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    高層建筑巖土工程勘察規(guī)程 JGJ72-2004

    • 發(fā)布日期:2018-07-23
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    8.2.1 天然地基分析評價應包括以下基本內容:
    1 場地、地基穩(wěn)定性和處理措施的建議;
    2 地基均勻性;
    3 確定和提供各巖土層尤其是地基持力層承載力特征值的建議值和使用條件;
    4 預測高層和高低層建筑地基的變形特征;
    5 對地基基礎方案提出建議;
    6 抗震設防區(qū)應對場地地段劃分、場地類別、覆蓋層厚度、地震穩(wěn)定性等作出評價;
    7 對地下室防水和抗浮進行評價;
    8 基坑工程評價。

    8.2.2 天然地基方案應在擬建場地整體穩(wěn)定性基礎上進行分析論證,并應考慮附屬建筑、相鄰的既有或擬建建筑、地下設施和地基條件可能發(fā)生顯著變化的影響。
    8.2.3 在天然地基方案的工程分析中,地基承載力驗算采用荷載效應標準組合,地基變形驗算采用荷載效應準永久組合。
    8.2.4 符合下列情況之一者,應判別為不均勻地基。對判定為不均勻的地基,應進行沉降、差異沉降、傾斜等特征分析評價,并提出相應建議。
    1 地基持力層跨越不同地貌單元或工程地質單元,工程特性差異顯著。
    2 地基持力層雖屬于同一地貌單元或工程地質單元,但遇下列情況之一:
    1)中一高壓縮性地基,持力層底面或相鄰基底標高的坡度大于10%;
    2)中一高壓縮性地基,持力層及其下臥層在基礎寬度方向上的厚度差值大于0.05b(b為基礎寬度)。
    3 同一高層建筑雖處于同一地貌單元或同一工程地質單元,但各處地基土的壓縮性有較大差異時,可在計算各鉆孔地基變形計算深度范圍內當量模量的基礎上,根據(jù)當量模量最大值Esmax 和當量模量最小值Esmin的比值判定地基均勻性。當 大于地基不均勻系數(shù)界限值K時,可按不均勻地基考慮。K見表8.2.4。

    地基不均勻系數(shù)界限值K

    8.2.5 在確定地基承載力時,應根據(jù)土質條件選擇現(xiàn)場載荷試驗、室內試驗、靜力觸探試驗、動力觸探試驗、標準貫入試驗或旁壓試驗等原位測試方法,結合理論計算和設計需要進行綜合評價。特殊土的地基承載力評價應根據(jù)特殊土的相關規(guī)范和地區(qū)經(jīng)驗進行。巖石地基應根據(jù)現(xiàn)行國家標準《巖土工程勘察規(guī)范》GB 50021劃分和評定巖石堅硬程度、巖體完整程度、風化程度和巖體基本質量等級,其承載力特征值應按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007有關規(guī)定確定。
    8.2.6 地基承載力的計算應符合下列要求:
    1 持力層及軟弱下臥層的地基承載力驗算;
    2 當高層建筑周邊的附屬建筑基礎處于超補償狀態(tài),且其與高層建筑不能形成剛性整體結構時,應考慮由此造成高層建筑基礎側限力的永久性削弱及其對地基承載力的影響;
    3 擬提高附屬建筑部分基底壓力,以加大其地基沉降、減小高低層建筑之間的差異沉降時,應同時驗算地基承載力特征值及地基極限承載力,保證建議的地基承載力滿足強度控制要求。
    8.2.7 除應按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007的有關規(guī)定確定地基承載力特征值fak和修正后的地基承載力特征值fa外,還可按附錄A估算地基極限承載力fu,除以安全系數(shù) K 以確定實際基礎下地基承載力特征值fa,K 值應根據(jù)建筑安全等級和土性參數(shù)的可靠性在2~3之間選取。計算fa時,應根據(jù)基底下的地層組合條件并結合地區(qū)經(jīng)驗綜合確定地基持力層的代表性內摩擦角標準值φk和代表性黏聚力標準值Ck。
    8.2.8 采用旁壓試驗(PMT)成果驗算巖性均一土層的豎向地基承載力時,可按以下方法進行承載力計算分析,對計算結果應結合其他評價方法進行合理判定。

