05SG109-1 结构设计原则、荷载及荷载效应组合和地震作用、地基基础 - 图文

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`民用建筑工程设计常见问题分析及图示

(结构设计原则、荷载及荷载效应组合和地震作用、地基基础)

批准部门:中华人民共和国建设部 批准文号:建质[2005]14号 主编单位:中国建筑标准设计研究院、中元国际工程设计研究院、

中国建筑科学研究院建筑地基基础研究所

实行日期:二〇〇五年三月一日 图 集 号:05SGl09-1

目 录

编制说明

甲、结构设计原则 1 结构设计原则 1.1 工程设计管理 l.2 建筑抗震设计原则

乙、荷载及荷载效应组合和地震作用 2 荷载及荷载效应组合和地震作用 2.1 楼、屋面荷载取值 2.2 雪荷载取值 2.3 风荷载取值 2.4 荷载效应组合 2.5 地震作用 丙、地基基础 3 地基基础

3.1 勘察报告应用 3.2 地基处理

3.3 地基和基础计算 3.4 天然地基基础设计 3.5 桩基础 3.6 地下室设计

编制说明

1,主要编制依据:

《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001(简称可靠度标准) 《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2004(简称设防分类标准) 《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(简称勘察规范)

《人民防空地下室设计规范》GB50038-94(2003年版)(简称人防规范) 《地下工程防水技术规范》GB50108-2001(简称防水规范) 《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001(简称荷载规范)

《建筑地基基础设计规范》GB 50007-2002(简称地基规范)

《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002 J220—2002(简称地基处理规范) 《建筑桩基技术规范》JGJ94(简称桩基规范)

《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ6—99(简称箱形与筏形基础规范) 《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001(简称抗震规范) 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002(简称混凝土规范)

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002 J186-2002(简称高规)

《建筑工程设计文件编制深度规定》建质[2003]84号(简称设计文件深度)

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《施工图设计文件审查要点》建质[2003]2号(简称审查要点) 2,编制目的

根据现行的国家有关规范、规程,对民用建筑工程设计中由于设计人员的考虑不周和对规范、规程的理解不够全面,造成的一些不当做法和错误,以及在施工图设计文件审查中常出现的问题,进行汇总、整理、分析,并提出改进措施及依据,从而加强设计人员对规范及规程全面、准确的理解,避免类似错误的发生,合理和优化设计,提高设计质量。 3,主要内容

本图集共分四册。第一册为结构设计原则、荷载及荷载效应组合和地震作用、地基基础,第二册为砌体结构,第三册为混凝土结构,第四册为钢结构和空间网格结构。采用图文并茂及对照编排方式给出设计中工程技术人员容易混淆、容易忽视的问题及相关规定和改进措施示例。

本分册主要内容包括:结构设计原则、荷载及荷载效应组合和地震作用、地基基础。 4.适用范围

本图集适用于民用建筑或一般工业建筑工程设计,可供设计、审图、监理、施工和管理等部门的技术人员使用。 5,使用说明

5.1 本图集所列常见问题是指不符合现行国家规范、规程或不够合理,不够完善的做法,改进措施是指根据规范、规程的规定应采取的做法。

5.2 鉴于工程的具体情况,解决问题的措施不是唯一的,设计时应根据工程实际情况,注意避免本图集提出的”常见问题”,采取合理的解决措施,不宜拘泥于本图集提供的改进方案。

5.3 使用本图集应严格执行国家现行标准、规范和规程的规定,如涉及地方规定的,还应协调考虑。

甲、结构设计原则

1 结构设计原则 1.1 工程设计管理

1.1.1 工程设计管理报审的图不符合施工图报审要求:(1)报审图特意注明“仅供施工备料用”;(2)报审图明显未经校审;(3)缺盖报审专用章或以单位自制的出图章代替建设行政主管部门颁发的报审专用章;(4)缺注册结构工程师盖章;(5)注册结构工程师没有参加实际工作而盖章;(6)每张图纸上签字的本专业人数少于3人。

原因分析:中华人民共和国建设部令第134号《房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计审查管理办法》第十一条规定,审查机构应当按照有关法律、法规,对施工图涉及公共利益、公共安全和工程建设强制性标准的内容进行审查,具体审查下列内容:

(一)是否符合工程建设强制性标准; (二)地基基础和主体结构的安全性;

