关于岩石地基扩展基础抗剪问题的探讨

关于岩石地基扩展基础抗剪问题的探讨

张根明

深圳市都市建筑设计有限公司广东深圳518000

摘要：现在越来越多的工程项目基底持力层为高承载力的岩层，岩石地基相对于一般土质地基来说，区别在于岩石地基的承载力高、变形小、基础底面积小、基础高宽比大，而现行国家地基规范给出的扩展基础受剪承载力验算公式适用于基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度的情形，如果岩石地基上高宽比较大的基础同样也按此公式进行抗剪验算则有些不合理，设计出来的基础高度很高，给基础开挖甚至爆破带来很大困难。本文以某实际工程为例，通过现行几本不同规范对混凝土构件的受剪承载力计算公式对比，根据计算得到的基础高度进行比较，提出一些设计建议，为实际工程设计提供一定的参考。

关键词：岩石地基；抗剪计算

岩石地基扩展基础的受力形态与一般土层基础有较大区别，基础一般不由抗冲切控制而常由抗剪计算控制，目前国家地基规范对于岩石地基扩展基础的抗剪计算没有具体的计算公式或明确的条文说明，只是提出“对基底反力集中于立柱附近的岩石地基，基础抗剪验算条件应根据各地区具体情况确定”，给岩石地基扩展基础设计上带来一定的局限性，本文就几本相关规范中关于抗剪验算的公式对岩石地基扩展基础抗剪设计进行简要对比探讨。

一、相关规范关于扩展基础抗剪计算公式

1、GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》8.2.9条“当基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加两倍基础有效高度时，应按下列公式验算柱与基础交接处截面受剪承载力：

V-不计承台及上土自重，在荷载效应基本组合下，斜截面的最大剪力设计值；

ft-混凝土轴心抗拉强度设计值；bo-承台计算截面处的计算宽度；ho-承台计算截面处的有效高度；-承台剪切系数；-计算截面的剪跨比，，当<0.25时，取=0.25；当>3时，取=3；-受剪切承载力截面高度影响系数，当ho<800时，取ho=800；当ho>2000时，取ho=2000；其间按线性内插法取值。

GB50010-2010《混凝土结构设计规范》附录G.0.3条钢筋混凝土深受弯构件的受剪截面应符合下列条件：

3、当hw/b不大于4时，

取h=1300，hw=ho=1250，hw/b=1250/2500=0.5<4时

V=35000x1.35x0.6x2.5/（2.5x2.5）=11340KN

计算跨度lo取2.3倍柱边到基础外边缘的距离，lo小于小于2h时，取2h；

Vo=1/60x（10+2）x1.0x19.1x2500xx1250=11937.5KN>V截面抗剪满足要求。

4、根据重庆市《建筑地基基础设计规范》基础抗剪公式确定基础高度：

三、结果分析与建议

根据上述几本不同规范对扩展基础进行抗剪计算对比，不难得出对于岩层承载力很高的岩石地基由抗剪控制时，计算出的基础高度相差很大，国家地基规范给出的普通土质扩展基础抗剪计算公式得出的基础高度最大；而桩基规范和重庆市地基规范得出的基础高度接近，但两者的计算高度相对于国家地基规范得到的基础高度减小一倍多；按混凝土规范深受弯构件计算得到的基础高度最小，甚至不到国家地基规范计算高度的三分之一。从计算结果来看，对于岩石地基套用国家地基规范或者混凝土规范深受弯构件受剪验算公式不是很合理，这两者得出的基础高度都有些不符合工程实际，究其原因当然要从构件受力形态，计算假定去分析规范公式的适用性。从公式中各参数的对比即可看出，不同规范选取的调整系数有较大差别，重庆市地基规范作为地区设计规范，虽然不适用于全国，但它与桩基规范的计算结果相近，因此其他地区可以作为参考。本文因篇幅有限未列举贵州省地基规范关于扩展基础抗剪相关公式进行计算对比，该规范对不同岩体基本质量等级进行了细分，从公式的各参数来看，对于高承载力的岩石地基基本与重庆市地基规范及桩基规范公式接近。经过上述对比计算，笔者认为实际工程中，对于岩石地基抗剪计算在没有相应地区具体地基规范指引设计时可参考重庆市地基规范或桩基规范承台抗剪计算公式进行设计。

参考文献：

[1]GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》

[2]JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》

[3]GB50010-2010《混凝土结构设计规范》

[4]DBJ50-047-2016重庆市《建筑地基基础设计规范》

[5]DBJ52-45-2018《贵州建筑地基基础设计规范》