地基与基础荷载规定，概念与设计方法差异，设计原则不统一

荷载是上部结构对于基础的一种力学作用，是上部结构设计与地基基础设计之间的数值联系。地基基础设计的荷载是上部结构设计的结果，地基基础设计的荷载必须和上部结构设计的荷载组合与取值一致。但由于地基基础设计与上部结构设计在概念与设计方法上都有差异，在设计原则上也不统一，造成了地基基础设计荷载规定中的某些方面与上部结构设计中的习惯并不完全一致。为了进行地基基础设计，在荷载计算时，必须进行三种（标准组合、基本组合和准永久组合）荷载传递的计算。荷载传递计算的结果分别适用于不同的计算项目。

《建筑地基基础设计规范》规定：

3.0.5 地基基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力限值应符合下列规定：

1 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值；

2 计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应的限值应为地基变形允许值；

3 计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0；

4 在确定基础或桩基承台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按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；当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态下作用的标准组合；

5 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数γ₀不应小于1.0。

3.0.6 地基基础设计时，作用组合的效应设计值应符合下列规定：

1 正常使用极限状态下，标准组合的效应设计值S_k应按下式确定：

S_k=S_Gk+S_Q1k+ψ_c2S_Q2k+……+ψ_cnS_Qnk （3.0.6⁃1）

式中 S_Gk——永久作用标准值G_k的效应；

S_Qik——第i个可变作用标准值Q_ik的效应；

ψ_ci——第i个可变作用Q_i的组合值系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。

2 准永久组合的效应设计值S_k应按下式确定：

S_k=S_Gk+ψ_q1S_Q1k+ψ_q2S_Q2k+……+ψ_qnS_Qnk （3.0.6⁃2）

式中 ψ_qi——第i个可变作用的准永久值系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。

3 承载能力极限状态下，由可变作用控制的基本组合的效应设计值S_d，应按下式确定：

S_d=γ_GS_Gk+γ_Q1S_Q1k+γ_Q2ψ_c2S_Q2k+……+γ_Qnψ_cnS_Qnk （3.0.6⁃3）

式中 γ_G——永久作用的分项系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值；

γ_Qi——第i个可变作用的分项系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定取值。

4 对由永久作用控制的基本组合，也可采用简化规则，基本组合的效应设计值S_d可按下式确定：

S_d=1.35S_k （3.0.6⁃4）

式中 S_k——标准组合的作用效应设计值。

3.0.7 地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限。现将上述《建筑地基基础设计规范》规定用列表形式表示于表1.2.1。

表1.2.1 荷载规定

从表1.2.1中可以看出，荷载规定应包括荷载组合与荷载取值两个方面，在地基基础设计的五个不同项目中，关于荷载组合与荷载取值的规定是完全不同的，为了理解其采用不同荷载组合与取值的原因，下面分别加以讨论：

1.地基承载力计算

地基承载力计算按正常使用极限状态设计，荷载取标准组合。按《建筑结构可靠度设计统一标准》的设计原则抗力应称为标准值，但在《建筑地基基础设计规范》中称为特征值，按《建筑地基基础设计规范》的说明是由英文术语characteristic value翻译得到的。其实，从设计的表达式可以看出，这里的地基承载力特征值或单桩承载力特征值在土力学的概念上就是地基容许承载力和单桩容许承载力。在土力学和基础工程中，容许承载力就是由极限承载力除以安全系数求得，或者在压力变形曲线上取第1个转折点的对应压力值（比例界限），或者取某一规定变形值的对应压力。用容许承载力设计时，其荷载应当取标准值。

2.变形验算

变形验算的荷载组合应考虑长期效应组合，荷载取值采用准永久组合。这是由于地基变形主要是由土层的固结引起的，而土的固结常常延续很长的时间。作用时间很短的可变荷载不可能引起固结沉降，因此计算沉降时不计风荷载和地震作用。

3.稳定性验算

稳定性验算应当属于按承载力极限状态设计的范畴，因此荷载组合取基本组合，荷载取值采用设计值。但又规定分项系数取1.0，说明实际采用的荷载还是标准值。这从《建筑地基基础设计规范》的第6.7.5条的规定可知，当作用和抗力都是由土的体积力所引起时，稳定性验算时仍采用安全系数的设计方法，因此荷载只能取标准值。