(三)勘察设计企业和注册执业人员以及相关人员是否按规定在施工图上加盖相应的图章和签字; (四)其它法律,法规、规章规定必须审查的内容。

中华人民共和国建设令第8l号《实施工程建设强制性标准监督规定》第三条规定:本规定所称工程建设强制性标准是指直接涉及工程质量、安全、卫生及环境保护等方面的工程建设标准强制性条文。中华人民共和国建设部建设(1998) 229号文件《注册结构工程师执业与管理工作有的问题的暂行规定》规定:民用建筑二级以上、工业建筑中型及以上项目,必须由注册结构工程师做结构专业负责人或以结构为主的工业项目的工程项目负责人。结构审定人和结构专业总工程师(技术负责人)必须由注册结构工程师担任。注册结构工程师按规定在其负责岗位上的设计文件中签字。作为结构专业负责人的注册结构工程师应在施工图设计文件目录页右下角的适当位置上盖执业专用章,并对其盖章的设计文件(或所列目录的内容)负责。对未加盖与单位证书编号相符的注册结构工程师执业专用章的设计文件,规划部门不予办理规划许可证,设计审查部门不予审查、建设部门不予办理施工许可手续。

建设部建质[2003]84号《建筑工程设计文件编制深度规定》明确规定了施工图应当达到的深度,施工图设计文件应满足设备材料采购非标准设备制作和施工的需要。施工图设计文件的图签一般应有设计(制

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图)、校对(核)、专业负责人、审核、审定等岗位签字栏,各设计院会有少许差异,但施工图的校、审是不可缺少的工序,因此,凡在责任岗位上的结构工程师,均应按上述规定在设计文件上签字、盖章,且本专业有关责任人的签字不应少于3人。没有在施工图设计文件签字栏签字的注册结构工程师的盖章无效。勘察设计单位是承担勘察设计质量终身责任的主体,审查机构的审查并不能减轻勘察设计单位的质量责任,更不能代替勘察设计单位的施王图内部校审。

改进措施:报审的施工图应经过勘察设计单位各级责任人的校审、修改、签字和盖章,应是完整的施工图。每份结构施工图至少应盖一个单位报审专用章、一个结构注册结构工程师章。每张图纸应有本专业三人签名。

1.1.2 设计文件中作为设计依据和质量验收应遵循的的工程建设标准的名称、编号与版本有误,例如:

(1)设计文件依据已作废,无效的工程建设标准编制;

(2)设计文件中指明的质量验收应遵循的工程建设标准为无效标准; (3)设计文件中仅说明“本设计依据现行规范、规程和标准计算”,而无具体的依据规范、规程和标准名称和版本。

原因分析:中华人民共和国国家标准、中华人民共和国行业标准、中国工程建设标准化协会标准、地方标准和企业标准构成了我国工程建设标准的完整体系。工程建设标准中,许多为强制性标准。中华人民共和国标准化法规定,强制性标准必须执行。随着技术的进步,标准本身还在不断发展,基于较新技术的标准总是在代替基于较陈旧技术的标准,因此,每一个标准都有极强的时效性。在结构设计工作中,必须遵循有效的强制性标准。若依据已废止的标准进行设计,将导致违反标准化法,并产生严重的失误,甚至违反工程建设标准强制性条文。若在设计文件中注明的应遵循的质量验收标准为无效版本,则会对质量验收工作产生误导。笼统地注明“本设计依据现行规范、规程和标准设计”,虽然在文字上没有什么错误,但:

(1)不利于设计单位内部的审定者、审核者、校对者及审查单位的审查人员判别设计者在选用标准中是否误用了无效版本。

(2)在某些新、旧标准的“搭接期”,由于二种版本均为有效版本,若设计文件这样表达,将为建筑物在结构设计使用年限内的鉴定、加固、改建、改变用途、增层等工作留下“麻烦”。改进措施:根据建设部建质[2003]84号《建筑工程设计文件编制深度规定》第3.5.2条、第4.4.3条的规定,施工图设计文件应将作为设计依据采用的标准的名称、编号、版本在结构设计说明书中一一列出。

1.1.3 设计文件中未注明设计使用年限或注明年数有误,例如:

(1)施工图设计文件注明结构设计使用年限为70年或100年,但采用按设计使用年限50年的工程建设标准设计;

(2)只注明设计基准期,未注明设计使用年限;

(3)注明结构设计寿命XX年,不注明设计使用年限。

原因分析:设计基准期是为确定可变作用(可变荷载)及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数,它不一定等同于设计使用年限。《荷载规范》GB 50009提供的荷载统计参数,除风、雪荷载有设计基准期为10、50、100年的设计值外,其余都是按设计基准期为50年确定的,如设计需采用其他设计基准期,则必须另行确定在该基准期内最大荷载的概率分布及相应的统计参数。设计文件中,不需要给出设计基准期。

