地基变形特征指标及其允许变形值

2．5．1 地基变形特征指标

由于不同类型建筑物的变形特征不同,对地基变形的适应性也不同,因而计算变形时,应考虑不同建筑物采用不同的地基变形指标来比较和控制.《建筑地基基础设计规范》 (GB50007—2011)将地基变形指标依其特征分为以下四种:

(1)沉降量——基础中心点的沉降值(图2．3).沉降量S的计算方法参见《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011).在下列情况下需计算沉降量:

图2．3 沉降量示意图

①主要用于地基比较均匀时的单层排架结构的柱基,在满足允许沉降量后可不再验算相邻柱基的沉降差.

②在工艺上考虑沉降所预留建筑物有关部分之间净空、连接方法及施工顺序时也需用到沉降量,此时往往需要分别预估施工期间和使用期间的地基变形值.

(2)沉降差——基础两点或两相邻单独基础沉降量之差(图2．4),即

ΔS＝S2－S1 　(2-8)

图2．4 沉降差示意图

在下列情况下需计算沉降差:

①地基不均匀、荷载差异大时,控制框架结构及单层排架结构的相邻柱基的沉降差.

②存在相邻结构物的影响时,需计算其与相邻建筑物的沉降差.

③在原有基础附近堆积重物时.

④当必须考虑在使用过程中结构物本身及与之有联系部分的标高变动时.

(3)倾斜——基础在倾斜方向上两端点的沉降差与其水平距离的比值(图2．5),即

tanθ＝S1－S2 　(2-9)

图2．5 倾斜示意图

对有较大偏心荷载的基础和高耸构筑物基础,其地基不均匀或附近堆有地面荷载时,要验算倾斜值;在地基比较均匀且无相邻荷载影响时,高耸构筑物的沉降量在满足允许沉降量后,可不验算倾斜值.

(4)局部倾斜——砖石砌体承重结构沿纵墙6~10m内基础两点的沉降差与其水平距离的比值(图2．6),即:

一般承重墙房屋(如墙下条形基础),距离L可根据具体建筑物情况,如横隔墙的间距而定.一般应将沉降计算点选择在地基不均匀、荷载相差很大或体形复杂的局部段落的纵横墙交点处.

据调查分析,砌体结构墙体开裂多由于墙身局部倾斜过大所致,所以当地基不均匀、荷载差异大、建筑体形复杂时,就要验算墙身的局部倾斜.

图2．6 局部倾斜示意图

2．5．2 地基允许变形值

(1)地基允许变形值的概念:在正常使用条件下,建筑物所能承受的变形限度.

(2)地基允许变形值的确定:地基允许变形值的确定是一项十分复杂的工作,应通过建筑物沉降观测,并根据建筑物的结构类型及使用情况,从大量资料中进行总结,以及考虑地基和上部结构的共同工作,进行全面分析研究而确定.为了找出不同建筑物所能承受的变形限度,《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)根据大量常见建筑物系统沉降观测资料,经过计算分析,总结出各类建筑的允许变形值(表2．4).

表2．4 建筑物的地基变形允许值

续表

表2．4中对不同建筑物分别列出了沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜的变形指标的允许值,在进行地基设计时应遵照执行.但由于全国各地的建筑物在结构形式、材料及使用等方面的条件各不相同,而且各地区的地质条件也有很大差别,所以对允许变形值应当注意结合具体工程条件而定.

思考题

1．简述地基基础的设计原则.

2．地基基础设计中的两种极限状态是什么?

3．地基基础设计时,所采用的作用效应有哪些具体规定?

4．地基变形特征指标有哪几种?分别解释它们的概念.