建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002:5.3 变形计算

5.3 变形计算

第5.3.1条 建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。

第5.3.2条 地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。

第5.3.3条 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%。

第5.3.4条 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。

建筑物的地基变形允许值	表5.3.4

变形特征	地基土类别
变形特征	中、低压缩性土	高压缩性土
砌体承重结构基础的局部倾斜	0.002	0.003
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	0.002l 0.0007l 0.005l	0.003l 0.001l 0.005l
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	0.004 0.003
多层和高层建筑的整体倾斜H_g ≤24 24< H_g ≤60 60< H_g ≤100 H_g >100	0.004 0.003 0.0025 0.002
体型简单的高层建筑基础的平均沉降量(mm)	200
高耸结构基础的倾斜H_g ≤20 20< H_g ≤50 50< H_g ≤100 100< H_g ≤150 150< H_g ≤200 200< H_g ≤250	0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002
高耸结构基础的沉降量(mm)H_g ≤100 100< H_g ≤200 200< H_g ≤250	400 300 200
注： 1.本表数值为建筑物地基实际最终变形允许值； 2.有括号者仅适用于中压缩性土； 3.l为相邻柱基的中心距离(mm)；H_g 为自室外地面起算的建筑物高度(m)； 4.倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值； 5.局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

第5.3.5条 计算地基变形时，地基内的应力分布，可采用各向同性均质线性变形体理论。其最终变形量可按下式计算：

s=ψ_s s^' =ψ_s ∑ⁿ _i=1 P₀ /E_si (z_i a_i -z_i-1 a_i-1 )

(5.3.5)

式中
s---地基最终变形量(mm)；
s_' ---按分层总和法计算出的地基变形量；
ψ_s ---沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定，无地区经验时可采用表5.3.5数值；
n---地基变形计算深度范围内所划分的土层数(图5.3.5)；
p₀ ---对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力(kPa)；
E_si ---基础底面下第ｉ层土的压缩模量，应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算(MPa)；
z_i ,z_i-1 ---基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m)；
a_i ,a_i-1 )---基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数，可按本规范附录K采用。

沉降计算经验系数ψ_s	表5.3.5

E_s (MPa)	2.5	4.0	7.0	15.0	20.0
基底附加压力	2.5	4.0	7.0	15.0	20.0
P₀ ≥f_ak P₀ ≤0.75f_ak	1.4 1.1	1.3 1.0	1.0 0.7	0.4 0.4	0.2 0.2
注： E_s 为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，应按下式计算： E_s =∑A_i />=∑A_i /E_si 式中 A_i ---第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。

图5.3.5：基础沉降计算的分层示意

第5.3.6条 地基变形计算深度z_n (图5.3.5)，应符合下式要求：

△s^' _n ≤0.025∑ⁿ _i=1 △s^' _i

(5.3.6)

式中
△s^' _i ---在计算深度范围内，第i层土的计算变形值；
△s^' _n ---在由计算深度向上取厚度为△_z 的土层计算变形值，△_z 见图5.3.5并按表5.3.6确定。
如确定的计算深度下部仍有较软土层时，应继续计算。

△_z	表5.3.6

b(m)	b≤2	2<b≤4	4<b≤8	8< b
△_z (m)	0.3	0.6	0.8	1.0

第5.3.7条 当无相邻荷载影响，基础宽度在1-30m范围内时，基础中点的地基变形计算深度也可按下列简化公式计算：

z_n =b(2.5-0.4lnb)

(5.3.7)

式中
b---基础宽度(m)。
在计算深度范围内存在基岩时，z_n 可取至基岩表面；当存在较厚的坚硬粘性土层，其孔隙比小于0.5，压缩模大于50MPa，或存在较厚的密实砂卵石层,其压缩模量大于80MPa时，z_n 可取至该层土表面。

第5.3.8条 计算地基变形时，应考虑相邻荷载的影响，其值可按应力叠加原理，采用角点法计算。

第5.3.9条 当建筑物地下室基础埋置较深时，需要考虑开挖基坑地基土的回弹，该部分回弹变形量可按下式计算：

s_c =ψ_c ∑ⁿ _i=1 P_c /E_ci (z_i a_i -z_i-1 >a_i-1 )

(5.3.9)

式中
s_c ----地基的回弹变形量；
ψ_c ---考虑回弹影响的沉降计算经验系数，ψ_c 取1.0；
P_c ---基坑底面以上土的自重压力(kPa)，地下水位以下应扣除浮力；
E_ci ---土的回弹模量，按<<土工试验方法标准>>GB/T50123-1999确定。

第5.3.10条 在同一整体大面积基础上建有多栋高层和低层建筑，应该按照上部结构、基础与地基的共同作用进行变形计算。