设计使用年限、又称为服务期,服役期。它是设计时选定的一个时期,在这一给定的时间内,房屋建筑结构只需进行正常的维护而不需进行大修就能按预期目的使用,完成预定的功能。设计使用年限是《建筑工程质量管理条例》对房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程规定的最低保修期限“合理使用年限”的具体化。

《可靠度标准》GB 50068规定:对于普通房屋和构筑物,结构(含基础)的设计使用年限为50年;对于纪念性建筑和特别重要的建筑结构为100年;对于临时性结构为5年;对于易于替换的结构构件为25年。设计寿命不是规范语言,从一般意义上讲,房屋建筑的结构寿命是指从建造到投入使用,直到结构毁坏或丧失使用功能的全部时间。当房屋建筑结构使用到设计使用年限后,经过鉴定或维修后仍可经过使用。 改进措施:对于普通房屋,设计时遵循设计基准期为50年的国家工程建设标准,即荷载、地震作用参数,

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耐久性要求等均按50年确定,因此它的设计使用年限均为50年。在某些工程设计文件中,设计遵循的是现行的设计基准期为50年的工程建设标准,但在设计文件上又注明设计使用年限为100年或70年,这样的设计文件属于错误设计文件。因为,设计使用年限为70年或100年的建筑结构在设计中需要进行专门研究,并采取有效措施。

1.1.4 超限高层建筑工程的施工图设计文件未经超限高层建筑工程抗震设防专项审查。

改进措施:中华人民共和国建设部令第11l号《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》指出,超出国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程,体型特别不规则的高层建筑,以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程,应在初步设计阶段向工程所在地的省、自治区、直辖市人民政府建设行政部门提出专项报告,将初步设计文件送工程所在地的省、自治区、直辖市人民政府建设行政部门组织的省、自治区、直辖市超限高层建筑工程抗震设防专家委员会进行抗震设防专项审查。审查难度大或者审查意见难以统一的,可请全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会提出专项审查意见。

超限高层建筑工程的施工图设计文件必须依据经抗震专项审查批准的该工程初步设计进行编制。编制完成后应报送有相应资质的施工图文件审查单位审查。一般省级行政区只有少数一、二家单位有超限高层施工图审查资质,没有超限高层审查资质的单位不能越级审查超限高层建筑工程的施工图。

《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》第二条规定的超限高层建筑工程有: (一)房屋高度超过规定,包括超过《抗震规范》GB 5001l第6章现浇钢筋混凝土结构和第8章钢结构适用的最大高度、超过《高规》JGJ 3第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程;

(二)房屋高度不超过规定,但建筑结构布置属于《抗震规范》、《高规》规定的特别不规则的高层建筑工程:

(1)同时具有两项以上(不包括两项)平面、竖向不规则以及某项不规则程度超过规定很多的高层建筑。 注:规定值见《抗震规范》第3.4.2、3.4.3条和《高规》第4.3.4、4.3.5、4.3.6、4.4.4、4.4.5条等。

(2)结构布置明显不规则的复杂结构和混合结构的高层建筑,主要包括: ①同时具有两种以上(不包括两种)复杂类型(带转换层、带加强层和具有错层、连体多塔)的高层建筑: ②转换层位置超过《高规》规定的高位转换的高层建筑;

③各部分层数、结构布置或刚度等有较大不同的错层、连体高层建筑; ④单塔或大小不等的多塔位置偏置过多的大底盘(裙房)高层建筑; ⑤7、8度抗震设防时厚板转换的高层建筑。

注:相关规定见《高规》第4.3.4、10.1.4、10.2.2、10.2.3、10.2.10、10.4.2、10.5.1、10.6.l和10.6.2条等。

(3)单跨的框架结构的高层建筑。注:相关规定见《高规》第6.1.2条。

在上述规定范围内的超限高层建筑工程应报超限高层建筑工程抗震设防专家委员会进行抗震设防专项审查。

1.1.5 设计文件中采用国家明文规定限制、禁止使用的技术。

改进措施:2004年3月18日,中华人民共和国建设部第218号公告,发布《建设部推广应用和限制禁止使用技术》。与结构专业有关的限制、禁止使用的技术见表1.1.5。在结构施工图设计文件中不应采用国家明文规定限制、禁止使用的技术,而应采用国家和当地建设行政主管部门推广应用的技术和符合工程建设标准规定的技术。

