5.7 基础
5.7.1 煤炭工业地面建(构)筑物的基础型式应根据上部结构型式、荷载大小、地基承载力和变形特性等因素确定。
5.7.2 基础设计应考虑相邻建(构)筑物的影响。新建建(构)筑物基础埋深不宜大于原有建(构)筑物基础。当基础埋深大于原有建(构)筑物基础埋深时,两基础间应保持一定净距,距离应根据原有建(构)筑物荷载大小、基础形式和土质情况确定。当上述要求不能满足时,应采取相应的工程措施。
5.7.3 基础的埋置深度应结合建(构)筑物功能、工程地质和水文地质条件确定,并应符合下列规定:
1 在满足地基承载力、地基稳定和变形要求的前提下,基础宜浅埋,除岩石地基外,深度不宜小于0.5m;
2 基础宜埋置在地下水位以上;当必需埋在地下水位以下时,应采取地基土在施工时不受扰动的措施;
3 基础宜埋置在冻胀土以下;在冻胀土地基中的建筑构件,应采取防冻害措施;
4 当基础埋置在易风化的岩层上,施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。
5.7.4 同一建(构)筑物不宜埋置在不同的土层上,同一建(构)筑物不宜采用两种以上基础形式。
5.7.5 地基基础设计时,荷载效应的最不利组合及其相应的抗力值应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定采用。
5.7.6 当地下水埋藏较浅时,地下室箱体结构应按基本组合进行抗浮验算。对抗浮力有利的永久荷载分项系数应取0.9;抗浮验算中的地下水浮力荷载分项系数应取1.0。
5.7.7 当抗浮措施采用抗拔构件时,抗拔构件的强度验算应采用安全系数法确定抗拔承载力特征值,安全系数应取2.0。
5.7.8 承受水平力较大的基础除应按本节的规定进行计算外,尚应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。
5.7.9 承受水平力较大的基础,其底面边缘的最小压力值宜大于0,当底面边缘的最小压力值小于0时,可采取偏心基础、锚杆基础或桩基础。
5.7.10 承受水平力较大的浅基础应按下列规定进行稳定性验算:
1 抗滑移稳定性应按下式验算:
式中:Fk——按荷载效应基本组合计算的上部结构传至基础顶面的竖向力(kN),基本组合分项系数均为1.0;
Gk——基础自重和基础上的土重标准值(kN);
μ——基础底面与地基土体间的摩擦系数,应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定确定;
Vk——按荷载效应基本组合计算的上部结构传至基础顶面的水平力(kN),基本组合分项系数均为1.0。
2 抗倾覆稳定性应按下式验算:
式中:x1——Fk合力作用点与基础边缘的水平距离(m);
x2——Gk合力作用点与基础边缘的水平距离(m);
y——水平力作用点距基底的距离(m)。
5.7.11 当需要提高基础(或承台)的抗滑能力时,可采取下列构造措施:
1 设置刚性地坪,基础周围的回填土分层夯实;
2 基础底面下换土,换土厚度不应小于500mm;
3 加大基础埋置深度或增设基底抗剪键;
4 设置基础连系梁。
5.7.12 当采用锚杆基础时,锚杆的受拉承载力应符合下式规定:
式中:N——锚杆所承受的拉力设计值(kN)(图5.7.12);
Rk——锚杆抗拔承载力特征值,宜由现场试验测定。
5.7.13 锚杆杆体的截面面积应按下式确定:
式中:As——锚杆杆体的截面面积;
k——锚杆的抗拉安全系数,可取2.0;
fk——钢筋、钢绞线的抗拉强度标准值(kPa)。
5.7.14 锚杆与基础的连接应满足钢筋或钢绞线的锚固和构造要求。
5.7.15 锚杆基础下为较完整的中、微风化岩石时,锚杆基础应与基岩连成整体,基础嵌入基岩的深度不应小于500mm。
5.7.16 地下水、土对基础结构有腐蚀性时,应根据腐蚀等级采取相应的防腐蚀措施。
5.7.17 符合下列条件之一的煤炭工业建(构)筑物在施工期间应进行沉降观测:
1 复杂的软弱地基条件下的建(构)筑物;
2 按规定需进行地基变形计算的建(构)筑物;
3 经过地基处理的建(构)筑物。
对于重要的或对沉降有严格要求的建(构)筑物,在使用过程中应继续进行沉降观测。
