地下水对地基基础设计的影响

地下水对地基基础设计的影响摘要：地基基础设计主要包括地基承载力计算、地基变形计算和基础设计计算。承载力计算中要涉及到基底压力Pk的确定和承载力深度修正；变形计算要求基底附加压力P0；基础设计计算需要确定基础反力。当地基中存在地下水时，基底压力、基底附加压力、基础反力的计算，以及对地基承载力进行深度修正就变得比较复杂。本文通过讨论地下水对基底压力、基底附加压力、基础反力和承载力深度修正的影响，给出了上述设计参数的计算方法。关键词：地下水；基底压力；基础反力；基底附加压力；深度修正中图分类号：TU473.1文献标识码：文章编号：作者简介：雷晓雨(1983–)，男，汉族，河北唐山人，天津大学建筑工程学院在读博士，从事地基与基础设计与研究。GroundwaterImpactinTheDesignofBuildingFoundationAbstract:Buildingfoundationdesignincludesthecalculationsofsubgradebearingcapacity,subsoildeformationandfoundationdesign.BearingcapacityisinvolvedinthedeterminationofbasepressurePkanddepthcorrection;DeformationcalculationrequiressolutionofbasesupplementarypressureP0;Thefoundationreactionforceneedtobeidentifiedinthecalculationsoffoundationdesign.Whengroundwaterexistsinthesubgradefoundationsoils,thecalculationofbasepressure,foundationreactionforce,basesupplementarypressureandthathowtocorrectdepthbecomemorecomplicated.Throughdiscussingtheimpactofgroundwaterinthecalculationofbasepressure,foundationreactionforce,basesupplementarypressureanddepthcorrectionofbearingcapacity,thispapereducesthecalculationmethodofthesedesignparameters.Keywords:groundwater;basepressure;foundationreactionforce;basesupplementarypressure;depthcorrection0引言根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（后简称《地基规范》）[1]，地基基础设计时，需要进行如下计算：承载力计算：基础底面压力，

应满足下式要求：当轴心荷载作用时，（1）式中Pk为相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值。并有：（2）式中Fk为相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值；Gk为基础自重和基础上的土重；A为基础底面面积。fa为修正后的地基承载力特征值。承载力深度修正：发在拿（卷1降）式永中，腔f铃a苹是修正后额的地基承券载力特征峰值，净《地基规饶范》条文追说明指刺出炮“精目前建筑自工程大量荡存在着主宝裙楼一体烛的结构，初对于主体阳结构地基没承载力的警深度修正扮，宜将基勒础底面以明上范围内恢的荷载，梢按基础两央侧的超载搞考虑，当菌超载宽度术大于基础沙宽度两倍长时，可将厕超载折算妨成土层厚秋度作为基毙础埋深，妈基础两侧吼超载不等燃时，取小倦值桃。清”烫变形计算使：筒P季0其是对应于尘荷载准永惠久组合时哨的基础底培面处的附屈加压力，诉《地基规惜范》少计算地基竿变形日需要确鹅定堆P桶0隐；椅基础设计副计算：感基础设计情涉及基础麦反力的求悉解，它是排基础断面吧配筋计算穷的重要参盈数。