    8.2.9 當場地、地基整體穩(wěn)定且持力層為完整、較完整的中等風化、微風化巖體時,可不進行地基變形驗算。其余地基的最終沉降應按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007規(guī)定的方法,亦可按本規(guī)程規(guī)定的其他方法計算分析。在地基沉降預測中的地基應力計算宜考慮地基土層滲透性的影響,沉降預測應考慮后期地面填方和相鄰建設工程的影響。
    8.2.10 對于不能準確取得壓縮模量的地基土,包括碎石土、砂土、粉土、花崗巖殘積土、全風化巖、強風化巖等,可采用變形模量E0 ,按附錄B計算箱形或筏形基礎的高層建筑地基平均沉降。
    8.2.11 當?shù)鼗娠柡屯翆咏M成,次固結變形可以忽略不計時,根據(jù)Ⅰ級土樣的標準固結試驗結果,可采用以下計算方法,分層預測超固結土、正常固結土和欠固結土的地基沉降,然后合計計算總沉降,并結合地區(qū)經(jīng)驗進行修正和判斷。



    8.2.12 應對高層建筑進行整體傾斜預測分析。分析時,可根據(jù)高層建筑角點鉆孔的地層分布和土質參數(shù)統(tǒng)計結果,結合建筑物荷載分布情況進行估算和判斷。
     

