地基穩定性評價方法

2021-03-22 11:50:11 字數 3726 閱讀 5560

建築地基的穩定性分析和評價

《岩土工程勘察規範》(gb 50021-2001) (2023年版) 4.1.11第3款規定應「分析和評價地基的穩定性……」,由於該部分內容在規範中較分散,各位同行在岩土工程勘察報告編寫時,往往感到無從下筆,現歸納如下,供參考,不當之處望不吝賜教。

一、地基穩定性

地基穩定性,一說是地基在外部荷載(包括基礎重量在內的建築物所有的荷載)作用下抵抗剪下破壞的穩定安全程度;二說是各類工程在施工和使用過程中,地基承受荷載的穩定程度;還有表達為與地基岩土體在承受建築荷載條件下的沉降變形、深層滑動等對工程建設安全穩定的影響程度。因此,地基穩定性是乙個很模糊的概念,其分析和評價可以包含在場地穩定性分析和評價和地基分析和評價之中。

總之,穩定性評價的目的是為了避免由於建(構)築物的興建可能引起地基產生過大的變形、側向破壞、滑移造成地基破壞從而影響正常使用。按照(gb 50021-2001) (2023年版) 14.1.

3、14.1.4規定,岩土體的穩定應在定性分析的基礎上進行定量分析。

評價地基穩定性問題時按承載力極限狀態計算,評價岩土體的變形時按正常使用極限狀態的要求進行驗算。

二、地基穩定性分析評價內容

影響地基穩定性的因素,主要的是場地的岩土工程條件、地質環境條件、建(構)築物特徵等。

一般情況下,需要對如下建(構)築物進行地基穩定性評價:經常受水平力或傾覆力矩的高層建築、高聳結構、高壓線塔、錨拉基礎、擋牆、水壩、堤壩和橋台等。

通常涉及到岩土工程方面主要的內容有:(1)岩土工程條件包括組成地基的巖、土物理力學性質,地層結構。特別是有特殊性岩土,隱伏的破碎或斷裂帶,地下水滲流等特殊情況;(2)地質環境條件包括是否建造在斜坡上、邊坡附近、山區地基上,建(構)築物與不良地質作用、特殊地貌的關聯度和可能引起地基破壞失穩的各種自然因素或組合。

如岩溶、滑坡、崩塌、採空區、地面沉降、**液化、震陷、活動斷裂、岸邊河流沖刷等。按照《岩土工程勘察規範》(gb 50021-2001) (2023年版)、《高層建築岩土工程勘察規程》(jgj72-2004)和《建築抗震設計規範》(gb 50011-2010)規定,根據濟南地區這一問題,通常需要分析評價的內容總結如下:

1、地基承載力計算與驗算

驗算地基穩定性實質上就是驗算地基極限承載能力是否滿足要求。應嚴格按照《建築地基基礎設計規範》(gb 50007-2011) 5.2和《高層建築岩土工程勘察規程》(jgj 72-2004)8.

2.6~8等條款執行。

2、變形驗算

建築物的地基變形計算值,不應大於建築物地基允許變形值。在勘察階段往往建築物特徵引數不明確,一味要求勘察報告中能有準確的結論也勉為其難,但在岩土工程勘察報告中應提供符合規範要求的岩土變形引數,供上部結構計算條件具備時按照(gb 50007-2011) 5.3、(jgj 72-2004) 8.

2.9~12和《建築地基處理技術規範》(jgj 79-2002)有關條款計算。

3、基礎埋置深度的確定

對高層建築和高聳構築物基礎的埋置深度,應滿足地基承載力、變形和穩定性要求。位於岩石地基上的高層建築,其基礎埋深應滿足抗滑穩定性要求。天然地基上的箱形或或筏形基礎埋置深度不宜小於1/15h;樁箱或樁筏基礎不宜小於1/18h,h為建築物高度。

4、位於穩定土坡坡頂上的建築

應根據建(構)築物基礎形式,按照(gb 50007-2011) 5.4.1~2有關規定確定基礎距坡頂邊緣的距離和基礎埋深。

需要時,還應按照《建築邊坡工程技術規範》(gb 50330-2002)5.1~3有關規定驗算坡體的穩定性。驗算方法對均質土可採用圓弧滑動條分法,發育軟弱結構面、軟弱夾層及層狀膨脹岩土時,應按最不利的滑動面驗算。

當坡體中分布膨脹岩土時應考慮坡體含水量變化的影響;具有脹縮裂縫和地裂縫的膨脹土邊坡,應進行沿裂縫滑動的驗算。

5、受水平力作用的建(構)築物

①山區應防止平整場地時大挖大填引起滑坡;