表1.1.5 限制、禁止使用技术规定 序号

技术名称 - 4 -

适用范围 生效时间

79 139 142 150 实心粘土砖 人工挖孔桩 不得用于各直辖市、沿海地区的大中城市和人均占有2003年7月1日 耕地面积不足0.8亩的省的大中城市的新建工程。 不得用于软土或易发生流沙的场地。地下水位高的场2006年1月1日 地,应先降水后施工 2005年1月1日 2005年1月1日 2004年3月18日 2004年7月1日 不得用于东部地区的大中城市和中西部地区的大城市,由当地行政主管部门颁布具体实施内容 低碳冷拔钢丝的应用 不得用于钢筋混凝土结构或构件种的受力钢筋 混凝土现场拌制 152 尿素型混凝土抗冻外加剂 不得用于民用建筑的冬季混凝土施工 197 含矿物纤维或高含量苯系不得用于房屋建筑室内的钢结构工程 溶剂的钢结构防火涂料 注:各地可能在实施过程中有更详细的规定。

1.1.6 设计文件中采用未经国家认可机构认证或未经有关部门审定,又没有国家技术标准的新技术、新材料。

改进措施:中华人民共和国建设部第81号令《实施工程建设强制性标准监督规定》中第2条规定,工程建设中拟采用的新技术、新工艺、新材料,不符合现行强制性标准规定的,应由拟采用单位提请建设单位组织专题技术论证,报批准标准的建设行政主管部门或者国务院有关部门批准。工程建设中采用国际标准或者国外标准,现行强制性标准未作规定的,建设单位应当向国务院建设行政主管部门或者国务院有关行政主管部门备案。

中华人民共和国国务院第293号令《建设工程勘察设计管理条例》中第二十九条规定,建设工程勘察、设计文件中规定采用的新技术,新材料,可能影响建设工程质量和安全,又没有国家技术标准的,应当由国家认可的检测机构进行试验、论证,出具检测报告,并经国务院有关部门或者省、自治区、直辖市人民政府有关部门组织的设工程技术专家委员会审定后,方可使用。

因而在施工图设计文件中若采用可能影响建设工程质量和安全,又没有国家技术标准的新技术、新材料时,必须遵守国家的这些规定。

1.1.7 设计文件中结构计算书不完整。例如:

(1)计算书缺项过多;

(2)缺荷载的手工计算部分;

(3)计算书未经校审,缺少相应的签字。

改进措施:计算书是设计文件的一部分,其重要性是毋庸置疑的。建设部《建筑工程设计文件编制深度》第4.4.12条规定,提供给审查单位的结构计算书应符合下述要求:

(1)采用手算的计算书,应给出构件平面简图和计算简图;结构计算书内容宜完整,清楚,计算步骤要条理分明,引用数据应有可靠依据,采用计算图表及不常用的计算公式时,应注明其来源出处。构件编号,计算结果应与设计图纸一致。

(2)当采用计算机程序计算时,应在计算书中注明所采用计算机程序名称、代号、版本及编制单位,计算程序必须经过有效审定(或鉴定),电算结构应经分析认可,机器输出的总体输入信息、计算模型、几何简图、荷载简图和结果输入应整理成册。

(3)采用结构标准图或重复利用图时,宜根据图集的说明,结合工程进行必要的核算,且应作为结构计算书的内容。

(4)所有计算书应经校审,并由设计、校对、审核人在计算书封面上签字,作为技术文件归档。 提供审查的结构计算书必须符合《建筑工程设计文件编制深度规定》的要求。一般建筑的结构计算书应包括:

根据建筑做法手工导算的荷载计算;结构设计总体分析总信息;周期,振型、有效质量系数、剪重比、位移(比)、楼层最大位移与平均位移的比例;框架-抗震墙结构中框架部分承受的地震倾复力矩与总地震倾复力矩的比例;上、下层间侧向刚度比等,轴压比及计算长度系数简图;构件几何尺寸及计算机输出的

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跨的l/3跨间处;当为了调节主裙楼的沉降差时,后浇带的位置可参照上述原则设置。若裙楼柱的竖向力很小,裙楼部分也可采用柱下独立基础防水底板方案。

图3.6.13 主楼与裙房底板变厚

3.6.14 底板上电梯井坑、集水坑设计问题:采取加厚底板或降低底板标高在回填土夹层中留坑见图3.6.14-1之a)、b)

改进措施:地下室底板中的各种井坑宜尽早确定,电梯井坑、集水坑等均需做成下凹式,不应采用全面降低底板标高或加厚底板方法处理。

当采用上反梁板式筏基时,条件许可,可将井坑设在回填土或上反梁的空间内。

坑底厚度一般与底板厚度相同,可按图3.6.14-2采用。当坑底土层比筏板底土层坚硬时,宜在井底板下设软褥层。

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3.6.15 有地下水时地下室底板设计中的问题:

(1)考虑土层或砂层对地下水的作用将地下水压力折减; (2)将底板的核爆动荷载与地下水压力进行组合;