    條文說明

    8.2 天然地基評價
    8.2.1 本條明確了天然地基分析評價應包括的基本內容:
    1 場地穩(wěn)定性評價主要是指對各種不良地質作用,包括:斷裂、地裂縫、滑坡、崩塌、巖溶、土洞塌陷、建筑邊坡等影響場地整體穩(wěn)定性的巖土工程問題進行評價,并作出明確結論;地基穩(wěn)定性主要是指因地形、地貌或設計方案造成建筑地基側限削弱或不均衡,而可能導致基礎整體失穩(wěn);或軟弱地基、局部軟弱地基如暗浜、暗塘等,超過承載能力極限狀態(tài)的地基失穩(wěn),此時應進行穩(wěn)定性驗算、或提請設計進行整體穩(wěn)定性驗算,并提供預防措施建議。
    2 地基均勻性判斷,是地基按變形控制設計的基礎,故應根據(jù)本規(guī)程8.2.4條的規(guī)定,對地基均勻性作出定性和定量的評價。
    3 根據(jù)地基條件、地下水條件、高層建筑的設計方案和可能采取的基礎類型,采用載荷試驗、理論計算、原位測試(靜力觸探、動力觸探、旁壓試驗)等多種方法,結合地區(qū)經(jīng)驗提供各土層的地基承載力特征值,并明確其使用條件,如所提供承載力是否滿足變形要求、軟弱下臥層要求等。
    4 預測建筑地基的變形特征,是因高層建筑地基設計主要是按變形控制的設計原則和國標《巖土工程勘察規(guī)范》GB 50021強制性條文的要求提出,變形特征包括高層、低層建筑地基的總沉降量、差異沉降、傾斜等。通過變形特征的分析、預測,方可驗證所提地基基礎方案建議是否真正可行、所提各種變形參數(shù)是否切合實際。提供計算沉降的有關參數(shù),具體的評價要求見本規(guī)程8.5節(jié)。
    5 建議高層建筑地基基礎方案主要包括地基基礎類型、持力層和基礎埋深等內容。在進行地基基礎方案分析時,應當考慮滿足承載力、變形和穩(wěn)定性、包括抗震穩(wěn)定性的允許值的要求,位于巖石地基上的高層建筑,其基礎埋深應滿足抗滑要求。
    6 本款是根據(jù)國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB 50011的強制性條文對巖土工程勘察提出的要求。要求中的地震穩(wěn)定性包括斷裂、滑坡、崩塌、液化和震陷等。
    7、8 兩款的分析評價要求分別見本規(guī)程8.6、8.7兩節(jié)。
    8.2.2 在近十年的工程勘察實踐中,只著眼于地基,忽略宏觀的場區(qū)環(huán)境、地基整體穩(wěn)定性分析評價的情況還不時出現(xiàn),因此必須引起重視。
    我國在八十年代以前的“高層建筑”多數(shù)為20層以下的單體建筑,基礎埋深往往不超過10m,故地基分析的工況相對簡單,我國1990年前后頒布的國家或地方標準基本以該時期的資料為依據(jù)。九十年代以來,現(xiàn)代城市建設中的高層建筑除高度顯著增大,致使基礎影響深度加大外,還常包括多層、低層附屬建筑,以及純地下建筑(如地下車庫),由此造成建筑地基周圍的應力邊界條件發(fā)生變化;其次,基礎埋深的顯著增加,在某些地區(qū)有可能遇到多層地下水等以前未曾遇到的問題。因此,現(xiàn)代高層建筑的巖土工程分析必須有針對性地分析相關各種條件的變化,在工程分析中考慮其影響,才有可能正確地進行工程判斷并提供有效的專業(yè)建議。應特別注意的一些明顯問題在第8.2.3~8.2.6條中加以指明。
    8.2. 4 雖然地基均勻性判斷不是精確的定量分析,而且隨著計算機應用和分析軟件的普及,差異沉降變形的分析都可方便快捷地進行,但地基均勻性評價仍有其積極的指導作用,尤其是地貌、工程地質單元和地基巖土層結構等條件具有重要的控制性影響,往往會被忽視或輕視。
