2 地基與基礎設計

2.1 地基設計

《建筑地基基礎設計規范》GB 50007—2011

3.0.1 地基基礎設計應根據地基復雜程度、建筑物規模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度分為三個設計等級，設計時應根據具體情況，按表3.0.1選用。

【條文解析】

建筑地基基礎設計等級是按照地基基礎設計的復雜性和技術難度確定的，劃分時考慮了建筑物的性質、規模、高度和體形；對地基變形的要求；場地和地基條件的復雜程度；以及由于地基問題對建筑物的安全和正常使用可能造成影響的嚴重程度等因素。

3.0.2 根據建筑物地基基礎設計等級及長期荷載作用下地基變形對上部結構的影響程度，地基基礎設計應符合下列規定：

1 所有建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的有關規定。

2 設計等級為甲級、乙級的建筑物，均應按地基變形設計。

3 設計等級為丙級的建筑物有下列情況之一時應作變形驗算：

1）地基承載力特征值小于130k Pa，且體形復雜的建筑；

2）在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大，可能引起地基產生過大的不均勻沉降時；

3）軟弱地基上的建筑物存在偏心荷載時；

4）相鄰建筑距離近，可能發生傾斜時；

5）地基內有厚度較大或厚薄不均的填土，其自重固結未完成時。

4 對經常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結構和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構筑物，尚應驗算其穩定性。

5 基坑工程應進行穩定性驗算。

6 建筑地下室或地下構筑物存在上浮問題時，尚應進行抗浮驗算。

【條文解析】

本條規定了地基設計的基本原則，為確保地基設計的安全，在進行地基設計時必須嚴格執行。地基設計的原則如下：

1）各類建筑物的地基計算均應滿足承載力計算的要求；

2）設計等級為甲級、乙級的建筑物均應按地基變形設計，這是由于因地基變形造成上部結構的破壞和裂縫的事例很多，因此控制地基變形成為地基基礎設計的主要原則，在滿足承載力計算的前提下，應按控制地基變形的正常使用極限狀態設計；

3）對經常受水平荷載作用、建造在邊坡附近的建筑物和構筑物以及基坑工程應進行穩定性驗算。

3.0.4 地基基礎設計前應進行巖土工程勘察，并應符合下列規定：

1 巖土工程勘察報告應提供下列資料：

1）有無影響建筑場地穩定性的不良地質作用，評價其危害程度。

2）建筑物范圍內的地層結構及其均勻性，各巖土層的物理力學性質指標，以及對建筑材料的腐蝕性。

3）地下水埋藏情況、類型和水位變化幅度及規律，以及對建筑材料的腐蝕性。

4）在抗震設防區應劃分場地類別，并對飽和砂土及粉土進行液化判別。

5）對可供采用的地基基礎設計方案進行論證分析，提出經濟合理、技術先進的設計方案建議；提供與設計要求相對應的地基承載力及變形計算參數，并對設計與施工應注意的問題提出建議。

6）當工程需要時，尚應提供：深基坑開挖的邊坡穩定計算和支護設計所需的巖土技術參數，論證其對周邊環境的影響；基坑施工降水的有關技術參數及地下水控制方法的建議；用于計算地下水浮力的設防水位。

2 地基評價宜采用鉆探取樣、室內土工試驗、觸探，并結合其他原位測試方法進行。設計等級為甲級的建筑物應提供載荷試驗指標、抗剪強度指標、變形參數指標和觸探資料；設計等級為乙級的建筑物應提供抗剪強度指標、變形參數指標和觸探資料；設計等級為丙級的建筑物應提供觸探及必要的鉆探和土工試驗資料。

