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建筑地基基础设计标准规范.doc

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建筑 地基基础 设计 标准规范
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#*《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002) 《建筑地基基础设计规范》 Code for design of building foundation GB 50007-2002 主编部门:中华人民共和国建设部批准部门:中华人民共和国建设部施行日期: 2002年1月1日   关于发布国家标准《建筑地基基础设计规范》的通知 建标 [2002] 46 号   根据我部《关于印发〈一九九七年工程建设标准制订、修订计划〉的通知》(建标[1997]108 号)的要求,由建设部会同有关部门共同修订的《建筑地基基础设计规范》,经有关部门会审,批准为国家标准,编号为 GB50007—2002,自 2002 年 4 月 1 日起施行。其中,3.0.2、3.0.4、5.1.3、5.3.1、5.3.4、5.3.10、6.1.1、6.3.1、6.4.1、7.2.7、7.2.8、8.2.7、8.4.5、8.4.7、8.4.9、8.4.13、8.5.9、8.5.10、8.5.18、8.5.19、9.1.3、9.1.6、9.2.8、10.1.1、10.1.6、10.1.8、10.2.9 为强制性条文,必须严格执行。原《建筑地基基础设计规范》GBJ7—89 于 2002 年 12 月 31 日废止。   本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释,中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释,建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。   中华人民共和国建设部 2002 年 2 月 20 日   前  言 本规范是根据建设部建标[1997]108 号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关的设计、勘察、施工、研究和教学单位对《建筑地基基础设计规范》GBJ7—89 进行修订而成。  修订过程中,开展了专题研究,调查总结了近年来国内地基基础工程的工程实践经验,采纳了该领域新的科研成果,并以各种方式在全国范围内广泛征求了有关设计、勘察、施工、科研。教学单位的意见,经反复讨论、修改和试设计,最后经审查定稿。  本次修订后共有 10 章 22 个附录。主要修订内容是:明确了地基基础设计中承载力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法;强调按变形控制设计的原则,满足建筑物使用功能的要求;细化岩石分类和地基土的冻胀分类;增加有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法;增加岩石边坡支护设计方法;增加复合地基设计方法;增加高层建筑筏形基础设计方法;增加桩基础沉降计算方法;增加基坑工程设计方法;增加地基基础检测与监测内容。取消了壳体基础设计的规定。  本规范将来可能需要进行局部修订,有关局部修订的信息和条文内容将刊登在《工程建设标准化》杂志上。  本规范以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。  本规范的具体解释由中国建筑科学研究院地基基础研究所负责。在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,并将意见和建议寄交北京市北三环东路30号中国建筑科学研究院国家标准《建筑地基基础设计规范》管理组(邮编:100013,E-mail:tyjcabr@sina.com.cn)。  本规范的主编单位:中国建筑科学研究院  参编单位:北京市勘察设计研究院,建设部综合勘察设计研究院,北京市建筑设计研究院,建设部建筑设计院,上海建筑设计研究院,广西建筑综合设计研究院,云南省设计院,辽宁省建筑设计研究院,中南建筑设计院,湖北省建筑科学研究院,福建省建筑科学研究院,陕西省建筑科学研究院,甘肃省建筑科学研究院,广州市建筑科学研究院,四川省建筑科学研究院,黑龙江省寒地建研院,天津大学,同济大学,浙江大学,重庆建筑大学,太原理工大学,广东省基础工程公司。  主要起草人:黄熙龄  膝延京  王铁宏(以下按姓氏笔画排列)  王公山  王惠昌  白晓红  汪国烈  吴学敏  杨 敏  周光孔  周经文  林立岩  罗宇生  陈如桂  钟 亮  顾晓鲁  顾宝和  侯光瑜  袁炳麟  袁内镇  唐杰康  黄求顺  龚一鸣  裴 捷  潘凯云  潘秋元1 总则1.0.1 为了在地基基础设计中贯彻执行国、家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,制定本规范。1.0.2 地基基础设计,必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则;根据岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素,精心设计。1.0.3 本规范适用于工业与民用建筑(包括构筑物)的地基基础设计。对于湿陷性黄土、多年冻土 、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计,尚应符合现行有关标准、规范的规定。1.0.4 采用本规范设计时,荷载取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009 的规定;基础的计算尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 和《砌体结构设计规范》GB 50003 的规定。当基础处于侵蚀性环境或受温度影响时,尚应符合国家现行的有关强制性规范的规定,采取相应的防护措施。2.1  术语2.1.1 地基 subgrade,foundation,soils  为支承基础的土体或岩体。