    地基明顯不均勻將直接導致建筑的傾斜、影響電梯正常運行,即使采用樁基也發(fā)生過明顯傾斜問題。根據(jù)編制前征求的使用意見,本次修訂取消了部分使用效果不理想的內容(如根據(jù) Es1、 Es2的判斷方法),并結合工程實踐進行了適當補充。另根據(jù)征求意見,保留原規(guī)程JGJ 72-90的部分內容,如“直接持力層底面或相鄰基底標高的坡度大于10%”、“直接持力層及其下臥層在基礎寬度方向上的厚度差值大于0.05b(b為基礎寬度)”,強調中—高壓縮性地基,因為將該標準用于低壓縮性地基意義不大。
    表8.2.4列出的“地基不均勻系數(shù)界限值K”借鑒了北京地區(qū)的一種定性評價地基不均勻性的定量方法,可作為初判地基是否均勻、是否需要進一步做分析沉降變形的依據(jù)。在制定北京地區(qū)技術標準過程中,曾統(tǒng)計了27項在相同地貌和工程地質單元內建造的工程,最早是按照最大、最小沉降比值(Smax/Smin)評價地基的不均勻性,并確定了工程判斷的臨界值。因其獲得的是經(jīng)過建筑結構剛度調整后的數(shù)值,需要事先知道荷載分布和基礎尺寸,還要進行協(xié)同計算,這在勘察階段不能實現(xiàn),故修訂時改用壓縮模量當量,并選擇了11項工程進行了檢驗(包括多層—高層建筑和構筑物)。該不均勻系數(shù)K指地基土本身滿足規(guī)定的勘察精度條件下的土的壓縮性不均勻,不包括結構調整、設計計算和施工誤差的影響?!侗本┑貐^(qū)建筑地基基礎勘察設計規(guī)范》DBJ-01-501中各鉆孔壓縮模量當量值Es,平均值的最高檔原定為大于15MPa,在應用中不夠合理,故經(jīng)對驗算資料的情況分析,調整為大于20MPa,偏于保守(嚴格)一側。
    8.2.5 因地基破壞模式的問題,目前高層建筑天然地基承載力的確定尚沒有固定的模式或方法,因此本規(guī)程強調采用多種手段方法進行綜合判斷。當高層建筑設有多層、低層附屬建筑和地下車庫時,為減小差異沉降可能采用條形基礎或獨立基礎,此時通過現(xiàn)場試驗和對其地基極限承載力進行驗證是很有必要的。
    8.2.6 高層建筑周邊的多層一低層附屬建筑或純地下車庫的基底平均壓力可能顯著小于基底標高處的土體自重應力,使地基處于超補償應力狀態(tài),從而造成高層建筑地基側限(應力邊界條件)的永久性削弱。因此,在地基承載力分析(深寬修正)、建筑地基整體穩(wěn)定性分析時應注意考慮其影響。
    如果高層建筑周邊的低層裙房跨度不大、且與高層建筑有剛性連接,則高層建筑的荷載可以傳遞到裙房部分,使裙房基底壓力接近或大于基底標高處的土體自重壓力,計算裙房地基承載力時,應考慮其影響。
    地基變形控制是絕大多數(shù)高層建筑確定地基承載力的首要原則。通過減小基礎尺寸來加大附屬建筑物基底壓力,從而減小附屬建筑與高層建筑之間的差異沉降是工程實踐中的一種常規(guī)辦法,但必須仔細核算其地基的極限承載力,確保地基不會發(fā)生強度破壞。
    8.2.7 本條繼續(xù)保留了評價計算地基極限承載力的方法(原規(guī)程JGJ 72-90式6.2.3-1),這是因為:
    1 它符合國際上通行的極限狀態(tài)設計原則,例如《歐洲地基基礎規(guī)范》EUROCODE7就規(guī)定了承載力系數(shù)與本規(guī)程完全相同的極限承載力公式;但換算為設計承載能力時,不是除以總安全系數(shù),而是根據(jù)材料特性除以分項安全系數(shù)γm,對tanφ,γm=1.2~1.25;對c′、cu,γm=1.5~1.8,但計算是采用有效強度c′、φ′。
    2 對于高層建筑附屬裙房或低層建筑的地下室,當采用條形基礎或獨立基礎時,由于其埋深從室內地面高程算起埋深小,此時應驗算其極限承載力能否滿足要求。
    3 驗算地基穩(wěn)定性和基坑工程抗隆起穩(wěn)定性,實質上就是驗算地基極限承載力能否滿足要求。
    4 本次修訂對原規(guī)程JGJ 72-90極限承載力計算方法(列入附錄A)提出了以下補充和要求:
