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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流建筑地基基础设计规范2.精品文档.实测（不少于十年）最大冻深的平均值。由于建设场地通常不具备上述标准条件，所以标准冻结深度一般不直接用于设计中，而是要考虑场地实际条件将标准冻结深度乘以冻深影响系数，使得到的场地冻深更接近实际情况。公式5.1.7中主要考虑了土质系数、湿度系数、环境系数。土质对冻深的影响是众所周知的，因岩性不同其热物理参数也不同，粗颗粒土的导热系数比细颗粒土的大。因此，当其他条件一致时，粗颗粒土比细颗粒土的冻深大，砂类土的冻深比粘性土的大。我国对这方面问题的实测数据不多，不系统，前苏联74年和83年房屋及建筑物地基设计规范中有明
2、确规定，本规范采纳了他们的数据。土的含水量和地下水位对冻深也有明显的影响，因土中水在相变时要放出大量的潜热，所以含水量越多，地下水位越高（冻结时向上迁移水量越多），参与相变的水量就越多，放出的潜热也就越多，由于冻胀土冻结的过程也是放热的过程，放热在某种程度上减缓了冻深的发展速度，因此冻深相对变浅。城市的气温高于郊外，这种现象在气象学中称谓城市的“热岛效应”。城市里的辐射受热状况改变了（深色的沥青屋顶及路面吸收大量阳光），高耸的建筑物吸收更多的阳光，各种建筑材料的热容量和传热量大于松土。据计算，城市接受的太阳辐射量比郊外高出10%30%，城市建筑物和路面传送热量的速度比郊外湿润的砂质土壤快3倍，
3、工业排放、交通车辆排放尾气，人为活动等都放出很多热量，加之建筑群集中，风小对流差等，使周围气温升高。这些都导致了市区冻结深度小于标准冻深，为使设计时采用的冻深数据更接近实际，原规范根据国家气象局气象科学研究院气候所、中国科学院、北京地理研究所气候室提供的数据，给出了环境对冻深的影响系数，经多年使用没有问题，因此本次修订对此不做修改，但使用时应注意，此处所说的城市（市区）是指城市集中区，不包括郊区和市属县、镇。冻结深度与冻土层厚度两个概念容易混淆，对不冻胀土二者相同，但对冻胀性土，尤其强冻胀以上的土，二者相差颇大。对于冻胀性土，冬季自然地面是随冻胀量的加大而逐渐上抬的，此时钻探（挖探）量测的冻土
4、层厚度包含了冻胀量，设计基础埋深时所需的冻深值是自冻前自然地面算起的，它等于实测冻土层厚度减去冻胀量，为避免混淆，在公式5.1.7中予以明确。关于冻深的取值，尽量应用当地的实测资料，要注意个别年份挖探一个、两个数据不能算实测数据，多年实测资料（不少于十年）的平均值才为实测数据。518 季节性冻土地区基础埋置深度宜大于场地冻结深度。对于深厚季节冻土地区，当建筑基础底面土层为不冻胀、弱冻胀、冻胀土时，基础埋置深度可以小于场地冻结深度，基底允许冻土层最大厚度应根据当地经验确定。没有地区经验时可按本规范附录G查取。此时，基础最小埋深dmin可按下式计算： dmin = zd - hmax (5.1.8
5、)式中：hmax基础底面下允许冻土层的最大厚度（m）。【条文说明】 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，修订主要依据如下：1 原规范基础浅埋方法目前实际设计中使用不普遍。从本规范1974版、1989版到现行规范，根据当时国情和低层建筑较多的情况，为降低基础工程费用，规范都给出了基础浅埋方法，但目前在实际应用中实施基础浅埋的工程比例不大。经调查了
6、解，我国浅季节冻土地区（冻深小于1m）除农村低层建筑外基本没有实施基础浅埋。中厚季节冻土地区（冻深在12m之间）多层建筑和冻胀性较强的地基也很少有浅埋基础，基础埋深多数控制在场地冻深以下。在深厚季节性冻土地区（冻深大于2m）冻胀性不强的地基上浅埋基础较多。浅埋基础应用不多的原因一是设计者对基础浅埋不放心；二是多数勘察资料对冻深范围内的土层不给地基基础设计参数；三是多数情况冻胀性土层不是适宜的持力层。2 随着国家经济的发展，人们对基础浅埋带来的经济效益与房屋建筑的安全性、耐久性之间，更加重视房屋建筑的安全性、耐久性。3 基础浅埋后如果使用过程中地基浸水，会造成地基土冻胀性的增强，导致房屋出现冻胀