(3)多层地下室忽视考虑施工期间水压力对地下室结构的上浮作用影响。 改进措施:

(1)计算地下室底板或外墙水压力时,均不能考虑土层或砂层对地下水的作用而将水压力折减; (2)除位于地下水位以下带桩基的地下室底板以外,作用在人防地下室底板上的核爆动荷载不必与地下水压力进行组合,计算时只取其中数值大者作为设计的控制荷载;

(3)多层地下室当地下水位较高时,图纸文件中应交待施工期间水压力对地下室结构的上浮作用影响,或注明停止降水时间。

3.6.16 地下室顶板上覆土时或顶板作为上部结构嵌固层时,板厚不满足要求。

改进措施:

(1)图3.6.16当紧贴于高楼的地下车库或地下辅助用房其顶部需覆土作为绿地时,覆土的厚度应满足当地园林局的规定(北京为3m);

(2)当地下一层顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层顶板厚度不宜小于180mm,地下一层外墙应能承受顶板传来的水平力和竖向荷重,其厚度应不小于250mm。

(3)图3.6.16若当上部结构嵌固于-3.0m时其板厚不宜小于180mm,-2.80m处顶板厚度除满足板上覆土重量要求外,其板厚亦不宜小于180mm,当需防水时不宜小于250mm,且应采用防水混凝土,迎土面或迎水面的钢筋保护层不宜小于50mm且需设防水层,若允许消防车通行,应考虑其影响。

3.6.17 地下室顶板设计不符合有关规定:

(1)顶板作为上部结构嵌固层时采用200mm厚的无梁楼盖或板厚为120mm的密肋梁板; (2)有人防部位地下室顶板仍为180mm厚,采用C25;

(3)地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,板上下表面沿纵横两方向的配筋率为0.l%。

改进措施:高层建筑中普通地下室顶板厚不宜小于160mm,当作为上部结构嵌固部位时顶板应采用现浇梁板结构,板厚不宜小于180mm;混凝土强度等级不宜小于C30,也不应大于C40;顶板应采用双层双向配筋,每个方向配筋率应满足《抗震规范》第6.1.14条以及《高规》JGJ3第4.5.5条规定,不宜小于0.25%;当为人防部位时,顶板厚度尚应满足《人防规范》GB 50038第3.2.3条、第3.2.4条、第4.7.2条要求。地下室其他层楼板配筋率尚应注意满足《混凝土规范》GB 50010第10.l.9条规定。

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3.6.18 地下室顶板作为上部结构的嵌固层时,上部结构抗震等级为特一级,地下一层隔墙为上部结构落地剪力墙时墙体分布钢筋的配筋率为0.3%。

改进措施:根据《高规》JGJ3第4.8.5条规定,当地下室顶板作为上部结构的嵌固层时,地下一层的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下的结构抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。因此,当上部抗震等级为特一级,地下一层隔墙为上部结构落地剪力墙时,根据《高规》第4.9.2条规定:取地上一层剪力墙墙底截面组合弯矩计算值的1.1倍作为地下一层隔墙的弯矩设计值;取地上一层剪力墙底部地震作用组合的剪力计算时的1.9倍作为地下一层隔墙的剪力设计值;地下一层内隔墙的水平和竖向分布钢筋的最小配筋应为0.4%。

3.6.19 抗震设防分类为乙类建筑,抗震设防烈度为8度,地下一层作为上部结构嵌固时,地下室一层以下的隔墙竖向和水平分布钢筋配筋为0.20%。 改进措施:根据《抗震规范》GB 50011第3.1.3条第2款规定乙类建筑地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施应提高一度,则本工程抗震措施应按9度设计,根据《高规》JGJ3第4.8.5条,9度抗震设计时地下室结构的抗震等级不应低于二级;根据《高规》7.2.18条规定一、二、三级抗震墙的配筋率不应小于0.25%。

3.6.20 地下室混凝土内隔墙设计考虑不周全或缺少必要的验算。

改进措施:地下室的混凝土内隔墙应沿上部结构的柱网、剪力墙或地下室设备用房墙体位置布置,如使用上允许也可增设一些纵横隔墙以减少底板的厚度,但设计时应注意主次梁关系;底层内隔墙开洞时,需根据地基反力验算墙身和洞口过梁承载力,洞口上过梁的高度不宜小于层高的1/5,洞口面积不宜大于柱距与墙身高度乘积的l/6。对有人防要求的地下室时注意人防密闭门、防护密闭门的门框以及门上下过梁的特殊构造要求,当按人防荷载确定的配筋与正常使用荷载计算结果不符时,应取大值确定配筋。