    1)式(A.0.1)主要是計算實際基寬和埋深下的地基極限承載力。當需用地基極限承載力除以安全系數(shù)計算某土層的地基承載力、要與按淺層平板載荷試驗所得地基承載力進行對比、以綜合判定該土層的承載力特征值fak時,則宜按基礎埋深d=Om,基礎寬度按承壓板寬度,以模擬基底壓力作用于半無限體表面的載荷試驗,安全系數(shù)K可取2。
    2)對地基中有多層地下水時的土層重度計算問題。通過工程實際觀測結果和經(jīng)驗判斷,如果一律按表層地下水考慮,計算的地基承載力可能偏小、地基沉降偏大,造成結論不合理,導致不必要的投資浪費。
    3)在進行深寬修正時,須結合具體的基礎結構形式、側限條件、土方工程施工順序等考慮有關參數(shù)的確定。
    4)由于高層建筑箱基和筏基平面尺度大,基礎影響深度大,地基持力層往往并非單一土層,而可能是多層土的組合。在選取抗剪強度ck、φk時,應從安全角度出發(fā),綜合考慮剪切面所經(jīng)過各土層及“上硬下軟”或“上軟下硬”等情況后,取能代表組合持力層的、合理的代表值進行計算。
    5)考慮到勘察等級為甲級的高層建筑的重要性,且根據(jù)國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007,規(guī)定抗剪強度的試驗方法應采用三軸壓縮試驗,并應考慮試驗土層的排水條件,詳見本規(guī)程6.0.2條,但用于計算的取值,不僅根據(jù)試驗結果,還應考慮實際工況和地區(qū)經(jīng)驗。
    基礎形狀修正系數(shù)ζγ、ζq、ζc沿用原規(guī)程JGJ 72-90的系數(shù),即De Beer(1976)在試驗基礎上得出的結果。
    8.2.8 西方國家采用旁壓試驗進行基礎工程評價有較長的時間,不同國家的專家學者也提出過多種方法。但在天然地基承載力和地基沉降計算方面,外國的評價公式主要基于小尺寸的建筑基礎,計算方式也較復雜。本次修訂中經(jīng)過比較,參照上海地區(qū)經(jīng)驗,選擇了對極限壓力和臨塑壓力的統(tǒng)計分析方法,與通過國內地基規(guī)范確定的地基承載力或已有經(jīng)驗進行對比,提出利用旁壓試驗結果分析確定單一巖性地層地基承載力特征值的建議。
    旁壓試驗目前在國內使用得還不廣泛,但更多地采用原位測試是勘察行業(yè)的一個發(fā)展方向。本次的統(tǒng)計資料源于上海、西安和北京地區(qū)12個在地基條件方面具有一定代表性的工程,盡管在統(tǒng)計規(guī)律上具有相似的規(guī)律性,但尚缺少西南、華南、東北等地區(qū)的代表性試驗數(shù)據(jù)。因此,作為全國性的規(guī)程,本次修訂時的分析結果的覆蓋面還不是十分充分。有鑒于此,同時考慮地區(qū)經(jīng)驗亟待進一步積累和行業(yè)發(fā)展方向,一是提出具體承載力表的時機還不成熟,二是應鼓勵巖土工程師的實踐總結、發(fā)揮創(chuàng)造性,各地一方面應進一步積累旁壓試驗資料及工程使用中的經(jīng)驗,另一方面在使用旁壓試驗時應結合其他測試評價方法,綜合驗證工程判斷。
    在根據(jù)旁壓試驗成果的分析應用中,臨塑壓力法和極限壓力法是目前國內常用的確定地基承載力的方法,不同地區(qū)在應用中不同程度地積累了一定的經(jīng)驗,如上海已納入到新修編的上海地方標準《上海市巖土工程勘察規(guī)范》DBJ 08-37(以下簡稱上海規(guī)范)當中。一些行業(yè)規(guī)程中也有相應的規(guī)定或建議。本規(guī)程修訂過程中,采用了臨塑壓力法和極限壓力法,按照不同巖性、不同地區(qū)進行了綜合統(tǒng)計分析和比較,也同已有的承載力標準值進行了對比。
    條文中的旁壓試驗曲線上的初始壓力P0,臨塑壓力Pf和極限壓力PL其物理意義見圖3。