7、破坏。此现象在采用了浅埋基础的三层以下建筑时有发生。4 冻胀性强的土融化时的冻融软化现象使基础出现短时的沉陷，多年累积可导致部分浅埋基础房屋使用20年30年后室内地面低于室外地面，甚至出现进屋下台阶现象。5 目前西欧、北美、日本和俄罗斯规范规定基础埋深均不小于冻深。鉴于上述情况，本次规范修订提出在浅季节冻土地区、中厚季节冻土地区和深厚季节冻土地区中冻胀性较强的地基不宜实施基础浅埋，在深厚季节冻土地区的不冻胀、弱冻胀、冻胀土地基可以实施基础浅埋，并给出了基底最大允许冻土层厚度表。该表是原规范表保留了弱冻胀、冻胀土数据基础上进行了取整修改。519 地基土的冻胀类别分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和
8、特强冻胀，可按本规范附录G查取。在冻胀、强冻胀和特强冻胀地基上采用防冻害措施时应符合下列规定： 1 对在地下水位以上的基础，基础侧表面应回填不冻胀的中、粗砂，其厚度不应小于200mm；对在地下水位以下的基础，可采用桩基础、保温性基础、自锚式基础（冻土层下有扩大板或扩底短桩），也可将独立基础或条形基础做成正梯形的斜面基础； 2 宜选择地势高、地下水位低、地表排水条件好的建筑场地。对低洼场地，建筑物的室外地坪标高应至少高出自然地面300mm500mm，其范围不宜小于建筑四周向外各一倍冻深距离的范围； 3 应做好排水设施，施工和使用期间防止水浸入建筑地基。在山区应设截水沟或在建筑物下设置暗沟，以排走
9、地表水和潜水； 4 在强冻胀性和特强冻胀性地基上，其基础结构应设置钢筋混凝土圈梁和基础梁，并控制建筑的长高比； 5 当独立基础联系梁下或桩基础承台下有冻土时，应在梁或承台下留有相当于该土层冻胀量的空隙； 6 外门斗、室外台阶和散水坡等部位宜与主体结构断开，散水坡分段不宜超过1.5m，坡度不宜小于3%，其下宜填入非冻胀性材料； 7 对跨年度施工的建筑，入冬前应对地基采取相应的防护措施；按采暖设计的建筑物，当冬季不能正常采暖时，也应对地基采取保温措施。【条文说明】 防切向冻胀力的措施切向冻胀力是指地基土冻结膨胀时产生的其作用方向平行基础侧面的冻胀力。基础防切向冻胀力方法很多，采用时应根据工程特点、
10、地方材料和经验确定。以下介绍3种可靠的方法。（一）基侧填砂用基侧填砂来减小或消除切向冻胀力，是简单易行的方法。地基土在冻结膨胀时所产生的冻胀力通过土与基础牢固冻结在一起的剪切面传递，砂类土的持水能力很小，当砂土处在地下水位之上时，不但为非饱和土而且含水量很小，其力学性能接近松散冻土，所以砂土与基础侧表面冻结在一起的冻结强度很小，可传递的切向冻胀力亦很小。在基础施工完成后回填基坑时在基侧外表（采暖建筑）或四周（非采暖建筑）填入厚度不小于100mm的中、粗砂，可以起到良好的防切向冻胀力破坏的效果。本次修订将换填厚度由原来的100mm改为200mm，原因是100mm施工困难，且容易造成换填层不连续。
11、（二）斜面基础截面为上小下大的斜面基础就是将独立基础或条形基础的台阶或放大脚作成连续的斜面，其防切向冻胀力作用明显，但它容易被理解为是用下部基础断面中的扩大部分来阻止切向冻胀力将基础抬起，这种理解是错误的。现对其原理分析如下。在冬初当第一层土冻结时，土产生冻胀，并同时出现两个方向膨胀：沿水平方向膨胀基础受一水平作用力H1；垂直向上膨胀基础受一作用力V1。V1可分解成两个分力，即沿基础斜边的12和沿基础斜边法线方向的N12，12即是由于土有向上膨胀趋势对基础施加的切向冻胀力，N12是由于土有向上膨胀的趋势对基础斜边法线方向作用的拉应力。水平冻胀力H1也可分解成两个分力，其一是11，其二是N11
12、，11是由于水平冻胀力的作用施加在基础斜边上的切向冻胀力，N11则是由于水平冻胀力作用施加在基础斜边上的正压力（见图1受力分布图）。此时，第一层土作用于基侧的切向冻胀力为1=11+12。正压力N1= N11-N12 。由于N12为正拉力，它的存在将降低基侧受到的正压力数值。当冻结界面发展到第二层土时，除第一层的原受力不变之外又叠加了第二层土冻胀时对第一层的作用，由于第二层土冻胀时受到第一层的约束，使第一层土对基侧的切向冻胀力增加至1=11+12 +22，而且当冻结第二层土时第一层土所处位置的土温又有所降低，土在产生水平冻胀后出现冷缩，令冻土层的冷缩拉力为NC，此时正压力为N1=N11-N12-
13、NC。当冻层发展到第三层土时，第一、二层重又出现一次上述现象。图1 斜面基础基侧受力分布图1-冻后地面；2-冻前地面由以上分析可以看出，某层的切向冻胀力随冻深的发展而逐步增加，而该层位置基础斜面上受到的冻胀压应力随冻深的发展数值逐渐变小，当冻深发展到第n层，第一层的切向冻胀力超过基侧与土的冻结强度时，基础便与冻土产生相对位移，切向冻胀力不再增加而下滑，出现卸荷现象。N1由一开始冻结产生较大的压应力，随着冻深向下发展、土温的降低、下层土的冻胀等作用，拉应力分量在不断的增长，当达到一定程度，N1由压力变成拉力，所以当达到抗拉强度极限时，基侧与土将开裂，由于冻土的受拉呈脆性破坏，一旦开裂很快延基侧向