3 建筑物地基均應進行施工驗槽。當地基條件與原勘察報告不符時，應進行施工勘察。

【條文解析】

本條規定了對地基勘察的要求：

1）在地基基礎設計前必須進行巖土工程勘察；

2）對巖土工程勘察報告的內容作出規定；

3）對不同地基基礎設計等級建筑物的地基勘察方法，測試內容提出了不同要求；

4）強調應進行施工驗槽，如發現問題應進行補充勘察，以保證工程質量。

抗浮設防水位是很重要的設計參數，影響因素眾多，不僅與氣候、水文地質等自然因素有關，有時還涉及地下水開采、上下游水量調配、跨流域調水和大量地下工程建設等復雜因素。對情況復雜的重要工程，要在勘察期間預測建筑物使用期間水位可能發生的變化和最高水位有時相當困難。故現行國家標準《巖土工程勘察規范》GB 50021—2001規定，對情況復雜的重要工程，需論證使用期間水位變化，提出抗浮設防水位時，應進行專門研究。

3.0.5 地基基礎設計時，所采用的作用效應與相應的抗力限值應符合下列規定：

1 按地基承載力確定基礎底面積及埋深或按單樁承載力確定樁數時，傳至基礎或承臺底面上的作用效應應按正常使用極限狀態下作用的標準組合；相應的抗力應采用地基承載力特征值或單樁承載力特征值。

2 計算地基變形時，傳至基礎底面上的作用效應應按正常使用極限狀態下作用的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用；相應的限值應為地基變形允許值。

3 計算擋土墻、地基或滑坡穩定以及基礎抗浮穩定時，作用效應應按承載能力極限狀態下作用的基本組合，但其分項系數均為1.0。

4 在確定基礎或樁基承臺高度、支擋結構截面、計算基礎或支擋結構內力、確定配筋和驗算材料強度時，上部結構傳來的作用效應和相應的基底反力、擋土墻土壓力以及滑坡推力，應按承載能力極限狀態下作用的基本組合，采用相應的分項系數；當需要驗算基礎裂縫寬度時，應按正常使用極限狀態下作用的標準組合。

5 基礎設計安全等級、結構設計使用年限、結構重要性系數應按有關規范的規定采用，但結構重要性系數γ0不應小于1.0。

【條文解析】

地基基礎設計時，所采用的作用的最不利組合和相應的抗力限值應符合下列規定。

當按地基承載力計算和地基變形計算以確定基礎底面積和埋深時應采用正常使用極限狀態，相應的作用效應為標準組合和準永久組合的效應設計值。

在計算檔土墻、地基、抖坡的穩定和基礎抗浮穩定時，采用承載能力極限狀態作用的基本組合，但規定結構重要性系數 γ0不應小于1.0，基本組合的效應設計值S中作用的分項系數均為1.0。

在根據材料性質確定基礎或樁臺的高度、支檔結構截面，計算基礎或支檔結構內力、確定配筋和驗算材料強度時，應按承載能力極限狀態采用作用的基本組合。此時，S中包含相應作用的分項系數。

3.0.7 地基基礎的設計使用年限不應小于建筑結構的設計使用年限。

【條文解析】

現行國家標準《工程結構可靠性設計統一標準》GB 50153—2008規定，工程設計時應規定結構的設計使用年限，地基基礎設計必須滿足上部結構設計使用年限的要求。

5.1.1 基礎的埋置深度，應按下列條件確定：

1 建筑物的用途，有無地下室、設備基礎和地下設施，基礎的形式和構造；

2 作用在地基上的荷載大小和性質；

3 工程地質和水文地質條件；

4 相鄰建筑物的基礎埋深；

5 地基土凍脹和融陷的影響。

【條文解析】

基礎的埋置深度通常指的是從設計地面到基礎底面的深度，通常應根據建筑物和地層的整體狀況做技術、經濟比較后確定。

基礎的埋置深度首先應滿足使用功能上的要求，例如，建筑物的用途，有無地下室、設備基礎和地下設施等的要求，初步擬采用的基礎形式和構造等。其次，作用在地基上的荷載，如高層建筑和水塔、煙囪、筒倉等高聳結構物，就應驗算為保證建筑物抗傾覆等的穩定性而需要的基礎埋深。如為承受拉力或上拔力的構筑物，基礎也需有足夠的埋深以保證所需的抗拔阻力。另一方面，地基土的工程地質和水文地質條件；地基土可能具有的凍脹和融陷影響；甚至相鄰建筑物的基礎埋深等，都是在確定基礎埋深時要考慮的因素。