3.6.21 框架—剪力墙结构,抗震设防为乙类建筑,建于8度抗震设防区,地下室隔墙最大间距4l.5m~43.2m。

改进措施:8度抗震设防区的乙类建筑,其抗震措施应提高一级按9度设计;根据《高规》JGJ3表8.l.8或《箱形与筏形基础规范》JGJ6表5.l.3的规定,本工程地下室隔墙间距超限;间距过大,隔墙之间楼盖的平面内变形,将影响该区间内的地下室柱子与邻近剪力墙的分配比例。宜按地下室隔墙间距控制在规定范围之内。

主编单位、联系人及电话:

主编单位:中国建筑标准设计研究院 汪洪涛 010-88361155-800 主编单位:中元国际工程设计研究院 李亮 010-68732401

主编单位:中国建筑科学研究院建筑地基基础研究所 滕延京 010-84271590

图集主审人(以姓氏笔划为序):沙志国 侯光瑜 薛慧立

组织编制单位、联系人及电话:中国建筑标准设计研究院 李文扬

010-88361155-800(国标图热线电话) 010-68318822(发行电话)

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裂缝。为此,《混凝土规范》GB 50010第9.1.l条规定了混凝土结构伸缩缝的最大间距。

改进措施:条件可能时,应按《混凝土规范》第9.l.l条规定设置伸缩缝。同时,规范第9.l.3条规定;如有充分依据和可靠措施,规范第9.1.1条规定的伸缩缝间距可适当增大。减少温度或收缩应力的措施有:

(1)混凝土浇筑采用后浇带分段施工。后浇带通常每30-40m设一道,宽度800-1000mm,一般钢筋贯通不切断,待60天后用高一级的混凝土浇筑,底板较厚时可分层(每500mm)浇注;

(2)采用粉煤灰混凝土技术加强施工养护,减小混凝土收缩;

(3)采用细直径密间距的配筋方式、适当提高配筋率,减少温度应力的影响; (4)采取专门的预加应力措施,如布置预应力钢筋或混凝土中掺加适当的微胀剂; (5)采取有效施工措施加强施工管理。

当因功能或防水等要求不允许设置伸缩缝时,可采取上述措施中的一个或几个来解决温度或收缩应力的影响。

同时应注意:不能认为只要采取了上述措施,就可任意加大伸缩缝间距,甚至不设缝,而应合理确定伸缩缝间距,并根据设计概念和计算慎重考虑各种不同因素对结构内力和裂缝的影响。

3.4.11 高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝后未对地下部分作任何处理。

原因分析:高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝后,建筑物自下而上就成了两个不同的结构单元,使高层建筑一侧或四周没有了埋置深度,这对地震作用下高层建筑的稳定性产生不利影响。 改进措施:《地基规范》GB 50007第8.4.15条第1款规定:当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时,高层建筑的基础埋置深度应大于裙房基础的埋深至少2m,沉降缝地面以下处应用粗砂填实,如图3.4.1l所示,当不满足要求时必须采取有效措施。

3.4.12 沉降缝兼做防震缝时,未留足缝宽。

原因分析:当沉降缝兼做防震缝时,如未按规定留足缝宽,地震时则可能导致结构的碰撞破坏。这样的震害实例不少。防震缝最小宽度应符合《抗震规范》GB 50011第6.1.4条的规定。

改进措施:当同一建筑物中的各部分由于基础沉降而产生显著沉降差,有可能产生结构难以承受的内力和变形时,可采用沉降缝将各部分分开,成为各自独立的结构单元。当建筑物有抗震要求时,沉降缝应兼作防震缝。

(1)房屋高度不超过15m时防震缝最小宽度为70mm,当高度超过15m时,钢筋混凝土结构各结构类型宜按下表再增加宽度:

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表3.4.12 房屋高度超过15m防震缝宽度增加值(mm) 设防烈度 高度每增加值(m) 框架 结构类型 框架-剪力墙 剪力墙 6 5 20 14 10 7 4 20 14 10 8 3 20 14 10 9 2 20 14 10

(2)防震缝两侧结构体系不同时,防震缝宽度宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度计算确定;

(3)当相邻结构的基础存在较大倾斜时,宜适当增大防震缝的宽度。

3.4.13 基础设置的沉降后浇带的平面位置紧靠梁端,无防水做法。

改进措施:(1)后浇带宜选择在结构受力影响较小的部位设置,一般在距离主楼边柱的第二跨或第一跨内,设在框架梁和楼板中部的1/3跨间或剪力墙洞口的跨中,如图3.4.13-1所示,约每30~40m设一道,后浇带宽800~1000mm,后浇带应贯通建筑物的整个横截面,