14、下延伸扩展，这一开裂，使基础与基侧土之间产生空隙，切向冻胀力也就不复存在了。应该说明的是，在冻胀土层范围之内的基础扩大部分根本起不到锚固作用，因在上层冻胀时基础下部所出现的锚固力，等冻深发展到该层时，随着该层的冻胀而消失了，只有处在下部未冻土中基础的扩大部分才起锚固作用，但我们所说的浅埋基础根本不存在这一伸入未冻土层中的部分。在闫家岗冻土站不同冻胀性土的场地上进行了多组方锥形（截头锥）桩基础的多年观测，观测结果表明，当角大于等于90时，基础即是稳定的，见图2。基础稳定的原因不是由于切向冻胀力被下部扩大部分给锚住，而是由于在倾斜表面上出现拉力分量与冷缩分量叠加之后的开裂，切向冻胀力退出工作所造成
15、的，见图3的试验结果。用斜面基础防切向冻胀力具有如下特点：1、在冻胀作用下基础受力明确，技术可靠。当其倾斜角大于等于9时，将不会出现因切向冻胀力作用而导致的冻害事故发生；2、不但可以在地下水位之上，也可在地下水位之下应用；3、耐久性好，在反复冻融作用下防冻胀效果不变；4、不用任何防冻胀材料就可解决切向冻胀问题。该种基础施工时较常规基础相比稍有麻烦，当基础侧面较粗糙时，可用水泥砂浆将基础侧面抹平。图2 斜面基础的抗冻拔试验 图3 斜面基础的防冻胀试验1-基础冻拔量(cm)；2-(度) 1-空隙 (a)-冻前 (b)-冻后（三）保温基础在基础外侧采取保温措施是消除切向冻胀力的有效方法。日本称其为“
16、裙式保温法”，上世纪90年代开始在北海道进行研究和实践，取得了良好的效果。该方法可在冻胀性较强、地下水位较高的地基中使用，不但可以消除切向冻胀力，还可以减少地面热损耗，同时实现基础浅埋。基础保温方法见图4。保温层厚度应根据地区气候条件确定，水平保温板上面应有不小于300mm厚土层保护，并有不小于5%的向外排水坡度，保温宽度应不小于自保温层以下算起的场地冻结深度。图4保温基础示意图1-室外地面；2-采暖室内地面；3-苯板保温层；4-实际冻深线；5-原场地冻深线 52 承载力计算521 基础底面的压力，应符合下列规定：1 当轴心荷载作用时 pkfa （5.2.1-1）式中：pk相应于作用的标准组合
17、时，基础底面处的平均压力值（kPa）； fa修正后的地基承载力特征值（kPa）。 2 当偏心荷载作用时，除符合式（5.2.1-1）要求外，尚应符合下式规定： pkmax1.2fa （5.2.1-2）式中：pkmax相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最大压力值（kPa）。522 基础底面的压力，可按下列公式确定： 1 当轴心荷载作用时 （5.2.2-1）式中：Fk相应于作用的标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值（kN）； Gk基础自重和基础上的土重（kN）； A基础底面面积（m2）。 2 当偏心荷载作用时 (5.2.2-2) (5.2.2-3)式中：Mk相应于作用的标准组合时，作用于基
18、础底面的力矩值（kNm）； W基础底面的抵抗矩（m3）； pkmin相应于作用的标准组合时，基础底面边缘的最小压力值（kPa）。3 当基础底面形状为矩形且偏心距eb/6时（图5.2.2）时，pkmax应按下式计算： (5.2.2-4)式中：l垂直于力矩作用方向的基础底面边长（m）； a合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离（m）。3a图5.2.2 偏心荷载(e b/6)下基底压力计算示意b力矩作用方向基础底面边长523 地基承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。524 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方