5.1.2 在滿足地基穩定和變形要求的前提下，當上層地基的承載力大于下層土時，宜利用上層土作持力層。除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m。

【條文解析】

在保證建筑物安全和正常使用的前提下，基礎應盡量淺埋。一般情況下，不宜小于0.5m，對巖石地基可根據具體情況確定，不受此規定所限。這是從我國實際情況出發的經驗總結。對大量低層、多層房屋采用淺埋基礎較為經濟合理，而且可行。

5.1.3 高層建筑基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩定性要求。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎埋深應滿足抗滑穩定性要求。

【條文解析】

除巖石地基外，位于天然土質地基上的高層建筑筏形或箱形基礎應有適當的埋置深度，以保證筏形和箱形基礎的抗傾覆和抗滑移穩定性，否則可能導致嚴重后果，必須嚴格執行。

隨著我國城鎮化進程，建設土地緊張，高層建筑設地下室，不僅滿足埋置深度要求，還增加使用功能，對軟土地基還能提高建筑物的整體穩定性，所以一般情況下高層建筑宜設地下室。

5.3.1 建筑物的地基變形計算值，不應大于地基變形允許值。

【條文解析】

地基變形計算是地基設計中的一個重要組成部分。當建筑物地基產生過大的變形時，對于工業與民用建筑來說，都可能影響正常的生產或生活，危及人們的安全，影響人們的心理狀態。

5.3.3 在計算地基變形時，應符合下列規定：

1 由于建筑地基不均勻、荷載差異很大、體形復雜等因素引起的地基變形，對于砌體承重結構應由局部傾斜值控制；對于框架結構和單層排架結構應由相鄰柱基的沉降差控制；對于多層或高層建筑和高聳結構應由傾斜值控制；必要時尚應控制平均沉降量。

2 在必要情況下，需要分別預估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值，以便預留建筑物有關部分之間的凈空，選擇連接方法和施工順序。

【條文解析】

一般多層建筑物在施工期間完成的沉降量，對于碎石或砂土可認為其最終沉降量已完成80％以上，對于其他低壓縮性土可認為已完成最終沉降量的50％～80％，對于中壓縮性土可認為已完成20％～50％，對于高壓縮性土可認為已完成5％～20％。

5.3.4 建筑物的地基變形允許值應按表5.3.4規定采用。對表中未包括的建筑物，其地基變形允許值應根據上部結構對地基變形的適應能力和使用上的要求確定。

【條文解析】

本條規定了地基變形的允許值。

5.3.12 在同一整體大面積基礎上建有多棟高層和低層建筑，宜考慮上部結構、基礎與地基的共同作用進行變形計算。

【條文解析】

大底盤高層建筑由于外挑裙樓和地下結構的存在，使高層建筑地基基礎變形由剛性半剛性向柔性轉化，基礎撓曲度增加（見圖2-1），設計時應加以控制。

主樓外挑出的地下結構可以分擔主樓的荷載，降低了整個基礎范圍內的平均基底壓力，使主樓外有挑出時的平均沉降量減小。

裙房擴散主樓荷載的能力是有限的，主樓荷載的有效傳遞范圍是主樓外1～2跨。超過3跨，主樓荷載將不能通過裙房有效擴散（見圖2-2）。

大底盤結構基底中點反力與單體高層建筑基底中點反力大小接近，剛度較大的內筒使該部分基礎沉降、反力趨于均勻分布。

單體高層建筑的地基承載力在基礎剛度滿足規范條件時可按平均基底壓力驗算，角柱、邊柱構件設計可按內力計算值放大1.2倍或1.1倍設計；大底盤地下結構的地基反力在高層內筒部位與單體高層建筑內筒部位地基反力接近，是平均基底壓力的0.7～0.8倍，且高層部位的邊緣反力無單體高層建筑的放大現象，可按此地基反力進行地基承載力驗算；角柱、邊柱構件設計內力計算值無須放大，但外挑一跨的框架梁、柱內力較不整體連接的情況要大，設計時應予以加強。