2.1.2 基础 foundation  将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。2.1.3 地基承载力特征值 characteristic value of subgrade bearing capacity  指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。2.1.4 重力密度(重度) gravity densiyy,unit weight  单位体积岩土所承受的重力,为岩土的密度与重力加速度的乘积。2.1.5 岩体结构面 rock discontinuity structral plane  岩体内开裂的和易开裂的面。如层面、节理、断层、片理等。又称不连续构造面。2.1.6 标准冻深 standard frost penetration  在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻深的平均值。2.1.7 地基变形允许值 allowable subsoil deformation  为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。2.1.8 土岩组合地基 soil-rock composite subgrade  在建筑地基(或被沉降缝分隔区段的建筑地基)的主要受力层范围内,有下卧基岩表面坡度较大的地基;或石芽密布并有出露的地基;或大块孤石或个别石芽出露的地基。2.1.9 地基处理 ground treatment  指为提高地基土的承载力,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工方法。2.1.10 复合地基 cmoposite subgrade,compoiste foundation  部分土体被增强或被置换,而形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。2.1.11 扩展基础 spread foundation  将上部结构传来的荷载,通过向侧边扩展成一定底面积,使作用在基底的压应力等于或小于地基土的允许承载力,而基础内部的应力应同时满足材料本身的强度要求,这种起到压力扩散作用的基础称为扩展基础。2.1.12 无筋扩展基础 non-reinforced spread foundation  由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的,且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。2.1.13 桩基础 pile foundation  由设置于岩土中的桩和联接于桩顶端的承台组成的基础。2.1.14 支挡结构 retaing structure  使岩土边坡保持稳定、控制位移而建造的结构物。2.2  主要符号   A——基础底面面积;   a——压缩系数;   b——基础底面宽度(最小边长);或力矩作用方向的基础底面边长;   c——粘聚力;   d——基础埋置深度,桩身直径;  Ea——主动土压力;  Es——土的压缩模量;   e——孔隙比;    F——基础顶面竖向力;  fa——修正后的地基承载力特征值; fak——地基承载力特征值; frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值;   G——恒载;  H0——基础高度;  Hf——自基础底面算起的建筑物高度;  Hg——自室外地面算起的建筑物高度;   L——房屋长度或沉降缝分隔的单元长度;   l——基础底面长度;   M——作用于基础底面的力矩或截面的弯矩;   p——基础底面处平均压力;  p0——基础底面处平均附加压力;  Qk——相应于荷载效应标准组合时,桩基中单桩所受竖向力; qpk——桩端土的承载力特征值; qsa——桩周土的摩擦力特征值;  Ra——单桩竖向承载力特征值;   s——沉降量;   u——周边长度;  ω ——土的含水量;  ωL——液限;  ωp——塑限;  zo——标准冻深;  zn——地基沉降计算深度;  α ——平均附加应力系数;  β ——边坡对水平面的坡角;  γ ——土的重力密度,简称土的重度;  δ ——填土与挡土墙墙背的摩擦角;  δr——填土与稳定岩石坡面间的摩擦角;  θ ——地基的压力扩散角;  μ ——土与挡土墙基底间的摩擦系数;  υ ——泊松比;  φ ——内摩擦角;  ηb——基础宽度的承载力修正系数;  ηd——基础埋深的承载力修正系数;  ψs——沉降计算经验系数。3 基本规定3.0.1 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征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三个设计等级,设计时应根据具体情况,按表 3.0.1 选用。表 3.0.1      地基基础设计等级设计等级建筑和地基类型甲 级 重要的工业与民用建筑物 30 层以上的高层建筑 体型复杂,层数相差超过 10 层的高低层连成一体建筑物 大面积的多层地下建筑物(如地下车库、商场、运动场等) 对地基变形有特殊要求的建筑物 复杂地质条件下的坡上建筑物(包括高边坡) 对原有工程影响较大的新建建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙 级 除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物丙 级 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑物;次要的轻型建筑物3.0.2 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度,地基基础设计应符合下列规定:1 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定;2 设计等级为甲级、乙级的建筑物。