胳对基础基汪底压哨力蝴p之k胆、基底附败加压筝力苹p貌o哥、基础反计力在有地朝下水情况掩下如何确释定，以及够当对地基闷做深度修邀正时，基驱础一侧有烛建筑荷载虽，要将山超载折算忍成当量土偷层厚度，岗在有地下轻水的情况械下，蛋如何将冻超载折算决成当量土起层厚度，简本文都将盏做进一步训讨论。须1搏泥地下水对充基底压力算的影响姥基底压力迫P井k纠是启基础底面茫与地基之污间产生的饲接触压力咸，它是基缓础作用在剖地基土上君的有效应狡力。在地坡基承载力并计算中，算特别是存虾在地下水挠的情况如眼何合理确翠定基地压部力北P欺k狐，下面分令四种情况母进行讨论禁，见挪图犬1拦：暑图炊1葡扩存在地下煤水时的地背基示意图党Fig.挣1T忠hed扩iagr亭amo纳ffo泰unda偏tion率whe娇n津grou香ndwa漂tere遭xist杏s晋在父图多1闻（净a秆）中，地邀下水位在腊基底以下注，这时的低基底压力桨按赖（润2技）式计算奶，即：谈。发同样，胖图燕1延（恒b执）和境图棚1践（瞎c裹）中的基窄础底面分翻别处在隔葬水层和隔光水层以下倦，基础没屑有受到水假浮力的作证用，基底汉压力铺P捆k注按槽（压2轧）式计算容。尖图岸1写（忍d句）中，基守础底面位复于地下水芹位以下隔月水层以上鼓，基础受脱地下水的疯作用，基神底压力应攻扣除地下传水的浮力杀，基底压将力为：依盏轻距戴从役（唐3箱）浑—恼—调水的容重伸。缩根据《地蜡基规范》宝[1]立，在地基场承载力计叙算中，列当轴心荷歉载作用时怀，基底压柳力滔，应符合辨下式要求薪：世吴若收夜续销虹虚搭（珍4经）利P狡k青——队相应于荷但载效应标众准组合时烦，基础底勒面处的平树均压力值洪。脊f声a伞——女修正后的病地基承载沈力特征值饼。长2执骗地下水对恢基础反力滋的影响蛋基础反力周是基础底涌面受到的烛总的作用搅力，不是贞基底压力葛的反作用想力棋,娱数值不一喂定与基底巨压力相同删。孙当基础底界面没有受复到地下水隙作用，如悦图江1牲中趟（饰a悲）呢（蛋b洲）衰（要c刊）的情况贵，基础底裳面只受到刘土体的作驻用，这个铁力与基底国压力大小裕相等方向影相反，是塘基底压力按的反作用趴力，即：惹械但串脑感哗（秆5浑）饼R秋—梳—罩基础反力朝。邀当基础底婶面在地下察水位以下她，如答图粥1计（梯d刊），基础术底面既受延到土体的败作用（基咸底压力的个反作用力硬），又受怀到地下水返的作用（挡浮力），佛两者方向蒜相同，共泽同作用在乳基础的底旱面上，这芹时基础反者力值为基乘底压力反势作用力与讯水的浮力用之和。即贿：乔辞阀昼仔筹细满（印6骂）镰将销（钓3千）式古，代入霜（初6懂）式得：苹话揪（辫7炉）泄可见，地哗基中有无汪地下水，寺基础反力喇的计算结虹果不变，六可以认为废基础反力穿大小与地拴下水位无茅关。阳3金及地下水对图基底附加骑压力的影馒响介地基变形贷计算需要械确定基地枣附加压力螺P艳0琴，双P寿0插是指由于浑外荷载的进作用，使川地基产生蚂变形的那公一部分压爹力，是有业效应力。斯基底附加安压力等于戒基底压力恐扣除土的贴自重应力励，即：麦乘暑三呀夹莲筛堆（贝8生）冤P光—老—遍基底压力灶准永久组惊合值。惜γ誓—厦—魔天然地基与容重，水插下用有效耍容重。喂D嚼—雾—如基础埋深崭。稿当地基中盆有地下水旨，如何确拜定政P粒0俊，通过一长个算例加专以讨论：昆例烛1况：如菌图诞2现，某建筑捐物平面尺疮寸为红20弃×糊20m跃，基础埋准深为聪D虏=裙4m久，传到基晨础底面的捏荷载（准插永久组合防）为吵200k含N/m径2兰，该处地瘦基为密实执中砂，土层的重度为凶20kN选/m蝇3跳，担（详1站）无地下抛水颗（马2其）地下水柴位于室外扯地面下思2m喂，求基底卸附加压力顺。享图串2莲仿基底附加眼压力算例舍示意图棍Fig.菊2T碰hed帅iagr个amo舱fex扎ampl挺ewi这thb险asi投c母add鹊itio捆nal风pres字sure打（集1解）地基中俱无地下水闪，上部结波构传到基蚀础底面的锅荷载就是彩基底压力首P没，根据凉（缠8造）式得：捷（晴2宋）地基中臣有地下水否，传到基涛础底面的双荷载并不骗是有效应缓力，不等玉于基底压漠力，要求华基底压力某应先扣除续地下水的扫浮力，即泡：致根据案（植8如）式：碎（黎3漂）水位标告高同天然令地面标高基底压力挖根据孔（吴8砌）式：掌通过以上眯讨论可以脂看出，在困地基变形信计算中，笑确定基底质附加压力砖的值可以宽不考虑地鸭下水的作己用。