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第2章 基础工程设计的原则与要求 第一节 概述 一、 基础工程及其设计内容 基础工程(Foundation Engineering)泛指包括地基及基础在内的所有下部结构工程，是工程体系中最为重要的部分。 研究内容：是与岩土体有关的建筑工程的技术问题，即下部结构物与岩土相互作用，共同承担上部结构所产生的各种荷载、变形与稳定问题。 基础工程设计要综合考虑：上部结构形式、荷载大小及其分布情况，以及地基土的物理力学性质、土层分布、地下水位及其变化等情况，即包括基础结构设计和地基设计两部分内容，故亦称地基基础设计。 二、基础工程的基本设计计算原则 1．建筑结构功能要求 为了保证建筑物的安全、稳定和正常使用，《建筑结构设计统一标准》（GBJ 68）规定，建筑结构应满足如下功能要求： （1）安全性——能承受在正常施工和正常使用过程中可能出现的各种作用。（结构荷载、施工荷载等） （2）适用性——在使用过程中应具有良好的工作性能。 （3）耐久性——在正常维护条件下应能满足使用年限。 （4）稳定性——在偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定 建筑物的地基、基础和上部结构是共同工作的，基础作为建筑物的下部结构，显然必须满足上述要求。地基承受建筑物全部荷载，一旦破坏，基础与上部结构都会发生不同程度的位移、变形甚至破坏，因而地基也应适应建筑物的设计要求。 在进行基础工程设计时，首先必须有一个上部结构—基础—地基相互作用的整体观点。 （2）地基与基础的变形应满足建筑物正常使用的允许要求。 建筑物的破坏多数是由于地基变形不均匀造成的。 （3）地基与基础的整体稳定性有足够保证。 使地基基础具有抗倾覆、抗滑的能力。 （4）基础本身应有足够的强度、刚度和耐久性。 另外，地基基础的设计，还必须坚持因地制宜、就地取材的原则。 第二节 地基基础设计等级和设计要求 一、地基基础的设计等级 建(构)筑物的安全和正常使用，不仅取决于上部结构的安全储备，还要求地基基础有一定的安全度。 根据地基复杂程度、建筑物规模和功能、特征，以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)将地基基础设计分为三个设计等级，设计时应根据具体情况按表2-1选用。 二、地基基础的设计要求 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)规定，地基基础的设计与计算应满足承载力极限状态和正常使用极限状态的要求。 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列要求： （3）表2-2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算，按承载力进行设计，即只要求基底压力小于或等于地基承载力特征值，不要求验算变形。 但表2-2所列范围内的丙级建筑物，如有下列情况之一时，仍应作变形验算（以保证建筑物不因地基沉降影响正常使用）： （4）对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。 （5）基坑工程应进行稳定性验算。 （6）当地下水埋藏较浅，建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。 第三节 地基基础设计中的两种极根状态 一、建筑结构可靠度和极限状态设计 为与国际上建筑物及基础工程设计标准接轨，我国目前新制定的许多工程设计规范规定： “建筑物采用以概率理论为基础的极限状态设计方法” （简称为概率极限状态设计方法） ，以便在建筑设计上做到技术先进、经济合理和安全适用。 这种方法以失效概率或结构可靠度指标代替以往的安全系数。 二、地基基础设计中的两种极根状态 第四节 地基变形特征及其允许变形值 一、地基变形特征指标 由于不同类型的建筑物变形特征不同，对地基变形的适应性也不同，因而计算变形时，要考虑不同建筑物采用不同的地基变形指标来比较和控制。 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007--2011)将地基变形依其特征分为四种： 1．沉降量——基础中心点的沉降值。 2．沉降差——基础两点或两相邻单独基础沉降量之差 。 3．倾斜——基础在倾斜方向上两端点的沉降差与其距离的比值 。 4．局部倾斜——砖石砌体承重结构沿纵墙6~10m内基础两点的沉降差与其距离的比值 。 二、地基允许变形值 1.允许变形值：正常使用条件下，建筑物所能承受的变形限度。 2.地基允许变形值的规定 为了找出不同建筑物所能承受的变形限度，《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)根据大量常见建筑物系统沉降观测资料，经过计算分析，总结出各类建筑的允许变形值（见表3-12）。 二、地基允许变形值 表3-12 * * 基础工程设