均应按地基变形设计;3 表 3.0.2 所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算,如有下列情况之一时,仍应作变形验算:1) 地基承载力特征值小于 130kPa,且体型复杂的建筑;2) 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大,可能引起地基产生过大的不均匀沉降时;3) 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时;4) 相邻建筑距离过近,可能发生倾斜时;5) 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土,其自重固结未完成时。4  对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等,以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,尚应验算其稳定性;5  基坑工程应进行稳定性验算;6  当地下水埋藏较浅。建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,尚应进行抗浮验算。表3.0.2  可不作地基变形计算设计等级为丙级的建筑物范围地基主要受力层情况地基承载力特征值fak(kPa)60≤fak<8080≤fak<100100≤fak<130130≤fak<160160≤fak<200200≤fak<300各土层坡度(%)≤5≤5≤10≤10≤10≤10建筑类型砌体承重结构、框架结构(层数)≤5≤5≤5≤6≤6≤7单层排架结构(6m柱距)单跨吊车额定起重量(t)5~1010~1515~2020~3030~5050~100厂房跨度(m)≤12≤18≤24≤30≤30≤30多跨吊车额定起重量(t)3~55~1010~1515~2020~3030~75厂房跨度(m)≤12≤18≤24≤30≤30≤30烟囱高度(m)≤30≤40≤50≤75≤100水塔高度(m)≤15≤20≤30≤30≤30容积(m3)≤5050~100100~200200~300300~500500~1000注:1 地基主要受力层系指条形基础底面下深度为 3b (b 为基础底面宽度),独立基础下为 1.5b,且厚度均不小于 5m 的范围(二层以下一般的民用建筑除外);  2 地基主要受力层中如有承载力特征值小于 130kPa 的土层时,表中砌体承重结构的设计,应符合本规范第七章的有关要求;  3 表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑,对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合与其相当的民用建筑层数;  4 表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值。3.0.3 地基基础设计前应进行岩土工程勘察,并应符合下列规定:1 岩土工程勘察报告应提供下列资料:1) 有无影响建筑场地稳定性的不良地质条件及其危害度;2) 建筑物范围内的地层结构及其均匀性,以及各岩土层的物理力学性质;3) 地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律,以及对建筑材料的腐蚀性;4) 在抗震设防区应划分场地土类型和场地类别,并对饱和砂土及粉土进行液化判别;5) 对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析,提出经济合理的设计方案建议;提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数,并对设计与施工应注意的问题提出建议;6) 当工程需要时,尚应提供:(1) 深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;(2) 基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;(3) 提供用于计算地下水浮力的设计水位。2 地基评价宜采用钻探取样、室内土工试验、触探、并结合其他原位测试方法进行。设计等级为甲级的建筑物应提供载荷试验指标、抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料;设计等级为乙级的建筑物应提供抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料;设计等级为丙级的建筑物应提供触探及必要的钻探和土工试验资料。3 建筑物地基均应进行施工验槽。如地基条件与原勘察报告不符时,应进行施工勘察。3.0.4 地基基础设计时,所采用的菏载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定:1  按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时,传至基础或承台底面上的荷裁效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承裁力特征值。2 计算地基变形时,传至基础底面上的荷裁效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。3 计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为 1.0。4 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力,应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,采用相应的分项系数。  当需要验算基础裂缝宽度时,应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。5 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用,但结构重要性系数 γ0 不应小于 1.0。3.0.5 正常使用极限状态下,荷载效应的标准组合值 Sk 应用下式表示:  Sk=SGk+SQ1k+ψc2SQ2k+……+ψcnSQnk  (3.0.5-1)式中 SGk——按永久荷载标准值 Gk 计算的荷载效应值;   SQik——按可变荷载标准值 Qik 计算的荷载效应值;    ψci——可变荷载 Qi 的组合值系数,按现行《建筑结构荷载规范》GB 50009 的规定取值。  