地基基础设计常见问题分析

朱科伟

（中设设计集团股份有限公司 江苏南京 210014）

0 引言

地基基础设计在结构设计中占据重要部分，同时也是结果设计的难点。好的基础设计不仅仅能节省工程造价同时也能节省工期。本文仅通过梳理几个基础设计中的典型问题，对此进行剖析。

1 地基基础设计等级

确定地基基础设计等级是基础设计的第一步，《建筑地基基础设计规范GB 50007—2011》（简称地基规范）规定地基基础设计等级应根据3.0.1选用，如表1所示。

表1 地基基础设计等级

（1）是否需要验算地基变形（沉降计算）。

根据地基规范3.0.2条设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计；设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算，具体详见地基规范3.0.2.3条规定。

（2）建筑物应在施工期间及使用期间是否需要进行沉降变形观测。

①地基基础设计等级为甲级建筑物。

②软弱地基上的地基基础设计等级为乙级建筑物。

地基基础设计等级是基础设计中非常重要的一个概念，直接决定了基础后续计算内容，只有明确地基基础设计等级，我们才能做到有的放矢，每位工程设计人员应该重视对地基基础设计等级的理解与判断。

2 地基承载力修正

地基规范第5.2.4条规定：当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：

一般工程设计人员对于宽度修正几无异议，但是对于深度修正往往因为理解不同而造成对工程设计影响很大。对于此条中d的理解，规范规定如下：

a.对于一般情况下，d可以从室外地面标高算起。

b.对于场地需要填方的地区，若先施工上部结构，后再填土，则此时修正应从天然地面标高算起。

c.对于有地下室的情况，若基础采用整体式基础（箱基、筏基）时，此时修正可以从室外地面算起；若采用独基或条基时，则只能从室内地面算起。

d.对于主裙楼一体的结构，当裙房采用整体式基础，宜裙房作为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。

对于b条的理解，主要考虑到一些填方地区，只要基础回填土在上部结构施工前能完成的，修正的深度就可以从填土地面标高算起，无论填土完成的时间长短，均可对抗土体的滑动。建议在基础设计说明中增加一句话“本工程考虑了地基承载力的深度修正，基础施工完后需立即进行基础回填”。

对于c条的理解，主要考虑当采用独基或者条基时，底板为防水板，防水板由于仅仅承担水浮力，对土体的压力只有自重，故修正只能从地下室室内地面算起。

对于d条的理解，此时裙房基础应采用整体式基础，当主楼周围裙房高度不一样时候，应以层数低的为准，下面以一个例子说明主裙房情况下承载力修正。

例：某高层住宅楼与裙房的地下式结构相互连接，均采用筏板基础，基底埋深为室外地面以下10m，主楼住宅楼基底平均压力Pk1=260kPa，裙房基底平均压力分别为Pk1=90kPa，Pk2=120kPa，土的重度为18kN/m3，地下水埋深为8.0m，如图1所示，求住宅楼修正后的地基承载力特征值。

图1 主裙房剖面

解：由于两侧裙房超载宽度35m大于2倍的主楼基础宽度，故可以进行承载力修正，由于两侧超载压力不一致，取超载较小值90kPa。

基底以上土平均压力容重：γm=[8×18+8×18-10）]/10=16kN/m3。

基底压力折算土重：90/16=5.625m。

根据规范5.2.4条规定：粉质粘土，孔隙比e与液性指数均小于0.85，得出 γ=0.3，γm=1.6。

故 fa=fak+ηbγ（b-3）+ηdγm （d-0.5）=160+0.3×（6-3）×8+1.6×16×（5.625-0.5）=298.4kPa。

3 基础构造要求

3.1 基础厚度

基础厚度的取决于三个因素：冲切、锚固长度、合理配筋。设计人员在设计时一般往往只关注冲切，认为只要冲切满足要求，基础厚度就确定，根据笔者这几年的设计，认为基础厚度往往是后二者确定。根据《混凝土结构设计规范》及《建筑地基基础设计规范》，上部竖向构件在基础内的锚固长度需要大于等于0.6labE及20d，如抗震等级为二级，上部竖向构件钢筋直径为25，材料为C30和HRB400，则需要最小底板厚度为0.6×40×25+40=640，其中40为保护层厚度。合理配筋意思为基础内部除了局部区域外，要求大面积基础配筋为构造配筋或较小配筋，若出现配筋较大或者较大面积配筋均为计算配筋，说明基础厚度偏小，此时应加大基础厚度，如图2所示。

图2 竖向构件在基础内锚固

3.2 基础小配筋率

《混凝土结构设计规范GB 50010—2010（2015年版）》9.5.2条规定及地基规范8.2.1.3条规定：基础最小配筋率为0.15%。

地基规范8.2.12条规定：独立基础基础底板配筋除满足计算和最小配筋率要求外，尚应符合本规范第8.2.1条第3款的构造要求。计算最小配筋率时，可按地基规范附录U采用折算高度。

综上所述我们可得知：只要底板承受地基反力我们可以按照0.15%的最小配筋率控制，但是对于独立基础，可以考虑折算高度，下面以一个例子说明独立基础最小配筋率算法。

图3为独立基础，底板配筋为三级钢12@150，双向，请复核是否满足最小配筋率。

图3 独立基础平面及剖面

解答：按照全截面计算最小配筋量应为：（3200×300+1800×350）×0.15%=2385

实际配筋量为：（3200/150）×3.14×6×6=2411

能满足最小配筋率。

3.3 最小基础埋深

基础埋深应从室外地面到结构基础底。地基规范5.1.4条规定：除岩石地基外，天然基础埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；如果采用桩基础，埋置深度不宜小于建筑物高度的1/18。一般对于有地下室的建筑此条往往容易满足，但是对于没有地下室建筑，往往容易忽视。

4 结论

地基基础是结构设计的第一步，同时由于地基深埋土中，地质情况的不均匀性，加上地下水的影响，相比地上结构而言，地基基础设计的不确定性加大，难度也加大。广大设计人员一定要以规范为基础，以概念设计为根本，发挥主观能动性，采取合理的基础形式及合理的基础设计方法，确保基础设计安全、经济、适用、耐久。