19、法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正： fa= fak+b（b-3）+dm(d-0.5) (5.2.4)式中：fa修正后的地基承载力特征值（kPa）； fak地基承载力特征值（kPa），按本规范第5.2.3条的原则确定； b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表5.2.4取值；基础底面以下土的重度（kN/m3），地下水位以下取浮重度； b基础底面宽度（m），当基础底面宽度小于3m时按3m取值，大于6m时按6m取值； m基础底面以上土的加权平均重度（kN/m3），位于地下水位以下的土层取有效重度； d基础埋置深度（m），宜自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面
20、标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。 表5.2.4 承载力修正系数 土 的 类 别bd淤泥和淤泥质土01.0人工填土e或IL大于等于0.85的粘性土01.0红 粘 土含水比w0.8含水比w0.800.151.21.4大面积 压实填土压实系数大于0.95、粘粒含量c10%的粉土01.5最大干密度大于2100kg/m3的级配砂石02.0粉 土粘粒含量c10%的粉土粘粒含量c10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的粘性土粉砂、细砂(不包括
21、很湿与饱和时的稍密状态)中砂、粗砂、砾砂和碎石土0.32.03.01.63.04.4注： 1 强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值，其他状态下的岩石不修正；2 地基承载力特征值按本规范附录D深层平板载荷试验确定时d取0；3 含水比是指土的天然含水量与液限的比值；4 大面积压实填土是指填土范围大于两倍基础宽度的填土。【条文说明】 大面积压实填土地基，是指填土宽度大于基础宽度两倍的质量控制严格的填土地基，质量控制不满足要求的填土地基深度修正系数应取1.0。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
22、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。525 当偏心距（e）小于或等于0.033倍基础底面宽度时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满足变形要求： fa= Mbb+Mdmd+Mcck (5.2.5)式中：fa由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值（kPa）；Mb、Md、Mc承载力系数，按表5.2.5确定； b基础底面宽度（m），大于6m时按6m取值，对于砂土小于3m时按3m取值； ck基底下一倍短边宽度的深度范围内土的粘聚力标准值（kPa）。 表5.2.5 承载力系数Mb、Md、Mc 土的内摩擦角标准值k（）MbMd
23、Mc024681012141618202224262830323436384000.030.060.100.140.180.230.290.360.430.510.610.801.101.401.902.603.404.205.005.801.001.121.251.391.551.731.942.172.432.723.063.443.874.374.935.596.357.218.259.4410.843.143.323.513.713.934.174.424.695.005.315.666.046.456.907.407.958.559.229.9710.8011.73注：k基底下一倍短
24、边宽度的深度范围内土的内摩擦角标准值（）。【条文说明】 根据土的抗剪强度指标确定地基承载力的计算公式，条件原为均布压力。当受到较大的水平荷载而使合力的偏心距过大时，地基反力分布将很不均匀，根据规范要求pkmax1.2fa的条件，将计算公式增加一个限制条件为：当偏心距e0.033b时，可用该式计算。相应式中的抗剪强度指标c、，要求采用附录E求出的标准值。5. 2. 6 对于完整、较完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按本规范附录H岩基载荷试验方法确定；对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值，可根据平板载荷试验确定。对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值，也可根据室内饱和单轴抗压强度按下式进行