    旁壓試驗典型應力與應變關系曲線

    1 本次修訂過程中共搜集到上海地區(qū)、西安地區(qū)、北京地區(qū)12項工程的旁壓試驗資料,全部采用預鉆式旁壓儀。經(jīng)篩選分析,納入計算、統(tǒng)計、比較的旁壓數(shù)據(jù)共278組,涉及的鉆孔深度在1~100m。上述工程的地理位置和測試地層的地貌條件見表9和表10,旁壓試驗壓力隨深度變化散點圖參見圖4~圖6。

    工程名稱和地貌、地層條件
    各工程旁壓試驗數(shù)量和深度
    上海地區(qū)(PMT可求出PL)
    西安地區(qū)(PMT未全部求出PL)
    北京地區(qū)(PMT可求出PL)

    2 為求得臨塑壓力計算地基承載力特征值時的修正系數(shù) λ 和通過旁壓極限承載力分析地基承載力特征值時的安全系數(shù)K,對三個地區(qū)的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,主要結果如下:
    1)上海地區(qū)
    上海數(shù)據(jù)分析情況:
    ①上海規(guī)范對旁壓試驗確定地基承載力已有規(guī)定,即對于黏性土、粉土和砂土,λ取值0.7~0.9,K取值2.2~2.7。本次統(tǒng)計結果與上述規(guī)定基本吻合。
    ②圖7~9為針對不同土類,采用旁壓臨塑壓力和旁壓極限壓力計算結果的對比圖。根據(jù)對比圖,黏性土K在2.2~2.7,粉土和砂土的K值在2.4~3.3。