(2)地下部分的后浇带,应做好后浇带的防水构造,如图3.4.13-2所示,

(3)沉降后浇带中的混凝土应在两侧结构单元沉降量满足设计要求后再进行浇筑。

(4)两侧的混凝土表面应凿毛,并清水洗净,再浇灌比设计的强度等级高一级的混凝土振捣密实,并加强养护。

3.4.14 设计中仅笼统地提出后浇带两个月后浇筑。 原因分析:后浇带有两种:一种是施工后浇带,是防止钢筋混凝土结构因温度变化和混凝土收缩引起裂缝:一种是调节沉降差的后浇带,是减小因地基沉降差引起的结构次应力,两种后浇带的功能不同,做法也有区别:当后浇带是为减少混凝土施工过程产生的收缩和温度应力时,后浇带的保留时间不宜少于两个月;当后浇带是为调整结构不均匀沉降而设置时,后浇带中的混凝土应在两侧结构单元沉降完成量符合设计要求后再进行浇筑。

改进措施:应在设计文件中注明是何种性质的后浇带,并注明后浇带的保留时间。

3.5 桩基础

3.5.1 桩型的选择与实际环境、地质条件不相适应,桩型及其施工工艺的选择未考虑挤土、振动、噪音可能对周边造成的影响。

改进措施:选择桩型时应根据地质情况、当地条件、施工能力等因素综合考虑,例如在有砂、碎卵石含水层或深厚淤泥中不应采用人工挖孔桩,在人员密集的城市居民区及医院附近不应采用锤击沉管灌注桩。设

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计时可参考《桩基规范》JGJ94附录A选桩型。

3.5.2 承受拔力的灌注桩在设计中缺桩身承载力与抗裂验算、单桩抗拔静载试验及其配筋做法等要求。 改进措施:应按《地基规范》GB 50007第8.5节或《桩基规范》JGJ94第4章及第5章有关条款执行。

3.5.3 桩设计参数不全;设计说明交代不清楚。

改进措施:设计应说明本工程桩型(预制桩、沉管灌注桩、钻孔灌注桩等),并应明确单桩竖向承载力特征值,桩径、桩长、钢(箍)筋的设置情况,桩嵌入承台内的长度及桩主筋锚入承台内的长度等。

3.5.4 有软弱深厚的淤泥土层时,忽略水平力的影响。

改进措施:有软弱深厚的淤泥土层时,柱下桩基础不仅要计算桩承台水平位移对上部结构的影响,而且有必要验算桩基在水平推力作用下其水平承载力能否满足要求。

3.5.5 桩基持力层选择不妥,如选择液化土层作为持力层。

改进措施:持力层应为稳定的、非液化的、压缩性小的、承载力相对较高的土层。如粘土、粉质粘土可作为摩擦桩的持力层;密实的砂土层、岩层可作为端承桩的持力层。

3.5.6 对存在液化土层的低承台桩基验算时,单桩承载力根据现场静载荷试验确定,桩承载力没有考虑液化土层的影响。

改进措施:抗震验算时单桩竖向承载力可参照《桩基规范》JGJ94第5章的相关规定要求扣除液化土层的侧阻力部分;或按《抗震规范》GB 50011第4.4.2条和第4.4.3条对低承台桩基进行抗震验算。

3.5.7 高层建筑未进行桩基抗震承载力验算,不符合《抗震规范》GB 50011第4.4.l条要求。 改进措施:除《抗震规范》GB 50011第4.4.1条规定的可不进行桩基抗震承载力验算的建筑外,均应按第4.4.2条和第4.4.3条对桩基进行抗震验算。

3.5.8 地下室单桩竖向承载力特征值直接取用静载荷试验确定的特征值,承载力偏大,不安全。

改进措施:用于静载荷试验的桩顶是在自然地坪处,对于地下室的桩基,其单桩竖向承载力特征值应为试验结果扣除地下室深度范围的桩侧阻力,即试桩加长部分的桩侧摩阻力。

3.5.9 挖孔桩的桩长不论长短,单桩竖向承载力均考虑桩侧阻及端阻。

改进措施:一般情况下,支承在微风化岩层上长径比L/d<5的端承桩,只计端阻,不计侧阻,支承于其他土层上的桩,可计入侧阻及端阻,但有扩大头的桩其扩大部分及以上2d范围内不计桩侧阻力。

3.5.10 采用标准图重的受压桩作试桩用的锚桩时,未核算桩身抗拉承载力和桩段连接强度。 改进措施:应按《混凝土规范》GB 50010第7.4.1条核算桩身抗拉承载力及桩段连接强度,若用锚桩兼作工程桩,还应进行抗裂验算或裂缝宽度验算。