25、计算： fa=rfrk (5.2.6)式中：fa岩石地基承载力特征值(kPa)； frk岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），可按本规范附录J确定； r折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合，由地方经验确定。无经验时，对完整岩体可取0.5；对较完整岩体可取0.20.5；对较破碎岩体可取0.10.2。 注: 1上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续； 2对于粘土质岩，在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时，也可采用天然湿度的试样，不进行 饱和处理。【条文说明】 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
26、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。关键问题是如何确定折减系数。岩石饱和单轴抗压强度与地基承载力之间的不同在于：第一，抗压强度试验时，岩石试件处于无侧限的单轴受力状态；而地基承载力则处于有围压的三轴应力状态。如果地基是完整的，则后者远远高于前者。第二，岩块强度与岩体强度是不同的，原因在于岩体中存在或多或少，或宽或窄，或显或隐的裂隙，这些裂隙不同程度地降低了地基的承载力。显然，越完整、折减越少；越破碎，折减越多。由于情况复杂，折减系数的取值原则上由地方经验确定，无经验时，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
27、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。岩样试验中，尺寸效应是一个不可忽视的因素。本规范规定试件尺寸为50100mm。 5. 2. 7 当地基受力层范围内有软弱下卧层时，应符合下列规定：1 应按下式验算软弱下卧层的地基承载力： pz+pczfaz (5.2.7-1)式中：pz相应于作用的标准组合时，软弱下卧层顶面处的附加压力值（kPa）； pcz软弱下卧层顶面处土的自重压力值（kPa）； faz软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。 2 对条形基础和矩形基础，式（5.2.7-1）中的pz值可按下列公式简化计算： 条形基础
28、(5.2.7-2) 矩形基础 (5.2.7-3)式中：b矩形基础或条形基础底边的宽度（m）； l矩形基础底边的长度（m）； pc基础底面处土的自重压力值（kPa）； z基础底面至软弱下卧层顶面的距离（m）； 地基压力扩散线与垂直线的夹角（），可按表5.2.7采用。表5.2.7 地基压力扩散角Es1/Es2z/b0.250.50351061020232530 注：1 s1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量； 2 z/b 0.50时值不变； 3 z/b在0.25与0.50之间可插值使用。【条文说明】 本规范1974版中规定了矩形基础和条形基础下的地基压力扩散角（压力扩散线与垂直线的夹角），一
29、般取22，当土层为密实的碎石土，密实的砾砂、粗砂、中砂以及老粘土时，取30。当基础底面至软弱下卧层顶面以上的土层厚度小于或等于1/4基础宽度时，可按0计算。双层土的压力扩散作用有理论解，但缺乏试验证明，在1972年开始编制地基规范时主要根据理论解及仅有的一个由四川省科研所提供的现场载荷试验。为慎重起见，提出了上述的应用条件。在89版修订规范时，由天津市建研所进行了大批室内模型试验及三组野外试验，得到一批数据。由于试验局限在基宽与硬层厚度相同的条件，对于大家希望解决的较薄硬土层的扩散作用只有借诸理论公式探求其合理应用范围了。以下就修改补充部分进行说明。天津建研所完成了硬层土厚度z等于基宽b时硬层
30、的压力扩散角试验，试验共16组，其中野外载荷试验两组，室内模型试验14组，试验中进行了软层顶面处的压力测量。试验所选用的材料，室内为粉质粘土、淤泥质粘土，用人工制备。野外用煤球灰及石屑。双层土的刚度指标用Es1/Es2控制，分别取2、4、5、6等。模型基宽为360及200mm两种，现场压板宽度为1410mm。现场试验下卧层为煤球灰，变形模量为2.2MPa，极限荷载60kPa，按s0.015b21.1mm时所对应的压力仅仅为40kPa。（图5，曲线1）。上层硬土为振密煤球灰及振密石屑，其变形模量为10.4及12.7MPa，这两组试验5、6，从图5曲线中可明显看到：当zb时，5、6的硬层有明显的压
