土力学与地基基础：设计原则、荷载取值与设计内容

1.地基基础的设计原则

基础工程设计的目的是设计一个安全、经济和可行的地基与基础，保证上部结构物的安全和正常使用。因此，基础工程的基本设计计算原则是：

（1）地基设计应具有足够的强度，满足地基承载力的要求。

（2）地基与基础的变形满足建筑物正常使用的允许要求。

（3）地基与基础的整体稳定性有足够保证。

（4）基础本身有足够的强度、刚度和耐久性。地基与基础方案的确定主要取决于地基土层的工程地质与水文地质条件、上部结构类型与荷载条件、使用要求、材料与施工技术等因素。基础方案应作不同方案的比较，选择较为适宜与合理的设计方案与施工方案。

《建筑地基基础设计规范》（GB50007—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：

（1）所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定。

（2）设计等级为甲级、乙级的建筑物均应按地基变形设计。

（3）建筑物情况和地基条件复杂的丙级建筑物地基，尚应做变形验算，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。

2.地基基础的荷载取值规定

《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）规定，地基基础设计时，荷载取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2001）的规定，所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定：(www.xing528.com)

（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，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准永久组合，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）计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应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。

（4）在确定基础或桩台高度、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，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，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。

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。

（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，但结构重要性系数不应小于1.0。

3.地基基础设计内容和一般步骤

（1）选择基础的材料、类型，确定平面布置。

（2）选择基础的埋置深度，即确定地基持力层。

（3）确定地基承载力特征值。

（4）根据传至基础底面上的荷载效应和地基承载力特征值，确定基础底面积。

（5）根据传至基础底面上的荷载效应进行相应的地基验算（变形和稳定性验算）。

（6）根据传至基础底面上的荷载效应确定基础结构尺寸，进行必要的结构计算。

（7）绘制基础施工图。