5.7.2 当相邻建(构)筑物距离过近或新建建(构)筑物基础埋深超过原有建(构)筑物基础埋深时,可能会使建(构)筑物发生倾斜或者危及原有建(构)筑物的安全,因此当埋深大于原有建(构)筑物基础时,两基础间净距离应保证原有建(构)筑物基底土不被扰动。当上述要求不能满足时,应采取分段施工、设置临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施或加固原有建(构)筑物地基。
5.7.3 现有的防冻害措施,包括在基础侧面和地梁周围回填中砂、粗砂或炉渣等非冻胀性材料,其厚度不小于100mm。
5.7.6 进行抗浮力验算时,对抗浮力有利的活荷载不计,地下水位取最不利水位。现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069规定抗浮力验算时取荷载基本组合,但安全系数Ks=1.05。为了与现行国家标准统一,本标准规定按基本组合进行抗浮验算。
5.7.7 当采用抗拔桩(锚杆)作为抗浮措施时,如果按照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定,抗拔桩(锚杆)的强度验算应按照承载能力极限状态下作用的基本组合,采用相应的分项系数计算确定。由于抗拔构件的承载力是由构件杆体的岩土承载力和杆体材料强度的较低值控制的;构件杆体的岩土承载力是采用安全系数为2.0的安全系数法确定特征值,而杆体材料强度采用分项系数法确定特征值,如果简化计算配有钢筋或预应力钢筋的分项系数法特征值的安全系数,由于本标准将水的浮力按照可变荷载计算,荷载综合分项系数取1.4,材料的分项系数,钢筋取1.1,预应力钢绞线取1.2,则采用钢筋或钢绞线的安全系数分别是1.54或1.68,显然这样的安全系数小于作为地基设计要求的2.0,存在一定的安全隐患。同时抗拔构件在工程验收时要求试验加荷的极限抗拔力不小于2倍的特征值,对于按照分项系数配筋的抗拔构件这时有可能会使钢筋的强度超过屈服极限,受拉构件产生过大的裂缝和塑性变形。因此本标准专门提出抗浮措施采用抗拔构件时适当加大配筋量的要求。
5.7.8~5.7.11 煤矿地面建(构)筑物中,基础经常承受上部设备传下来的较大水平力。水平力作用下,基底反力分布很不均匀,一边大,一边小。《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定了基础边缘最大压力值不大于1.2倍地基承载力特征值。考虑到煤矿建(构)筑物的基础承受水平力相对较大,则偏心距较大,基底反力小的一侧基底与地基土容易脱开,减小基础底面的有效接触面积。另外考虑到基础上部设备倾斜等的要求,本标准规定承受水平力较大的基础,其底面边缘的最小压力值宜大于0。
为了满足规范要求,基础底面积要求做很大,基底平均压力很小,很不合理。此时,基础向弯矩作用方向一侧加长,做成偏心基础;也可在水平力相反方向设置锚杆平衡水平拉力,做成锚杆基础;或者采用桩基础。
另外,受水平力较大的基础也应进行抗滑移、抗倾覆稳定性计算。以保证基础的稳定性。
对于有倾斜要求的基础(如煤棚基础等)参考现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135提出了基础倾斜的计算公式。
在基础抗滑移计算中,不考虑刚性地坪的抗滑作用。实际上构造合理的刚性地坪具有良好的防止基础滑移的功能,在设计中应重视抗滑的构造,可综合使用规范中列出的几项措施。
5.7.12~5.7.15 考虑到煤矿井下经常用锚杆(索)的便利条件,在煤矿地面建(构)筑物基础工程中可利用锚杆(索)来解决水平力大的问题,做到结构安全、经济合理。本标准列出锚杆的计算公式和基础共同作用的原则,实际工程设计时,可参考相关的规范和规程。
5.7.16 地下水包括地表渗水。常用的防腐蚀措施有混凝土表面刷沥青或其他防腐蚀材料、抹防腐蚀砂浆或采用特种混凝土等。
5.7.17 为了保证建(构)筑物的安全,对一些对沉降有严格要求的建(构)筑物或在复杂的地质条件下的建(构)筑物进行沉降观测,必要时在使用过程中应继续进行沉降观测,以便发现问题及时处理。
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