    上海地區(qū)黏性土
    上海地區(qū)粉土
    上海地區(qū)砂土

    ③從本次統(tǒng)計結果看,根據(jù)旁壓測試結果確定的上海地區(qū)砂土層的承載力較高,主要是由于本次所統(tǒng)計的測試數(shù)據(jù)相應的地層深度較大。所有統(tǒng)計樣本中,小于30m的僅有2組,其余都超過了30m,其中30m至50m的數(shù)據(jù)為8組,50m以上的數(shù)據(jù)有33組。由于深層砂土的旁壓試驗結果值一般均很高,由此計算得出的承載力值也很高,因此除根據(jù)旁壓測試外,尚應結合其他方法和地區(qū)經(jīng)驗綜合確定承載力。
    2)西安地區(qū)
    西安地區(qū)資料中的粉土測試數(shù)據(jù)較少且不夠完整,故僅選取黏性土和砂土進行分析。
    西安數(shù)據(jù)分析情況:

    西安地區(qū)黏性土
    西安地區(qū)砂土

    ①從西安地區(qū)3個工程52組試驗結果看,采用旁壓試驗確定地基承載力的規(guī)律性較好,黏性土承載力特征值在100~500kPA,與《地基基礎設計規(guī)范》GBJ 7給出的黏性土承載力基本值的范圍值基本一致。因此根據(jù)旁壓臨塑壓力(取λ=1)直接確定承載力特征值是可行的,根據(jù)旁壓極限壓力確定承載力特征值時,K可取值為2.7左右。
    ②西安地區(qū)的砂土樣本較少,并且與北京和上海地區(qū)相比較,測試深度淺,在4~5m以內,由此得出的承載力也低得多。
    3)北京地區(qū)
    ①黏性土

    北京地區(qū)黏性土統(tǒng)計分析表

    ②粉土

    北京地區(qū)粉土統(tǒng)計分析表

    ③砂土

    北京地區(qū)砂土統(tǒng)計分析表

    北京數(shù)據(jù)分析情況:
    ①所搜集整理北京地區(qū)旁壓試驗資料的成果以極限壓力PL和初始壓力P0為為主,因此本次計算和統(tǒng)計分析主要是對極限壓力法的驗證和評估。
    ②通過統(tǒng)計分析,北京地區(qū)旁壓試驗壓力和由此確定的承載力特征值都具有明顯的差異性。以PL-P0的結果為例:
    ——對于黏性土以PL-P0=1400kPa為界,小于和大于1400kPa的統(tǒng)計樣本的標準差基本相當(表11);
    ——對于粉土以PL-P0=1900kPa為界,小于和大于1900kPa的統(tǒng)計樣本集合的標準差基本相當(表12);
    ——同樣,對于砂土在PL-P0=4000kPa處也可分為2個統(tǒng)計集合,且各統(tǒng)計指標相差超過2倍。
    由于在同樣安全系數(shù)K條件下,過大的PL-P0值將使計算得出的承載力過高,且同北京地區(qū)已有的承載力評價經(jīng)驗相差過大,因此本次僅統(tǒng)計分析PL-P0小于界限值的樣本。
    ③對于北京地區(qū)砂土,將統(tǒng)計結果同本地區(qū)所積累的砂土承載力相比較,即使安全系數(shù)K為3.6時,根據(jù)旁壓試驗所得到的承載力仍然較高。由于北京地區(qū)砂土承載力是在定量控制地基差異沉降的條件下確定的,因此,在根據(jù)旁壓試驗確定承載力并嚴格控制地基差異沉降時,砂土地基需要較高的安全系數(shù)K。
    ④按上述原則統(tǒng)計得到的K值與本次統(tǒng)計的上海及西安地區(qū)的結果基本一致。
    3 綜合上海、西安、北京三地資料,對不同巖性進行統(tǒng)計對比情況如表14~表16:

