【摘 要】有地下室的建筑物，当基础底面所处地层承载力特征值较高时，采用天然基础也能满足承载力和变形计算要求，且具有较高的经济效应。文中叙述了某工程天然基础计算中承载力修正基础计算埋深的取值过程，以期为同类工程提供参考。
【关键词】天然基础；承载力；深度修正；
《建筑地基基础设计规范》第5.2.4条指出：通过载荷试验或其它原位测试结果、经验值等方法确定的地基承载力特征值，需要进行深度修正[1]。位于基底标高处的地基原状土，处于自重应力作用下的三向受力状态，而在土工试验室的土样，其承载力没有考虑其原状土的自重应力[2]，因此对承载力进行修正是合适。
实际工程中各建筑布置不同，基础型式也不同，采用正确的基础计算埋深，既能保证安全又不至于太保守造成浪费。
1、项目概况
本工程为住宅小区，位于宁海县梅林，上部6幢18层高层住宅及5幢4层排屋由一层地下室在底部连通，地下室平时为汽车库，战时局部为常6级核6级二等人员掩蔽所。地下室层高3.7m，顶板结构标高-1.2m，局部-1.6m，底板面结构标高-4.9m，局部-5.3m，纯地下室区域顶板上覆土厚度0.75~1.1m。±0.000相当于1985国家高程21.300m。抗浮设计水位取为1985年国家高程20.000m，相对标高为-1.3m。
勘察深度范围内岩土层分层自上而下如下：
①层杂填土（Q4ml）：杂色，松散，主要由建筑垃圾、碎石及粘性土等组成，新近堆填，土质不均匀。
②层粉质粘土（Q4al）：黄褐色，可塑，中等压缩性，含少量铁锰质斑点状氧化物，干强度、韧性中等，切面稍有光泽，无摇震反应，土质不均匀，局部含砂。顶部0.2m为耕植土，含植物根系。承载力特征值160kPa，压缩模量6.2MPa。
③-1层圆砾（Q3al+pl）：全场分布。黄褐色，稍密～中密，饱和，组成中圆砾含量占50～60%，充填物为中细砂及粘性土，粘粉粒含量占8.2～54.7%，圆砾最大粒径大于8cm，以亚圆状为主，颗粒级配不良，圆砾母岩成份为凝灰岩，土质不均匀，局部夹卵石或漂石。层厚4.00～0.70m，层顶高程21.23～16.67m。承载力特征值260kPa，变形模量21MPa。
③-2层圆砾（Q3al+pl）：黄褐色，中密，饱和，组成中圆砾含量占50～60%，充填物为中细砂及粘性土，粘粉粒含量占5.2～46.1%，圆砾最大粒径大于8cm，以亚圆状为主，颗粒级配不良，圆砾母岩成份为凝灰岩，土质不均匀，局部夹卵石或漂石。层厚13.20～2.00m，层顶高程19.63～14.35m。承载力特征值320kPa，变形模量25MPa。
③-3层圆砾（Q3al+pl）：黄褐色、灰褐色，中密，饱和，组成中角砾含量占50～60%，充填物为中细砂及粘性土，粘粉粒含量占8.7～32.2%，圆砾最大粒径大于8cm，以亚圆状为主，颗粒级配不良，圆砾母岩成份为凝灰岩，土质不均匀，局部夹卵石或漂石。承载力特征值350kPa，变形模量28MPa。
④-1层强风化凝灰岩：略。④-2层中风化凝灰岩：略。
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2、基础选型及计算埋深的确定
根据地质勘查报告揭露的土层，本工程基础底板大部分位于3-2层，在局部孔位下位于3-1层，且3-2层地基承载力较高，适合采用天然基础，结合建筑物及场地情况，初步确定基础方案如下，高层住宅下基础采用1.2m厚平板式筏形基础，排屋及纯地下室区域为独立基础加0.4m厚防水板，基础持力层均为3-2层圆砾层。基础及防水板顶面标高一致。
建筑物建造前，土中已存在自重应力，开挖基坑后，卸除了原有的自重应力，建筑物建成后的基底平均压力扣除建造前土中自重应力后，才是新增的于地基的基底平均附加应力[3]，考虑坑底回弹和再压缩增加沉降，扣除自重应力应考虑系数，且要保证坑底土质不发生泡水膨胀的条件。对本工程来说，基础有一定的补偿作用。
根据规范5.2.4条计算公式下对基础埋置深度取值规定，对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。这对于一般的单建式建筑物来说规定比较明确合理，对于本工程主楼周围有纯地下室，规范条文说明规定：“目前建筑工程大量存在着主裙楼一体的结构，对于主体结构地基承载力的深度修正，宜将基础底面以上范围内的荷载，按基础两侧的超载考虑，当超载宽度大于基础宽度两倍时，可将超载折算成土层厚度作为基础埋深，基础两侧超载不等时，取小值。
本工程主楼有些靠近地下室边缘，有些位于地下室居中部位，对主楼基础应根据不同情况采取相应的基础计算埋深。主楼外侧为室外地面时，基础计算埋深为自天然地面至基础底，即-0.7m至-6.1，为5.4m，外侧为纯地下室区域时，将主楼基础底面以上主楼外侧纯地下室区域的荷载按超载考虑，折算为土层厚度，主要包括顶板上覆土荷载，顶板结构自重，纯地下室底板结构自重，其中顶板和底板结构自重取楼板折算厚度计算，即（1.1X18+0.31X25+0.45X25）/18+0.8=2.96，综合确定主楼基础计算埋深为2.96m，按照公式计算可得出主楼基础深宽修正后地基承载力特征值为538kPa。
有的文献认为，纯地下室区域采用独立基础加防水板时，无法对主楼基础两侧相关范围形成连续均布压力，不能将纯地下室区域荷载折算为等效埋深。对此，本工程根据实际情况分析如下，本工程常水位和抗浮设计水位都比较高，底板强度和刚度满足各水位工况的计算要求，柱距也不大，上部荷载可以通过纯地下室区域的柱下独立基础及承受水浮力的防水底板对主楼基础两侧相关范围的土中应力产生影响（有效应力和孔隙压力），从而产生连续压力，相当于整体基础，可以按照规范规定进行计算。
纯地下室柱下独立基础，若机械套用规范规定，从室内标高算起，则本工程基础计算埋深为0，深度无需修正，没有考虑基础卸掉原有自重应力的补偿作用，不尽合理，应根据上述分析考虑折算埋深。
3、结语
在确定地基承载力深度修正所采用的基础计算埋深时，应该关注基底下土中自重应力状态的变化，不同情况区别计算，采用实际埋深或者折算埋深对承载力进行修正，才能使基础设计更合理。
参考文献
[1] 建筑地基基础设计规范[S]. GB50007-2011 北京：中国计划出版社，2011.
[2] 朱炳寅，娄宇，杨琦 建筑地基基础设计方法及实例分析（第二版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2013.
[3] 张克恭，刘松玉 土力学[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010.
作者简介
齐陈念（1983.6）男，浙江宁波,工作单位 宁波建筑设计研究院有限公司,从事结构设计。
论文作者:齐陈念,张琦进
论文发表刊物:《低碳地产》2016年7月第14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：基础论文; 地下室论文; 承载力论文; 应力论文; 自重论文; 主楼论文; 标高论文; 《低碳地产》2016年7月第14期论文;