。

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