②岸邊工程應考慮沖刷、因建築物興建及堆載引起地基失穩。

6、土岩組合地基

該類地基下臥基岩面為單向傾斜時,應描述岩面坡度、基底下的土層厚度、岩土介面上是否存在軟弱層(如泥化帶)。

7、岩石地基

①地基基礎設計等級為甲、乙級的建築物,同一建築物的地基存在堅硬程度不同,兩種或多種岩體變形模量差異達2倍及2倍以上,應進行地基變形驗算;

②地基主要受力層深度內存在軟弱下臥岩層時,應考慮軟弱下臥岩層的影響進行地基穩定性驗算;

③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。

岩土工程勘察報告中,應提供岩層產狀、岩石堅硬程度、岩體完整程度、岩體基本質量等級,以及軟弱結構面特徵等。

8、軟弱地基

首先,應判定地基產生失穩和不均勻變形的可能性;當工程位於池塘、河岸、邊坡附近時,應驗算其穩定性。其次,其承載力特徵值應根據室內試驗、原位測試、當地經驗結合地層物理力學特徵和建(構)築物特徵以及施工方法和程式等多因素綜合確定。該類地基應按照(gb 50007-2011)第7章和《軟土地區岩土工程勘察規程》(jgj 83-2011)7.

2~4有關規定分析評價其穩定性;抗震設防烈度等於或大於7度的厚層軟土分布區,應按照(jgj 83-2011)第6章判別軟土震陷的可能性和估算震陷量。

9、岩溶和土洞

在碳酸鹽岩為主的可溶性岩石地區,當存在岩溶(溶洞、溶蝕裂隙等)、土洞等現象時,應考慮其對地基穩定的影響。按照 (gb 50021-2001) 5.1.

10~12和《建築地基基礎設計規範》(gb 50007-2011)6.6的規定分析評價地基穩定性。

10、填土

當地基主要受力層中有填土分布時,如填土底面的天然坡度大於20%時,應驗算其穩定性。

11、樁土復合地基

對需驗算復合地基穩定性的工程,提供樁間土、樁身的抗剪強度。

12、樁基

①應選擇較硬土層作為樁端持力層。

②嵌巖樁深度應綜合荷載、上覆土層、基岩、樁徑、樁長諸因素確定;

③嵌巖灌注樁樁端以下3倍樁徑且不小於5m範圍內應無軟弱夾層、斷裂破碎帶和洞穴分布,且樁底應力擴散範圍內應無臨空面。

④當基樁持力層為傾斜地層,基岩面凹凸不平或岩土中有洞穴時,應評價樁基的穩定性,並提出處理措施的建議。

13、箱形基礎

箱形基礎地基的破壞形式,除地基內飽和松砂在**液化和區域性軟弱夾層側向的問題外,它的破壞形式主要表現在偏心時水平荷載下的整體傾斜或傾覆。

一般情況下,該類基礎形式均勻地基同時滿足以下條件時,可不進行地基穩定性分析評價:

①基礎邊緣最大壓力不超過地基承載力特徵值20%;

②在抗震設防區,考慮了瞬時作用的**力,同時基礎埋置深度不小於1/10h;

③偏心距小於或等於1/6b。

特殊條件下,應根據地基岩土條件和地質環境條件進行分析評價。

14、地下水的影響

當場地內地下水位公升降時,應考慮可能引起地基土的回彈、附加沉降和附加的託浮力對地基的影響;對軟質岩石、強風化岩石、殘積土、溼陷土、膨脹岩土和鹽漬土,應評價地下水的聚集和散失所產生的軟化、崩解、溼陷、脹縮和潛蝕的有害作用。

四、地基穩定性驗算方法

1、地基整體穩定性驗算方法

在豎向和水平荷載共同作用下,當不能確定最危險滑動麵時,對於均勻地基,一般採用極限平衡理論的圓弧滑動條分法。應滿足下式要求:

mr/ms≥fs

mr——抗滑力矩(knm)

ms——滑動力矩(knm)

fs——抗滑穩定安全係數。當滑動面為圓弧時,取1.2;當滑動面為平面時取1.3。

2、抗水平滑動驗算

對於承受較大水平推力、地基可能發生側向滑動的建(構)築物,應滿足下式要求:

e/h≥fs

e——水平抗力(kn)

h——作用於基礎底面的水平推力(kn)

fs——抗滑穩定安全係數。當滑動面為圓弧時,取1.2~1.3。

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