增加基礎底板剛度、樓板厚度或地基剛度可有效減少大底盤結構基礎的差異沉降。試驗證明大底盤結構基礎底板出現彎曲裂縫的基礎撓曲度為0.05％～0.1％。工程設計時，大面積整體筏形基礎主樓的整體撓度不宜大于0.05％，主樓與相鄰的裙樓的差異沉降不大于其跨度0.1％可保證基結構安全。

6.1.1 山區（包括丘陵地帶）地基的設計，應對下列設計條件分析認定：

1 建設場區內，在自然條件下，有無滑坡現象，有無影響場地穩定性的斷層、破碎帶；

2 在建設場地周圍，有無不穩定的邊坡；

3 施工過程中，因挖方、填方、堆載和卸載等對山坡穩定性的影響；

4 地基內巖石厚度及空間分布情況、基巖面的起伏情況、有無影響地基穩定性的臨空面；

5 建筑地基的不均勻性；

6 巖溶、土洞的發育程度，有無采空區；

7 出現危巖崩塌、泥石流等不良地質現象的可能性；

8 地面水、地下水對建筑地基和建設場區的影響。

【條文解析】

山區地基設計應重視潛在的地質災害對建筑安全的影響，國內已發生幾起滑坡引起的房屋倒塌事故，必須引起重視。

6.3.1 當利用壓實填土作為建筑工程的地基持力層時，在平整場地前，應根據結構類型、填料性能和現場條件等，對擬壓實的填土提出質量要求。未經檢驗查明以及不符合質量要求的壓實填土，均不得作為建筑工程的地基持力層。

【條文解析】

近幾年城市建設高速發展，在新城區的建設過程中，形成了大量的填土場地，但多數情況是未經填方設計，直接將開山的巖屑傾倒填筑到溝谷地帶的填土。當利用其作為建筑物地基時，應進行詳細的工程地質勘察工作，按照設計的具體要求，選擇合適的地基方法進行處理。不允許將未經檢驗查明的以及不符合要求的填土作為建筑工程的地基持力層。

6.4.1 在建設場區內，由于施工或其他因素的影響有可能形成滑坡的地段，必須采取可靠的預防措施。對具有發展趨勢并威脅建筑物安全使用的滑坡，應及早采取綜合整治措施，防止滑坡繼續發展。

【條文解析】

滑坡是山區建設中常見的不良地質現象，有的滑坡是在自然條件下產生的，有的是在工程活動影響下產生的。滑坡對工程建設危害極大，山區建設對滑坡問題必須重視。

6.5.1 巖石地基基礎設計應符合下列規定：

1 置于完整、較完整、較破碎巖體上的建筑物可僅進行地基承載力計算。

2 地基基礎設計等級為甲、乙級的建筑物，同一建筑物的地基存在堅硬程度不同，兩種或多種巖體變形模量差異達2倍及2倍以上，應進行地基變形驗算。

3 地基主要受力層深度內存在軟弱下臥巖層時，應考慮軟弱下臥巖層的影響進行地基穩定性驗算。

4 樁孔、基底和基坑邊坡開挖應采用控制爆破，到達持力層后，對軟巖、極軟巖表面應及時封閉保護。

5 當基巖面起伏較大，且都使用巖石地基時，同一建筑物可以使用多種基礎形式。

6 當基礎附近有臨空面時，應驗算向臨空面傾覆和滑移穩定性。存在不穩定的臨空面時，應將基礎埋深加大至下伏穩定基巖；亦可在基礎底部設置錨桿，錨桿應進入下伏穩定巖體，并滿足抗傾覆和抗滑移要求。同一基礎的地基可以放階處理，但應滿足抗傾覆和抗滑移要求。

