建筑物地基基础设计等级若干问题的思考一资料.pdf

Building Structure We learn we go 设计交流 0 建筑物地基基础设计等级若干问题的思考（一） 李静波/福建省建筑工程施工图审查中心 0 前言 建筑物地基变形验算是地基设计的主要内容之一， 我国 先后颁布的三部地基基础设计规范都有相关内容 历次规范 都制定分类标准， 以区分建筑物是否需要验算地基变形 如 《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）（以下简 称《规范 TJ7》）将建筑物分为甲、乙两类，仅乙类建筑物 必须验算地基变形 《建筑地基基础设计规范》 （GBJ7-89） （以下简称《规范 GBJ7》）则直接借用《建筑结构设计统 一标准》（GBJ68-84）（以下简称《标准 GBJ68》）中的 建筑结构安全等级作为分类标准，将建筑物分成三个级别 安全等级为一级的建筑物不论采用何种基础形式， 都必须验 算地基变形 安全等级为三级则可不验算地基变形 安全等 级为二级的建筑物， 一般不验算地基变形 只有在该规范表 2.0.2 所列范围以外的建筑物，以及表 2.0.2 所列范围以内建 筑物且有第 2.0.2 条第二款规定的情况之一时，才验算地基 变形。

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）（以 下简称《规范 GB50007》）摒弃了《规范 GBJ7》的方法， 另行制定了地基基础设计等级作为建筑物的分类标准， 并规 定地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物必须验算地基变 形，丙级建筑物不验算地基变形，但在该规范表 3.0.2 所列 范围以外的建筑物，以及表 3.0.2 所列范围以内建筑物且有 第 3.0.2 条第 3 款规定的情况之一时，仍应作变形验算 建筑物地基基础设计等级是《规范 GB50007》最重要 的修订内容之一按文[1]，[2]的诠释，新版规范不仅体现 了 “地基基础设计按变形控制的总原则已成为工程界认可正 确的地基基础设计原则”，而且也使地基设计实现了“从单 纯按承载力设计转到地基变形控制设计上来” 本文基于对《规范 GB50007》的认识，提出一些意见 和建议，并对相关问题进行分析和讨论 1 推出建筑物地基基础设计等级之初衷 在修订 《规范 GB50007》 时， 为什么要摒弃 《规范 GBJ7》 中的分类标准， 而要以地基基础设计等级作为区分建筑物是 否需要验算地基变形的分类标准呢？规范并无相关解释内 容。

本文的理解和解释如下： 《标准 GBJ68》 及修订后的 《建筑结构可靠度设计统一 标准》（GB50068-2001）（以下简称《标准 GB50068》） 中，关于建筑结构安全等级并无详细解释尽管在《规范 GBJ7》中，针对影响地基变形的因素，在一级安全等级中 补充了三种类型的建筑物，即 14 层以上体型复杂的及 20 层以上的高层建筑物、 对地基变形有特殊要求的建筑物 （多 指工业建筑物）、单桩荷载在 4000kN 以上的建筑物（多指 单柱单桩、单柱双桩或单柱三桩的柱基）但用来作为区分 建筑物是否需要验算地基变形的分类标准，依然过于简略 实际执行存在困难，再加上其他方面（如岩土勘察、地质灾 害的防治、基坑监测、地基变形观测等）的考虑，认为应当 另外制定一个分类标准 由于该分类标准主要用于建筑物的 地基基础设计 （实际上仅用于地基设计， 与基础设计无关） ， 故称为 “地基基础设计等级” 或 “建筑物地基基础设计等级” 2 建筑物地基基础设计等级与建筑结构安全等级的关系 严格说来， 建筑物地基基础设计等级同建筑结构安全等 级，二者之间并无任何关系，只是由于《规范 GBJ7》中的 建筑结构安全等级及《规范 GB50007》中的建筑物地基基 础设计等级， 都先后用来作为区分建筑物是否需要验算地基 变形的分类标准，从而极易使人们产生以下两种误解：1） 将建筑物地基基础设计等级等同于建筑结构安全等级；2） 认为建筑物地基基础设计等级与建筑结构安全等级之间存 在着一一对应关系。