但当将计算得到的土压力或滑坡推力用于计算抗滑桩的截面与配筋时，必须乘以1.35的分项系数（见《建筑地基基础设计规范》式（3.0.6⁃4））；在验算桩的水平承载力时则取分项系数为1.0。

4.基础结构设计

对于基础结构设计，《建筑地基基础设计规范》完全遵从上部结构的设计原则，荷载采用承载力极限状态下的基本组合，并取用相应的分项系数，抗力采用各种材料的强度设计值。

【1.2.1】 （1999年一级考题）

计算地基变形时，传至基础底面的荷载应采用下列何项荷载效应组合才是正确的？

（A）短期效应组合

（B）短期效应组合，计入风荷载和地震作用

（C）长期效应组合，且计入风荷载和地震作用

（D）长期效应组合，不计入风荷载和地震作用

【答案】 （D）(www.xing528.com)

【详解】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条2款的规定，“计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应的限值应为地基变形允许值”。由此可见，选项（D）正确。

【简解】 根据《地规》3.0.5条2款，（D）正确。

【1.2.2】 （1999年二级考题）

计算地基变形时，传至基础底面上的荷载应按下列何项荷载效应组合才是正确的？

（A）基本组合 （B）短期效应组合 （C）长期效应组合

（D）长期效应组合，但不计入风荷载和地震荷载

【答案】 （D）

【详解】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条2款规定，计算地基变形时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。故（D）正确。

【简解】 根据《地规》3.0.5条2款，（D）正确。

【1.2.3】 （2007年一级考题）

在进行建筑地基基础设计时，关于所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值的下述内容，其中何项是不正确的？

（A）按地基承载力确定基础底面积时，传至基础的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；相应的抗力采用地基承载力特征值

（B）计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合；相应的限值应为相关规范规定的地基变形允许值

（C）计算挡土墙压力、斜坡稳定时，荷载效应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0

（D）计算基础内力、确定其配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合及相应的基底反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数

【答案】 （B）

【详解】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条1款，可知（A）正确。根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条2款，计算地基变形时，应采用正常使用极限状

态下荷载效应的准永久组合，所以（B）错误。根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）3.0.5条3款，可知（C）正确。根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）3.0.5条4款，可知（D）正确。

【简解】 根据《地规》3.0.5条2款，（B）错误。

【1.2.4】～【1.2.8】

条件：在各种荷载条件下，建筑物上部结构的荷载传至基础底面的压力及土和基础的自重压力分别见表1.2.2，基础埋置深度为3m，基础底面以上土的平均重度为12kN/m³。

表1.2.2 荷载传至基础底面的平均压力 （单位：kPa）

注：恒载为主。

【1.2.4】 确定基础尺寸所需的荷载效应计算

要求：确定基础尺寸时，基础底面的压力值。【答案】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条1款，按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。故所求压力值为上部结构荷载标准组合值加上土和基础的自重压力，即

165+60=225kPa

【1.2.5】 计算地基变形所需的荷载效应计算

要求：计算地基变形时，基础底面的压力值。【答案】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条2款，计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用。故所求压力值为上部结构荷载准永久组合值加上土和基础的自重压力，再减去基础底面处的土的有效自重压力，即

150+60-3×12=174kPa

【1.2.6】 验算地基稳定所需的荷载效应计算

要求：需验算建筑物的地基稳定时，基础底面的压力值。

【答案】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条3款，计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0。故所求压力值为上部结构荷载标准组合值乘分项系数后，再加上土和基础的自重压力值，即

165×1.0+60=225kPa

【1.2.7】 计算基础结构所需的荷载效应计算

要求：计算基础结构内力时，基础底面的压力值。

【答案】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条4款，在确定基础或桩台高度、支护结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力、挡土墙土压力以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。故所求压力值为上部结构荷载基本组合值，即

1.35×165=222.75kPa

【1.2.8】 验算基础裂缝所需的荷载计算

要求：验算基础裂缝宽度时，基础底面的压力值。

【答案】 根据《建筑地基基础设计规范》3.0.5条4款，当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合，即为165kPa。

[1]《地规》是《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011的简称，全书余同。