     黏性土綜合對比表
     黏性土綜合對比表
      粉土綜合對比表
    粉土綜合對比表
    砂土綜合對比表
     砂土綜合對比表

    由(PL-P0)/(Pf-P0)得出K值的統(tǒng)計結果可比性較強,表明各地旁壓曲線P0、Pf和PL之間的比例關系是基本一致的。
    本次根據(jù)計算統(tǒng)計結果、已有的工程經(jīng)驗,建議在根據(jù)旁壓試驗極限壓力分析地基承載力特征值時,安全系數(shù)K取值范圍為2.0~4.0,不同土層巖性的K值范圍值參見表17。由于統(tǒng)計工程的基礎設計資料不完整,無法正確分析深寬修正后的地基承載力特征值fa,因此上述K值不得低于2,并應根據(jù)各地情況、經(jīng)驗和其他評價方法不斷總結,綜合確定地基承載力。

    極限承載力安全系數(shù)K取值建議

    上海規(guī)范對臨塑修正系數(shù)(相當于λ)規(guī)定為0.7~0.9。因缺少對比資料,本次統(tǒng)計分析未對久的取值進行分析,但認為按照不大于1計算是合理和安全的。
    采用臨塑壓力法及極限壓力法估算地基承載力特征值的方法可行,計算結果基本合理,說明旁壓試驗是綜合評價地基承載力的一種有效方法之一,但在具體工程應用中,應采用多種不同方法進行對比分析,并積累各地區(qū)的地區(qū)經(jīng)驗。
    除對地基承載力的確定的分析外,本次修訂原擬研究各地Em的統(tǒng)計規(guī)律,并通過計算來驗證估算沉降的適用性。但目前所搜集的資料中,具體的建筑荷載、基礎尺寸和埋深不甚清楚,更缺少必要的沉降觀測數(shù)據(jù),同時各地勘察資料中的常規(guī)壓縮模量的試驗方法也不統(tǒng)一,無法進行有效的歸類的統(tǒng)計分析,故放棄了采用旁壓試驗結果直接或間接估算天然地基沉降的方法的研究。
    8.2.9 當場地、地基整體穩(wěn)定,高層建筑建于完整、較完整的中等風化一微風化巖體上時,可不進行地基變形驗算,但巖溶、斷裂發(fā)育等地區(qū)應仔細論證。
    巖土層的滲透性關系到如何計算土層重力密度(即是否按浮重力密度考慮),將直接影響基底附加壓力值的確定和計算出的地基沉降量,對此應注意分析總結。
    8.2.10 關于按變形模量E0計算地基沉降,是沿用了原規(guī)程JGJ 72-90的規(guī)定,本次修訂作了一些修改后列入附錄B,現(xiàn)對有關問題作如下說明:
    1 式(B.0.1)是由前蘇聯(lián)K.E葉戈洛夫提出(見П.Г庫茲明《土力學講義》高等教育出版社,1959),該式的沉降應力系數(shù)是按剛性基礎下,考慮了三個應力分量(σx、σy,和σz)而得出,因而土的側脹受一定條件的限制。高層建筑的箱形或筏形大基礎,在與高層建筑共同作用下剛度很大,因而用該式計算沉降是合適的。由于是按剛性基礎計算而得,計算所得地基沉降是平均沉降。對于一些不能準確取得壓縮模量Es值的巖土,如碎石土、砂土、粉土、含碎石、礫石的花崗巖殘積土、全風化巖、強風化巖等,均可按本式進行計算。根據(jù)大量工程對比,計算結果與實測沉降比較接近,作為對國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007的補充列入本規(guī)程。
    2 按式(B.0.1)計算時,采用基底平均壓力P,而不是用附加壓力P0,這是考慮高層建筑的筏形、箱形基礎埋置深,往往處于補償或超補償狀態(tài),即P0很小,甚至P0<0,出現(xiàn)負值,但在平均壓力P作用下并非不發(fā)生沉降。且往往會超過回彈再壓縮量,且按P值計算結果與實測沉降接近。
    3 關于地基變形模量E0值,各地區(qū)對各類土都進行過大量載荷試驗,或用標準貫入試驗擊數(shù)N與E0值(廣東省標準、深圳市標準《地基基礎設計規(guī)范》)、或圓錐動力觸探擊數(shù)N63.5與E0建立了經(jīng)驗關系(遼寧省標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》),且國內許多巖土工程勘察單位均可按設計要求提供E0值。本次修訂時取消了原規(guī)程JGJ 72-90中對于一般黏性土、軟土、飽和黃土,用反算綜合變形模量計算沉降的公式,這主要考慮到這一關系式的代表性有限。原規(guī)程JGJ 72-90中,對于一般黏性土、軟土、飽和黃土,當未進行載荷試驗時,可用反算綜合變形模E0計算沉降,式中 為當量模量,α系通過25棟高層建筑實測沉降分析統(tǒng)計而得,α=0.3855Es-0.1503,相關系數(shù)γ=0.965,n=25。各地區(qū)可按此方法建立本地區(qū)的經(jīng)驗關系式,或建立本地區(qū)的沉降經(jīng)驗系數(shù)Ψs 。
    4 關于沉降計算深度 ,是根據(jù)建研院已故何頤華先生《大基礎地基壓縮層深度計算方法的研究》一文而提出,該式的特點是考慮了土性不同對壓縮層的影響,其計算的Zn值與實測壓縮層深度作過對比,并作過修正。按表B.0.2-2確定β值時,若地基土為多層土組成時,首先按 確定其沉降計算深度,再按此深度范圍內各土層厚度加權平均值確定β值。
    本次修訂時,增列了 ,該式是國標《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB 50007以實測壓縮層深度Zn與基礎寬度b的比值與b的關系分析統(tǒng)計而得,由于均是按實測壓縮層深度分析后得到的,應該比較符合實際,故予列入,但經(jīng)對比,后者較前者為深,在實際工程中需要考慮更為安全,可按后者計算。
    8.2.11 通過標準固結試驗指標、考慮土的應力歷史計算土層的固結沉降是飽和土地區(qū)和國際上習慣的主要方法之一,為促進取樣技術水平和土樣質量的提高,滿足國外設計企業(yè)越來越多地進入中國建設市場的需要,有必要繼續(xù)采用該評價方法。
    由于在瞬時(剪切變形)變形和次固結變形的評價方面,尚無統(tǒng)一的普遍適合各地區(qū)的方法,故本規(guī)程僅限于以主固結為主的地基條件。
    關于正常固結的確定,不同學者的觀點和考慮不盡相同(OCR=1~2)。綜合考慮后按OCR略高于理論值(1.0)確定,并結合地區(qū)經(jīng)驗進行修正和判斷,但在工程實踐中,首要的影響因素是取樣的質量(包括取樣、包裝、防護和運輸條件)。
    8.2.12 根據(jù)本次修訂前征求的意見,原規(guī)程JGJ 72-90中6.2.7條建議的方法在實施時有困難(經(jīng)驗系數(shù)的確定)。實際工程中對傾斜的預測與很多因素有關,如地層分布、建筑荷載分布(包括大小和平面分布)及基礎結構剛度、施工順序等。由于近年計算機性能的快速提高和相關商業(yè)化軟件的增多,可以在勘察階段的沉降計算分析中考慮地層條件與建筑荷載條件,以較快捷地計算不同地層條件與荷載分布情況下基底不同位置的沉降。按照統(tǒng)計實測資料,結構剛度不同的基礎整體撓度約在萬分之一至萬分之四,對沉降值影響較大,但對建筑整體傾斜的影響與地層及荷載的分布相比較小,故根據(jù)角點地基沉降計算建筑物整體傾斜可以作為一種判斷的方法。重要的是要采用合理劃分的地層及相關參數(shù),在計算中考慮建筑荷載的分布(包括相鄰建筑影響)。對建筑物整體傾斜的計算結果,應在地區(qū)實測資料進行對比的基礎上進行判斷。

    關鍵詞: 結構工程
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