实际上，二者是完全不同的两个概念， 具体存在以下区别： （1）功能不同建筑结构安全等级用于建筑物整个结 构体系中所有结构部位（构件和节点）承载能力（包含地基 和基础， 但是， 地基承载能力的计算却与建筑结构安全等级 无关） 的设计； 而建筑物地基基础设计等级仅限于地基基础 的设计， 更确切地说， 主要用于区分建筑物是否需要验算地 基变形 （2）极限状态属性不同建筑结构安全等级和据以确 定的（并考虑设计使用年限等因素）结构重要性系数γ， 主要用以计算结构或构件的承载能力， 属于承载能力极限状 态范畴，是结构安全性问题（地基设计除外，地基承载能力 虽也属于结构安全性问题，却并不按承载能力极限状态设 作者简介：李静波，高级工程师，原在化学工业部第九设计院（吉林化 学工业公司设计院）、福建省石油化学工业设计院从事设计工作曾任 中国工程建设标准化协会建筑振动专业委员会委员，参加过《动力机器 基础设计规范》的编制Email：ljb0254@ 22 Building Structure We learn we go 设计交流 计，而按正常使用极限状态设计）；地基基础设计等级主要 用来区分建筑物是否需要验算地基变形， 属于正常使用极限 状态的范畴，是结构适用性问题。

另外，地基基础设计等级不同的建筑物在岩土工程勘 察、基坑监测、地基变形观测等虽也有一些不同要求，但这 些要求同结构或构件或地基的承载能力验算并无直接关系 （3）等级的性质不同地基基础设计等级只是建筑物 的分类标准， 用来区分建筑物是否需要验算地基变形， 是定 性性质的等级标准； 根据建筑结构安全等级确定的结构重要 性系数 0 γ，直接参加结构和构件承载能力的计算，是定量 性质的等级标准 （4）使用场合不同建筑物地基基础设计等级主要用 于地基设计， 与基础设计无关 地基设计时仅用以区分建筑 物是否需要验算地基变形， 与地基承载力控制、 地基稳定性 控制乃至地基变形控制无关 不论建筑物地基基础设计等级 为何种等级，基础设计以及地基承载力、稳定性、地基变形 的计算公式和参数、控制标准都是相同的 建筑结构安全等级及结构重要性系数 0 γ，用于基础设 计时的承载能力计算， 与地基设计无关 不论建筑结构安全 等级级别及 0 γ取值如何，地基承载力、地基稳定性、地基 变形的计算公式、计算参数、控制标准也都是相同的 （5）二者之间无对应关系虽然建筑物地基基础设计 等级和建筑结构安全等级都划分成三个级别， 但他们之间并 不存在一一对应关系。

例如：对大量的一般建筑物，建筑结 构安全等级为二级，而地基基础设计等级却为丙级 3 确定建筑物地基基础设计等级的依据 按《规范 GB50007》第 3.0.1 条的条文说明，确定建筑 物地基基础设计等级主要考虑以下四点： 建筑物的性质、 规 模、高度和体型；建筑物对地基变形的要求；建筑物场地和 地基条件的复杂程度； 地基问题对建筑物的安全和正常使用 可能造成影响的严重程度 在编制《规范 GB50007》表 3.0.1 时，对上述诸方面都 有所考虑 唯一需要指出的是， 建筑物对地基变形的量化要 求，特别是影响建筑物安全和正常使用的地基变形允许值 等，在确定建筑物地基基础设计等级时，是不考虑的这是 因为建筑物地基基础设计等级的分类， 只是从建筑物是否需 要验算地基变形的角度考量，把建筑物区分开来 至于地基变形对建筑物的安全和正常使用造成严重影 响时的具体量化值，以及建筑物对地基变形值的具体要求 等， 则属于确定地基变形允许值的问题， 与建筑物地基基础 设计等级的划分关系不大 例如两幢建造在中压缩性土上的七层以下的厂房， 一幢 边排柱用砌体墙填充， 另一幢边排柱不用砌体墙填充 按 《规 范 GB50007》第 5.3.4 条的规定，前者的地基变形（相邻柱 基的沉降差）允许值为 0.0007 ，后者为 0.002 （ 为相邻 柱基的中心距离）。