31、力扩散作用，曲线2所反映的承载力为曲线1的3.5倍，曲线3所反映的承载力为曲线1的4.25倍。室内模型试验：硬层为标准砂，e0.66，Es11.614.8MPa；下卧软层分别选用流塑状粉质粘土，变形模量在4MPa左右；淤泥质土、变形模量为2.5MPa左右。从载荷试验曲线上很难找到这两类土的比例界线值，如图6，曲线1流塑状粉质粘土s50mm时的强度仅20kPa。作为双层地基，当2，s50mm时的强度为56kPa（曲线2），4时为70kPa(曲线3)， 6时为96kPa(曲线4）。虽然按同一下沉量来确定强度是欠妥的，但可反映垫层的扩散作用，说明值愈大，压力扩散的效果愈显著。关于硬层压力扩散角的确定
32、一般有两种方法，一种是取承载力比值倒算角，另一种是采用实测压力比值，天津建研所采用后一种方法，取软层顶三个压力实测平均值作为扩散到软层上的压力值，然后按扩散角公式求值。从图6中可以看出：p曲线上按实测压力求出的角随荷载增加迅速降低，到硬土层出现开裂后降到最低值。 图5 现场载荷试验ps曲线 图6 室内模型试验ps曲线p曲线 1一原有煤球灰地基 2一振密煤球灰地基 注：2.4时，下层土模量为4.0MPa 3振密土石屑地基 6时，下层土模量为2.9MPa根据平面模型实测压力计算的值分别为: 4时，24.67；5时,26.98；6时，27.31均小于30。而直观的破裂角却为30（图7）。现场载荷试验
33、实测压力值见表3。表3 现场实测压力载荷板下压力p0(kPa)6080100140160180220240260300软弱下卧层面上平均压力pz(kPa)2(=5)27.331.233.250.587.9130.33(=6)2426.733.5704图7 双层地基试验曲线 图8 载荷板压力p0与界面压力pz关系室内试验 现场试验按表3实测压力作图8，可以看出，当荷载增加到a点后，传到软土顶界面上的压力急骤增加，即压力扩散角迅速降低，到b点时，5时为28.6，6时为28，如果按a点所对应的压力分别为180kPa、240kPa，其对应的扩散角为30.34及36.85，换言之，在ps曲线中比例界限范
34、围内的角比破坏时略高。为讨论这个问题，在缺乏试验论证的条件下，只能借助已有理论解进行分析。根据叶戈罗夫的平面问题解答条形均布荷载下双层地基中点应力pz的应力系数kz见表4。表4 条形基础中点地基应力系数 z/b1.05.010.015.00.00.250.501.001.001.020.900.601.000.950.690.411.000.870.580.331.000.820.520.29表中Esa硬土层土的变形模量；Es2下卧软土层的变形模量。换算为时，5.0 大约相当4 10.0 大约相当78 15.0 大约相当12将应力系数换算为压力扩散角可建表如下：表5 压力扩散角z/b1.0,
35、15.0, 410.0, 7815.0, 120.000.250.501.0003.1818.435.9424.035.7316.6335.045.4323.742.050.75从计算结果分析；该值与图6所示试验值不同，当压力小时，试验值大于理论值，随着压力增加，试验值逐渐减小。到接近破坏时，试验值趋近于25，比理论值小50%左右，出现上述现象的原因可能是理论值只考虑土直线变形段的应力扩散，当压板下出现塑性区即载荷试验出现拐点后，土的应力应变关系已呈非线性性质，当下卧层土较差时，硬层挠曲变形不断增加，直到出现开裂。这时压力扩散角取决于上层土的刚性角逐渐达到某一定值。从地基承载力的角度出发，采用
36、破坏时的扩散角验算下卧层的承载力比较安全可靠，并与实测土的破裂角度相当。因此，在采用理论值计算时，大于30的均以30为限，小于30的则以理论计算值为基础；求出z 0.25b时的扩散角，如图9。从表5可以看到z 0.5b时，扩散角计算值均大于z6时图7所给出的试验值。同时，z0.5b时的扩散角不宜大于zb时所得试验值。故z0.5b时的扩散角仍按zb时考虑，而大于0.5b时扩散角亦不再增加。从试验所示的破裂面的出现以及任一材料都有一个强度限值考虑，将扩散角限制在一定范围内还是合理的。总上所述，建议条形基础下硬土层地基的扩散角如表6。图9 z 0.25b时曲线（计算值）表6 条形基础压力扩散角Es1
