基础面积偏心增大对地基承载力验算的影响

王敏洪健

(1.苏州中岩勘察有限公司，江苏苏州 215168; 2.悉地(苏州)勘察设计顾问有限公司，江苏苏州 215000)

基础面积偏心增大对地基承载力验算的影响

王敏1洪健2

(1.苏州中岩勘察有限公司，江苏苏州 215168; 2.悉地(苏州)勘察设计顾问有限公司，江苏苏州 215000)

根据规范公式并结合工程实际情况，对偏心荷载下基底反力的影响作了理论分析，结果表明，单方向增大基础尺寸，可以产生较大的基础边缘压应力，有可能对基础产生不利的影响，因此，在地基基础设计中，不可以单方向随意加大基础尺寸或根据面积等同原则改变基础位置，而应该按照实际偏心情况验算地基承载力。

地基承载力，基础面积，偏心

1 概述

建筑地基基础设计施工过程中，一般情况下，柱下独立基础设计是相对于框架柱居中布置的。但是，在受场地空间限制时，也时常将基础偏心布置。设计人员会为增大地基基础的安全性，同时又鉴于场地限制或考虑对上部非结构构件的支承，朝某一方向单方向增大尺寸。这种修改的结果是，基底平均压力pk减小，但基底偏心弯矩Mk增大，由此造成的基底边缘最大压力则需要计算重新验算判断。以下将根据规范理论公式并结合工程实际情况对该问题进行分析。

根据GB 50007—2012建筑地基基础设计规范:

根据规范式(4)，本文可以假定增大尺寸后基底边缘最大压力p'kmax若小于1.2pk，则增大尺寸对地基承载力验算有利，p'kmax若大于1.2pk，则增大尺寸对地基承载力验算不利。

2 算例及分析

先以一个算例对上述问题进行模拟。本例中基础原平面尺寸a×b=2.0 m×2.0 m，埋深d=1.0m，单侧加长Δ时，轴心荷载Fk=400 kN，如图1所示。

图1 算例示意图

若单侧加长Δ=0.5 m，则增大偏心距0.25 m。

此例结果显示，基础增大后，虽然平均压力减小，反而使基底边缘最大压力p'kmax增大，对地基承载力验算造成不利影响。

表1，表2为一系列加长量Δ下p'kmax的计算结果，表1假定埋深为0 m(Gk=0 kN)，表2假定埋深为1.0 m。

表1 地基承载力验算(d=0 m)

表2 地基承载力验算(d=1 m)

从表中数据可知，随着基础尺寸的增大，p'kmax逐渐增大，当基础增大至0.5b时，p'kmax也增大至最大值。尺寸增大Δ＜0.3 m～0.4 m(0.15b～0．2b)，p'kmax＜1.2pk，对地基承载力验算有利，尺寸增大Δ＞0.3m～0.4m(0.15b～0．2b)，p'kmax＞1.2pk，对地基承载力验算不利。另外，根据《规范》公式5.2.2-4，偏心距e＞b/6时:

在Gk=0时，Δ＞0．5b之后，p'kmax恒定为2Fk/(a×1．5b)= 1．33Fk/ab＞1．2Fk/ab。此时增大基础尺寸对地基受力没有明显的改善。

关于基础尺寸偏心增大对地基验算的影响，应满足式(9)方可认为对地基验算有利:

即若Gk=0，基础增大Δ＜0．14b，方可使基底压力最大值小于1．2pk。

p'kmax/pk最大值约为1．28～1．33，与 1．2pk超出 6.7%～10.8%，如果设计存在一定的富余，不致影响地基承载力验算，但是不可以简单认为偏向增大基础面积对地基承载力是有利的。

3 结论及建议

在地基基础设计中，竖向荷载偏心对基础面积的计算结果影响很大。尤其对于单层柱下独立基础，由于轴力较小，在较大的柱脚弯矩及剪力下会产生较大的偏心，由此条件计算所得的基础面积也远大于单纯按照轴力计算所得的面积，原因就是基础边缘最大压力起控制作用。

上述分析可得出以下结论:单方向增大基础尺寸会造成基础较大的偏心，造成基底边缘最大压力有所增大，甚至可能超过地基承载力限值。因此，在地基基础设计中，不可单方向随意加大基础尺寸，或根据面积等同的原则移动基础的位置，而应该按照实际偏心情况验算地基承载力。

在实际设计中，基础面积设计本身就已经考虑上部结构传来的弯矩和剪力作用，设计基础面积时也往往存在一定的富余量，并未充分利用地基承载力。而根据上述分析，单向增大尺寸造成的基底边缘最大压力增加量约为10%，在大多数情况下不致造成地基破坏。本文分析并未考虑这些因素，因此还需要进一步研究论证。

［1］ GB 50007—2012，建筑地基基础设计规范［S］.

［2］ 陈希哲.土力学地基基础［M］.北京:清华大学出版社，2004.

The influence on foundation soils bearing capacity by the one-way increasing of foundation area

W ang M in1Hong Jian2

(1．Suzhou Zhongyan Survey Co．，Ltd，Suzhou 215168，China; 2．CCDI(Suzhou)Exploration＆Design Consultant Co．，Ltd，Suzhou 215000，China)

According to the normal formula and combiningwith the engineering actual situation，this papermade theoreticalanalysis on basement reaction influence under eccentric load，the results showed that，the increasing of single direction base size，could produce large base edge compressive stress，could cause adverse effect to possible foundation，therefore，in foundation design，could not single direction to increase the size or according to area equivalent principle changed fundamental settings，and should be in accordancewith the actual eccentric situation calculated the foundation bearing capacity.

foundation soils bearing capacity，foundation area，eccentric

TU473.11

A

1009-6825(2015)29-0080-02

2015-08-06

王 敏(1978-)，女，工程师; 洪 健(1979-)，男，硕士，高级工程师