3.5.11 桩箍筋加密范围不符合规范要求。

改进措施:桩箍筋的设置应符合《抗震规范》GB 50011第4.4.5条及《桩基规范》JGJ94第4章有关条款的要求。

3.5.12 扩底桩设计仅标出桩身直径,要求不明确;未考虑成桩方法,布桩时桩中心距不符合要求,造成桩底扩大头连成一体。

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改进措施:应给出扩大端直径,画出扩大端的详图,D/d应根据承载力要求及扩底端部侧面和桩端持力层土性确定,最大不超过3.0;扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及土体自立条件确定,a/h一般取1/3~l/2,砂土取1/3,粉土、粘性土取1/2,hb取(0.1~0.15)D。应考虑到扩底时施工时的难易和安全,保证桩间土的稳定,其桩间距应满足《桩基规范》JGJ94第3.3.3条和《地基规范》GB 50007第8.5.2条第1款的要求,并根据不同的土类、成桩工艺以及扩底直径满足桩的最小中心距要求。

3.5.13 桩的焊接加劲箍置于纵筋外侧,与螺旋箍筋打架,两者相交处加劲箍无法与纵筋绑扎。 改进措施:焊接加劲箍需置于纵筋内侧或箍筋采用环型箍筋。

3.5.14 桩端进入持力层深度不够。

改进措施:根据《桩基规范》JGJ94桩端进入持力层深度:粘性土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土不宜小于1d,且不应小于500mm。当存在软弱下卧层时,桩基以下硬持力层厚度不宜小于3d。在地震液化的土层中尚应进入液化土层以下的稳定土层中0.5~1.5m(不包括桩尖部分)。

3.5.15 地震区液化土层上的高层建筑桩基础未进行桩基抗震承载力验算。 改进措施:根据《抗震规范》GB 5001l第4.4.1条,高层建筑需按第4.4.2条和第4.4.3条规定进行桩基抗震验算。特别是复杂地基液化土层时的高层建筑。

3.5.16 桩基设计中存在自行假设数据或随意查取规范中的一般参数,图纸文件中对保证桩基质量以及施工要求均无说明;有些设计甚至将桩的设计等级与建筑安全等级视为等同,这些情况均将对工程产生安全隐患。

改进措施:岩土勘察报告提供的数据是桩基设计的依据,特别是在特殊土层条件下,当勘察报告不全或未

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提供必要的数据时,设计人员应要求补充勘察后再进行桩基设计,有时由于采用的标准不同计算出来的单桩竖向承载力可能相差很大,设计人员尚应进行实地调查或结合现场单桩静载试验,最后确定单桩的承载力特征值。

一些工程图纸中只标注桩径、桩长、单桩承载力及采用材料强度等级,忽略考虑不同设计等级的建筑桩基有不同要求;例如设计等级为甲级的建筑桩基应进行静载野外现场试验,对一柱一桩的大口径挖土桩,应进行逐孔验槽和验证设计土层;体形复杂、荷载分布不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基,在施工过程及建成使用期间应进行系统的沉降观测,直至沉降稳定;特殊地基条件下的桩基尚应提醒遵守《桩基规范》JGJ94第5章条文的有关规定。桩基的设计等级不能等同于建筑安全等级,例如高层建筑的桩基设计等级为甲级而建筑结构的安全等级一般可能是二级,设计等级涉及到结构设计标准和安全度,计算参数的取值等,不能随意确定。

3.5.17 采用一柱一桩,桩顶嵌入承台100mm;桩承台拉梁和承台等高,底标高相同;拉梁承受上部墙体,而另一方向无墙不设拉梁。

改进措施:承台与拉梁或基础梁同高且底标高相同,若要求桩嵌入承台100mm,则基础梁纵筋难穿行,易影响基础梁的计算高度。设计时可提高拉梁底标高。单桩承台应按《地基规范》GB 50007第8.5.20条规定,宜在两个方向设置拉梁,拉梁(或承台梁)截面高度为≥450mm,应在梁侧面设置纵向构造钢筋。

3.5.18 灌注桩桩顶嵌入承台长度规定为当桩径800mm时为50mm,当桩径>1000mm时为75mm,桩主筋伸入承台25d。

改进措施:根据《桩基规范》JGJ94第4章有关条款的规定,中等直径桩或大直径桩,其嵌入承台的长度不宜小于50mm或100mm;桩主筋伸入承台的长度不宜小于30倍主筋直径。对于抗拔桩,桩顶纵向主筋的

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