37、/Es2z0.25bz0.5b351061020232530关于方形基础的扩散角与条形基础扩散角，可按均质土中的压力扩散系数换算如下表。表7 扩散角对照z/b压力扩散系数压力扩散角方形条形方形条形0.20.40.61.00.9600.8000.6060.3340.9770.8810.7550.5502.958.3913.3320.003.369.5815.1322.24从上表可以看出，在相等的均布压力作用下，压力扩散系数差别很大，但在z/b在1.0以内时，方形基础与条形基础的扩散角相差不到2，该值与建表误差相比巳无实际意义。故建议采用相同值。5. 2. 8 对于沉降已经稳定的建筑或经过预压的地
38、基，可适当提高地基承载力。 5. 3 变形计算5. 3. 1 建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。【条文说明】 本条为强制性条文。地基变形计算是地基设计中的一个重要组成部分。当建筑物地基产生过大的变形时，对于工业与民用建筑来说，都可能影响正常的生产或生活，危及人们的安全，影响人们的心理状态。53. 2 地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。53. 3 在计算地基变形时，应符合下列规定： 由于建筑地基不均匀、荷载差异很大、体型复杂等因素引起的地基变形，对于砌体承重结构应由局部倾斜值控制；对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾
39、斜值控制；必要时尚应控制平均沉降量。 在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，选择连接方法和施工顺序。【条文说明】 一般多层建筑物在施工期间完成的沉降量，对于碎石或砂土可认为其最终沉降量已完成80%以上，对于其它低压缩性土可认为已完成最终沉降量的50%80%，对于中压缩性土可认为已完成20%50%，对于高压缩性土可认为已完成5%20%。5. 3. 4 建筑物的地基变形允许值应按表5.3.4规定采用。对表中未包括的建筑物，其地基变形允许值应根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求确定。表5.3.4 建筑物的地基变形允许值变 形 特
40、 征地 基 土 类 别中、低压缩性土高压缩性土砌体承重结构基础的局部倾斜0.0020.003工业与民用建筑相邻柱基的沉降差框架结构0.002l0.003l砌体墙填充的边排柱0.0007l0.001l当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构0.005l0.005l单层排架结构(柱距为6m)柱基的沉降量(mm)（120）200桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑)纵 向0.004横 向0.003多层和高层建筑的整体倾斜2Hg240.00424Hg600.003601000.002体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)200高耸结构基础的倾斜Hg200.00820Hg500.00650Hg1000
41、.005100Hg1500.004150Hg2000.003200Hg2500.002高耸结构基础的沉降量(mm)Hg100400100Hg200300200Hg250200注：1 本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值；2 有括号者仅适用于中压缩性土；3 l为相邻柱基的中心距离(mm)；Hg为自室外地面起算的建筑物高度(m)；4 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值；5 局部倾斜指砌体承重结构沿纵向610m内基础两点的沉降差与其距离的比值。【条文说明】 本条为强制性条文。本条规定了地基变形的允许值。本规范从编制1974年版开始，收集了大量建筑物的沉降观测资料，加以整理分析，统计其变形特征值，从而确定各类建筑物能够允许的地基变形限制。经历1989年版和2002年版的修订、补充，本条规定的地基变形允许值已被证明是行之有效的。对表5.3.4中高度在100m以上高耸结构物（主要为高烟囱）基础的倾斜允许值和高层建筑物基础倾斜