荷载效应的准永久组合值 Sk 应用下式表示:  Sk=SGk+ψq1SQ1k+ψq2SQ2k+……+ψqnSQnk  (3.0.5-2)式中 ψqi——准永久值系数,按现行《建筑结构荷载规范》GB 50009 的规定取值。  承载能力极限状态下,由可变荷载效应控制的基本组合设计值 S,应用下式表达:  S=γGSGk+γQ1SQ1k+γQ2ψc2SQ2k+……+γQnψcnSQnk  (3.0.5-3)式中 γG——永久荷载的分项系数,按现行《建筑结构荷载规范》GB 50009 的规定取值;   γQi——第 i 个可变荷载的分项系数,按现行《建筑结构荷载规范》GB 50009 的规定取值。  对由永久荷载效应控制的基本组合,也可采用简化规则,荷载效应基本组合的设计值 S 按下式确定:  S=1.35Sk≤R    (3.0.5-4)式中 R——结构构件抗力的设计值,按有关建筑结构设计规范的规定确定;   Sk——荷载效应的标准组合值。4.1  岩土的分类4.1.1 作为建筑地基的岩土可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等。4.1.2 岩石应为颗粒间牢固联结,呈整体或具有节理裂隙的岩体。作为建筑物地基,除应确定岩石的地质名称外,尚应按 4.1.3~4.1.4 条划分其坚硬程度和完整程度。4.1.3 岩石的坚硬程度应根据岩块的饱和单轴抗压强度 frk 按表 4.1.3 分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。当缺乏饱和单轴抗压强度资料或不能进行该项试验时,可在现场通过观察定性划分,划分标准可按本规范附录 A.0.1 执行。岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。 表 4.1.3      岩石坚硬程度的划分坚硬程度类别坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩饱和单轴抗压强标准值 frk(MPa)frk>6060≥frk>3030≥frk>1515≥frk>560≥frk>304.1.4  4.1.5  4.1.6  4.1.7  4.1.8  4.1.9  4.1.10  4.1.11  4.1.12  4.1.13  4.1.14  4.1.15  4.1.16 4.2  工程特性指标4.2.14.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 5.1  基础埋置深度5.1.1 基础的埋置深度,应按下列条件确定:  1 建筑物的用途,有无地下设施,基础和形式和构造;  2 作用在地基上的荷载大小和性质;  3 工程地质和水文地质条件;  4 相邻建筑物的基础埋深;  5 地基土冻胀和融陷的影响。5.1.2 在满足地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,当上层地基的承载力大于下层土时,宜利用上层土作持力层。除岩石地基外,基础埋深不宜小于 0.5m。 5.1.3 高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力,变形和稳定性要求。在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的 1/18~1/20。位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑要求。 5.1.4  基础宜埋置在地下水位以上,当必须埋在地下水位以下时,应采取地基土在施工时不受扰动的措施。  当基础埋置在易风化的岩层上,施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。 5.1.5 当在相邻建筑物时,新建建筑物的基础埋深不宜大于原有建筑基础。当埋深大于原有的建筑物时,两基础间应保持一定净距,其数值应根据原有的建筑荷载大小、基础形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时,应采取分段施工,设临时加固支撑,打板桩,地下连续墙等施工措施,或加固原有的建筑物基础, 5.1.6 确定基础埋深应考虑地基的冻胀性。地基的冻胀性类别应根据冻土层的平均冻胀率 η 的大小,按本规范附录 G.0.1 查取。 5.1.7  5.1.8  5.1.9 5.2  承载力计算5.2.15.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.2.85.3  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。5.3.2 地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。 5.3.3 在计算地基变形时,应符合下列规定:   1 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斜值控制;必要时尚应控制平均沉降量。  2  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,考虑连接方法和施工顺序。一般多层建筑物在施工期间完成的沉降量,对于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,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 (1)框架结构 (2)砌体墙填充的边排柱 (3)当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构0.002L0.0007L0.005L0.003L0.001L0.005L 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 横向0.0040.003 多层和高层建筑的整体倾斜      Hg≤24                241000.0040.0030.00250.002 体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)200 耸结构基础的倾斜          Hg≤20                20
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