岩石地基基础设计

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2015年6期 101

岩石地基基础设计

程孝龙

南京市凯盛建筑设计院有限责任公司， 江苏 南京 210012

摘要：我国多山和丘陵，山地和丘陵的岩石埋藏较浅，有的出露在地表，把岩石作为地基，其承载力高，而未风化及微风化的岩石压缩性很小，实际上可以认为是不可压缩的，岩石地基是良好的地基，随着山地建筑的发展，岩石地基上基础的设计就需要我们越来越重视。

关键词：岩石地基；基础设计；稳定性 中图分类号：TU470.3 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)06-0101-02

1 岩石地基的定义及分类

地面上的建筑物和结构物都是由结构构件连接而成的结构体系来支承的，将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分是基础，支承基础的岩石则成为岩石地基。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011岩石分为以下几种：岩石根据风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。岩石的坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度分为坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩和极软岩。岩体完整程度根据完整性指数分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎。

2 岩石地基上基础的常见形式

基础结构类型多种多样，设计时要选择能适应相应岩石地基的基础，满足地基基础设计的基本要求以及技术上、经济上合理的基础结构方案，通常把埋置深度不大，容易开挖的施工基础成为浅基础，浅基础包括柱下独立基础、墙下条形基础、柱下条基、筏板基础。如果岩石持力层埋深较深则称为深基础，深基础包括桩基础和墩基础，承载力不足时可以扩大端部，以增大基础的承载能力。当建、构筑物柱直接坐落在基岩上，以及建、构筑物基础（承受较大拉力（浮力）或水平力时，通常采用岩石锚杆。

3 岩石地基基础设计 地基基础设计主要包括地基的设计和基础的设计，计算等地基设计的基本原则是保证地基土在上部荷载作用下不发生强度、失稳，同时使地基变形所导致的建筑物沉降量不超过此类建筑物的变形许可值，地基设计的主要内容有基础的埋置深度、承载力计算、变形计算、稳定性等。基础设计根据基础型式的不同有所区别，扩展基础、条形基础和筏形基础的设计包括基础底面积大小的计算、底板抗弯计算、抗冲切计算以及基础局部受压计算，桩基础和墩基础的设计包括桩和墩的承载力计算、沉降计算以及承台的抗弯、抗剪、抗冲切和局部受压承载力计算。

3.1 基础的埋置深度

建筑物基础的埋置深度应根据建筑物的功能和结构类型、荷载大小和性质、工程地质条件、建筑物基础的环境等因素综合确定，在满足地基基础的强度、变形和稳定性要求的条件下，基础一般尽量浅埋，但要满足基础最小埋置深度的要求，基础最小埋置深度根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第5.1.2条规定，除岩石地基外，基础最小埋深不小于0.5m ，在抗震设防区，除岩石地基外，天热地基上的箱型和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱和桩筏基础的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18,重庆市地方标准《建筑地基基础设计规范》DBJ50-047-2006第4.1.3条规定，对岩石地基不小于0.2m 。抗震设防区，岩石

地基上高层建筑筏形和箱型基础 基础埋深不受建筑高度的限制，其埋置深度应根据抗滑移和抗倾覆的要求来确定。

3.2 岩石地基承载力

对于完整、教完整、较破碎的岩石地基承载力特征值可按岩石地基载荷试验方法确定，对于破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值，可根据平板载荷试验确定，岩石地基（风化程度小于等于中风化）特性完全不同于土体，岩石地基的承载能力取决于岩石的抗压强度和岩体的完整程度，岩石的破坏不是剪切破坏，主要表现为局压破坏，所以无论是浅基础、墩基础还是桩基础，岩体的承载能力均为岩石地基承载力特征值fa （不存在深度修正问题），其值为岩石的饱和单轴抗压强度乘以岩体完整程度折减系数（0.1~0.5）。天然地基基础设计时，岩石地基根据规范进行地基承载力特征值计算时，基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，对于强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值；其他状态下的岩石不修正；桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成，嵌岩段总极限阻力标准值根据岩石饱和单轴抗压强度确定，粘土岩根据岩石饱和单轴抗压强度确定

3.3 抗剪强度的验算

对于土质地基的上扩展基础，由于土质地基的承载力相对较低，大都用冲切计算确定基础高度，抗剪计算不起控制作用，常常被忽略。岩石地基的承载力一般情况都比较高，基底面积相对较小，按一般经验确定基础高度后，基底面积在柱45°冲切锥体范围内，不需要作冲切验算，应进行抗剪计算，这时抗剪就起控制作用，不能忽略，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011表8.1.2条注4：扩展基础底面处的平均压力值超过300kPa 的混凝土基础，尚应进行抗剪验算。《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中尚未直接给出独立基础抗剪承载力计算公式，其抗剪承载力验算一般均采用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中规定的不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件的抗剪承载力公式，且验算截面取基础柱边或基础变截面处，重庆市地方标准《建筑地基基础设计规范》DBJ50-047-2006第8.2.2条基础底面处平均压力值超过300kPa 的混凝土基础，除按抗弯验算外，尚应按Vs 《0.7ft A 进行抗剪验算，其结果往往造成岩石地基上的独立基础高度较高，岩石基础在外力作用下要产生侧向变形，而岩石上的基础一般均有一定的嵌岩深度，岩石对基础的侧向变形产生一定的约束，也就是形成了侧向围力，侧向围压对构件的抗剪承载力起有利作用，主要因为其能阻滞斜裂缝的出现和开展，增加混凝土的剪压区高度，从而提高混凝土的抗剪能力，在规范的抗剪公式中并未体现出来，所以按规范中的公式计算偏于保守，基础的高度计算

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