怀4脊莲地下水对丑地基承载续力深度修停正的影响环对地基承咸载力进行河深度修正旱时，当两线侧超载均绿为土体，召应取基础做埋深较浅枕一侧进行脚深度修正碌；壶当地基中抵无地下水典，基础两异侧超载一茄侧为土体照，另一侧雾为建筑物旧（基底压赶力满足线驼性分布条良件），娘可将超载寄折算成土期层厚度臂，按照威埋深较浅渴一侧进行单深度修正大；浪当地基中票存在地下恶水且基础蛛两侧超载污一侧为土舌体，另一燕侧为建筑坊物的情况劳，深度修溉正问题就滨变得比较猜复杂，下偷面通过一奖个算例做毙一探讨。戒例色2斤：某建筑劈，主楼左骨侧为埋侵深提d=10意m节的土层，丈右侧为裙棋房，裙房居作用在基誓础底面的签竖向压力艺为示180k难p步a薄，且裙房蹄宽度大于伏等于主楼凑基础宽度可的闻2霜倍，地下磨水位在距址地欧表活5绕m副的位置，停基础底面授上下均为扇粘粒含量膜小粪于下10贵%痛的粉土（嘱根据《地症基规范》欧，查呼表婚5.2.苗4补得基础埋降深地基承窜载力修正裙系数饶），土层料具体物理幼力学指标扭见典图符3死，对地基小承载力进公行深度修按正：辨图叨3该追主楼两端陪超载示意乌图链Fig.慢3T蜓hed索iagr霞amo案fth汤ema翁in据buil短ding纱wit挖hov拿erlo贷ads看a萍演选取超载低较小的一寄侧作为控仅制深度己主楼左侧适：作用在崇基础底面恐处的自重疼应力：只基础底面辱地基土受惩的有效压点力即尾为让150k阀p意a蚁。向主楼右侧季：裙房汁作用在基爷础底面的源竖向压力将180k穴p跃a赴，扣除水规的浮力，融得到裙房召下地基土耍受到的有何效压力首。辉根据《地取基规范》良当基础两题侧超载不暮等时，取愿小值。本卧例中应选致取主楼右脖侧建筑物耕超载控制泽深度修正灵量。亭b罗承载力深叶度修正方宁法的探讨依方熟法因1泛，将裙房棍荷载转换况成当量土搞层，地下抚水位不变趁。狮按裙房竖厕向压钻力添180k警p斥a群，将其折傻算为重度锐为昂厚度姜为佩9屡m逐的土层，导地下水位是不变，见馒图仓4墨图压4魔清按照方爱法松1养修正后的部主楼基础惩示意图折Fig.陪4T乘he映diag免ram淡of坐the瞒main挥bas呢isa偶fter挥ame泻ndme诵ntb肯yme虑ans皂oft及hef所irst他met邮hod阵按方猪法陆1崭将建筑物摄超载折算拥成拨9散m城厚土层的剥加权平均加重度：终深度修正朽量简：威吗方徐法伐2茄，将裙房垫荷载扣除剪水的浮力驱后准换成徒当量无地遇下水的土衡层。悠把写裙房下地溉基土受到促的有效压岛力精130k杨p漏a肃等效为重而度兽，厚相度胀6.5谷m国无地下水辱的土层，私见基图供5陆图缘5冒堤按照方渴法然2络修正后的滥主楼基础闻示意图少Fig.据5T绞hed手iagr及amo警fth当ema下inb毯asis威aft撑era吉mend较ment恋by影mean颂sof傅the独sec葱ond煮meth豪od锤按方艇法隶2想将建筑物鹅超载折算吵成立6.5城m芽厚土层的铃加权平均助重度：只深度修正房量：摧通过深度馅修正量的腊比较，方焰法衬2煎小于方铲法私1伐的修正量笛，方慎法离2辨更为安全贿，建议应巩采用方撇法具2劈进行修正美。节5院仿结著邻仰论旬通过以上揪讨论，虫可以得出彼如下结论移：触当基础底或面处于地饲下水位以跃下隔水层踢以上，应蔽考虑地下包水位对基疲底压力的旨影响，并蚁按照欲（反2击）层式求取；筒在地基变钉形计算中慰，地基中代有无地下党水对基底巨附加压力备P虎0服的数值并没有影响扒；沿计算基础富反力时可喂不考虑地锅下水的作渡用；拌对地基承毁载力做深贱度修正，肠当地基中软存在地下跨水，基础南两侧超载暴一侧为土傅体，一侧盘为建筑物讽超载，且呆深度修正衬由建筑物蹈超载控制拒，在选择丛修正方法定时，宜采猫用深度修雾正量小的温方法进行花修正。窑参考文献犬：蛾[1]揉卡建筑地基隶基础设计蠢规范寿（伟GB5机0007甲-200防2号）瞒[S现]洋，中国建贴筑工业出滴版社跑，弓2