二者对地基变形的要求虽然相差很大， 但只要场地条件和地基条件简单， 其地基基础设计等级都是 丙级再如，35 层和 30 层的两幢高层建筑物，地基基础设 计等级虽然分属甲级和乙级，只要总高度 lll g H都大于 100m， 地基变形的允许值是完全相同的，都是 0.002l综上所述， 建筑物地基基础设计等级同建筑物对地基变形值的具体量 化值关系不大，甚至没有关系 须特别注意的是， 影响建筑物安全的地基变形和影响建 筑物正常使用的地基变形，是性质不同的两种地基变形[3] 按《标准 GB50068》第 3.0.2 条的规定，影响建筑物安全的 地基变形应认为是承载能力达到极限状态时的变形； 影响建 筑物正常使用的地基变形， 应认为是达到正常使用极限状态 时的变形， 二者不可混淆 上述两例中的地基变形允许值都 是从影响建筑物正常使用而不是从影响建筑物安全确定的 4 建筑物地基基础设计等级的功能 按《规范 GB50007》的规定，建筑物地基基础设计等 级在工程设计、工程勘察、检验与监测等方面，至少有以下 六种功能： （1）验算地基变形的建筑物的范围这是建筑物地基 基础设计等级最重要的功能主要体现在地基变形验算上。

当建筑物基础（桩基础除外）建造在天然地基、土岩组合地 基、压实填土地基、复合地基上时，地基基础设计等级为甲 级和乙级的建筑物必须进行地基变形验算， 只有符合 《规范 GB50007》 表 3.0.2 的丙级建筑物且无第 3.0.2 条第 3 款所列 情况时，才不验算地基变形 当建筑物基础为桩基础时（嵌岩桩除外），只要求对地 基基础设计等级为甲级的建筑物和体型复杂、 荷载不均匀或 桩端以下存在软弱土层的乙级建筑物以及建造在摩擦型桩 基上除丙级以外的建筑物进行地基变形的验算 （2） 滑坡推力安全系数的取值 受滑坡影响的建筑物， 其地基基础设计等级分别为甲、乙、丙级时，滑坡防治时的 滑坡推力安全系数分别取 1.25，1.15，1.05 （3）确定单桩承载力特征值的方法当建筑物地基 基础设计等级为甲、乙级时，应通过单桩竖向静载荷试 验确定； 当桩端持力层为密实砂卵石或承载力相类似的土层 时，大直径端承桩的值，可通过深层平板载荷试验确定 桩端土的端阻力特征值后计算得出 当建筑物地基基础设计 等级为丙级时，可根据静力触探及标贯试验参数确定 a R a R a R a R 23 Building Structure 专业软件讲座 （4）勘察报告提供资料的内容。

地基基础设计等级不 同的建筑物， 岩土工程勘察报告提供的内容也不同 甲级建 筑物应提供载荷试验指标、 抗剪强度指标、 变形参数指标和 触探资料； 乙级建筑物应提供抗剪强度指标、 变形参数指标 和触探资料； 丙级建筑物应提供触探及必要的钻探和土工试 验资料但对各级别确定地基承载力特征值 a f的方法， 《规 范 GB50007》并未做出不同规定 （5）基坑监测的项目对地基基础设计等级为甲级的 建筑物，基坑开挖时，支护结构水平位移等 10 项为基坑支 护工程的必测项目， 孔隙水压力和土压力为宜测项目， 土体 分层竖向位移及支护结构界面上侧向压力不要求监测； 对地 基基础设计等级为乙级的建筑物， 必测项目、 宜测项目及不 要求监测项目分别为 5，7，2 项对地基基础设计等级为丙 级的建筑物则不做规定（表 1） （6）变形观测的范围对地基基础设计等级为甲级的 建筑物和建造在复合地基或软弱地基上的乙级建筑物， 应在 施工期间及使用期间进行地基变形观测； 其他情况时的建筑 物，若不是加层或扩建，不受邻近深基坑开挖施工影响，不 受场地地下水等环境因素变化影响，不需要积累建筑经验， 不进行设计反分析，则不进行地基变形观测。

上述六项功能中，仅仅第（1）、（3）项同地基设计有 关，其它 4 项同地基设计和基础设计关系不大，特别是第 （2），（5）项根本就不属于地基设计和基础设计的内容 基坑监测项目比较 表 。