7 對于節理、裂隙發育及破碎程度較高的不穩定巖體，可采用注漿加固和清爆填塞等措施。

【條文解析】

在巖石地基，特別是在層狀巖石中，平面和垂向持力層范圍內軟巖、硬巖相間出現很常見。在平面上軟硬巖石相間分布或在垂向上硬巖有一定厚度、軟巖有一定埋深的情況下，為安全合理地使用地基，就有必要通過驗算地基的承載力和變形來確定如何對地基進行使用。巖石一般可視為不可壓縮地基，上部荷載通過基礎傳遞到巖石地基上時，基底應力以直接傳遞為主，應力呈柱形分布，當荷載不斷增加使巖石裂縫被壓密產生微弱沉降而卻荷時，部分荷載將轉移到沖切錐范圍以外擴散，基底壓力呈鐘形分布。驗算巖石下臥層強度時，其基底壓力擴散角可按30°～40°考慮。

由于巖石地基剛度大，在巖性均勻的情況下可不考慮不均勻沉降的影響，故同一建筑物中允許使用多種基礎形式，如樁基與獨立基礎并用，條形基礎、獨立基礎與樁基礎并用等。

基巖面起伏劇烈，高差較大并形成臨空面是巖石地基的常見情況，為確保建筑物的安全，應重視臨空面對地基穩定性的影響。

10.3.8 下列建筑物應在施工期間及使用期間進行沉降變形觀測：

1 地基基礎設計等級為甲級建筑物；

2 軟弱地基上的地基基礎設計等級為乙級建筑物；

3 處理地基上的建筑物；

4 加層、擴建建筑物；

5 受鄰近深基坑開挖施工影響或受場地地下水等環境因素變化影響的建筑物；

6 采用新型基礎或新型結構的建筑物。

【條文解析】

本條所指的建筑物沉降觀測包括從施工開始，整個施工期內和使用期間對建筑物進行的沉降觀測。并以實測資料作為建筑物地基基礎工程質量檢查的依據之一，建筑物施工期的觀測日期和次數，應根據施工進度確定，建筑物竣工后的第一年內，每隔2～3月觀測一次，以后適當延長至4～6月，直至達到沉降變形穩定標準為止。

《濕陷性黃土地區建筑規范》 GB 50025—2004

6.1.1 當地基的濕陷變形、壓縮變形或承載力不能滿足設計要求時，應針對不同土質條件和建筑物的類別，在地基壓縮層內或濕陷性黃土層內采取處理措施，各類建筑的地基處理應符合下列要求：

1 甲類建筑應消除地基的全部濕陷量或采用樁基礎穿透全部濕陷性黃土層，或將基礎設置在非濕性黃土層上；

2 乙、丙類建筑應消除地基的部分濕陷量。

【條文解析】

本條規定應針對不同土質條件和建筑物的類別，在地基壓縮層內或濕陷性黃土層內采取處理措施，以改善土的物理力學性質，使土的壓縮性降低、承載力提高、濕陷性消除。這是因為當地基的變形（濕陷、壓縮）或承載力不能滿足設計要求時，直接在天然土層上進行建筑或僅采取防水措施和結構措施，往往不能保證建筑物的安全與正常使用。其中，濕陷變形是當地基的壓縮變形還未穩定或穩定后，建筑物的荷載不改變，而是由于地基受水浸濕引起的附加變形（即濕陷）。

甲類建筑不允許出現任何破壞性的變形，也不允許因地基變形影響建筑物正常使用，故從嚴要求消除地基的全部濕陷量。

乙、丙類建筑涉及面廣，地基處理過嚴，建設投資將明顯增加，因此規定消除地基的部分濕陷量，然后根據地基處理的程度及下部未處理濕陷性黃土層的剩余濕陷量或濕陷起始壓力值的大小，采取相應的防水措施和結構措施，以彌補地基處理的不足，防止建筑物產生有害變形，確保建筑物的整體穩定性和主體結構的安全。地基一旦浸水濕陷，非承重部位出現裂縫，則修復容易，且不影響安全使用。