建筑地基的稳定性分析和评价

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建筑地基的稳定性分析和评价

一、地基稳定性

地基稳定性是指主要受力层的岩土体在外部荷载作用下沉降变形、深层滑动等对工程建设安全稳定的影响程度,避免由此地基产生过大的变形、侧向破坏、滑移造成地基破坏从而影响正常使用。按照(GB 50021-2001) (2009年版) 14.1.3、14.1.4规定,岩土体的变形、强度和稳定应在定性分析的基础上进行定量分析。评价地基稳定性问题时按承载力极限状态计算,评价岩土体的变形时按正常使用极限状态的要求进行验算。

二、地基稳定性分析评价内容

影响地基稳定性的因素,主要的是场地的岩土工程条件、地质环境条件、建(构)筑物特征等。一般情况下,需要对经常受水平力或倾覆力矩的高层建筑、高耸结构、高压线塔、锚拉基础、挡墙、水坝、堤坝和桥台等建(构)筑物进行地基稳定性评价。

通常情况下,涉及到主要的内容有:(1)岩土工程条件包括组成地基的岩、土物理力学性质,地层结构。特别是有特殊性岩土,隐伏的破碎或断裂带,地下水渗流等特殊情况;(2)地质环境条件包括是否建造在斜坡上、边坡附近、山区地基上,建(构)筑物与不良地质作用、特殊地貌的关联度和可能引起地基破坏失稳的各种自然因素或组合。如岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化、震陷、活动断裂、岸边河流冲刷等。按照《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001) (2009年版)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)规定,对山东地区该问题常见的几种情况罗列如下:

1、地基承载力计算与验算

验算地基稳定性实质上就是验算地基极限承载能力是否满足要求。应严格按照《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011) 5.2和《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)8.2.6~8等条款执行。

2、变形验算

建筑物的地基变形计算值,不应大于建筑物地基允许变形值。在勘察阶段往往建筑物特征参数不明确,一味要求勘察报告中能有准确的结论也勉为其难,但在岩土工程勘察报告中应提供符合规范要求的岩土变形参数,供上部结构计算条件具备时按照(GB 50007-2011) 5.3、(JGJ 72-2004) 8.2.9~12和《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2002)有关条款计算。

3、基础埋置深度的确定

对高层建筑和高耸构筑物基础的埋置深度,应满足地基承载力、变形和稳定性要求。位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑稳定性要求。天然地基上的箱形或或筏形基础埋置深度不宜小于1/15H;桩箱或桩筏基础不宜小于1/18H,H为建筑物高度。

4、位于稳定土坡坡顶上的建筑

应根据建(构)筑物基础形式,按照(GB 50007-2011) 5.4.1~2有关规定确定基础距坡顶边缘的距离和基础埋深。需要时,还应按照《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)5.1~3有关规定验算坡体的稳定性。验算方法对均质土可采用圆弧滑动条分法,发育软弱结构面、软弱夹层及层状膨胀岩土时,应按最不利的滑动面验算。当坡体中分布膨胀岩土时应考虑坡体含水量变化的影响;具有胀缩裂缝和地裂缝的膨胀土边坡,应进行沿裂缝滑动的验算。

5、受水平力作用的建(构)筑物

①山区应防止平整场地时大挖大填引起滑坡;

②岸边工程应考虑冲刷、因建筑物兴建及堆载引起地基失稳。

6、土岩组合地基

该类地基下卧基岩面为单向倾斜时,应描述岩面坡度、基底下的土层厚度、岩土界面上是否存在软弱层(如泥化带)。

7、岩石地基

①地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物,同一建筑物的地基存在坚硬程度不同,两种或多种岩体变形模量差异达2倍及2倍以上,应进行地基变形验算;

②地基主要受力层深度内存在软弱下卧岩层时,应考虑软弱下卧岩层的影响进行地基稳定性验算;

③当基础附近有临空面时,应验算向临空面倾覆和滑移稳定性。

岩土工程勘察报告中,应提供岩层产状、岩石坚硬程度、岩体完整程度、岩体基本质量等级,以及软弱结构面特征等。

8、软弱地基

首先,应判定地基产生失稳和不均匀变形的可能性;当工程位于池塘、河岸、边坡附近时,应验算其稳定性。其次,其承载力特征值应根据室内试验、原位测试、当地经验结合地层物理力学特征和建(构)筑物特征以及施工方法和程序等多因素综合确定。该类地基应按照(GB 50007-2011)第7章和《软土地区岩土工程勘察规程》(JGJ 83-2011)7.2~4有关规定分析评价其稳定

性;抗震设防烈度等于或大于7度的厚层软土分布区,应按照(JGJ 83-2011)第6章判别软土震陷的可能性和估算震陷量。

9、存在液化土层的地基

地面下存在饱和砂土和饱和粉土时,除6度外,应进行液化判别。按照(GB 50011-2010)4.3.3~6规定进行。

10、岩溶和土洞

在碳酸盐岩为主的可溶性岩石地区,当存在岩溶(溶洞、溶蚀裂隙等)、土洞等现象时,应考虑其对地基稳定的影响。按照(GB 50021-2001) 5.1.10~12和《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)6.6的规定分析评价地基稳定性。

11、填土

当地基主要受力层中有填土分布时,如填土底面的天然坡度大于20%时,应验算其稳定性。

12、桩土复合地基

对需验算复合地基稳定性的工程,提供桩间土、桩身的抗剪强度。

13、桩基

①应选择较硬土层作为桩端持力层。

②嵌岩桩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定;

③嵌岩灌注桩桩端以下3倍桩径且不小于5m范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布,且桩底应力扩散范围内应无临空面。

④当基桩持力层为倾斜地层,基岩面凹凸不平或岩土中有洞穴时,应评价桩基的稳定性,并提出处理措施的建议。

14、箱形基础