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淺析地基基礎設計

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    論文關鍵詞:地基基礎 擴展基礎 柱下條形基礎 筏形基礎

淺析地基基礎設計

    論文摘要:爲了給剛接觸建築設計或施工人員瞭解認識地基基礎在建築設計施工中的作用及其重要性,本文主要對各種基礎在實際工作中的應用做個詳細闡述。

    在建築工程上,把建築物與土壤直接接觸的部分稱爲基礎,把直接支承建築物重量的土層叫地基。基礎是連接上部結構(例如房屋的牆和柱,橋樑的墩和臺等)與地基之間的過度結構,起承上啓下作用。基礎把建築物豎向體系傳來的荷載傳給地基。從平面上可見,豎向結構體系將荷載集中於點,或分佈成線形,但作爲最終支承機構的地基,提供的是一種分佈的承載能力。
  1.注意地基基礎設計的基本原則同一建築結構單元,宜設定在承載力和變形性能基本相同的地基土上,不宜設定在承載力和變形性能截然不同的地基土上(如部分爲老土,部分爲新土;部分爲一般土或硬土,部分爲軟土)。?同一建築結構單元,一般宜採用相同類型的地基,不宜採用不同類型的地基(如部分採用天然地基,部分採用剛性樁基;部分採用天然地基,部分採用複合地基;部分採用複合地基,部分採用剛性樁基)。?同一建築結構單元,宜採用相同類型的基礎,不宜採用不同類型的基礎(如部分採用箱基、筏基,部分採用條形基礎;部分採用條形基礎部分採用單獨樁基;內框架磚房、底層框架磚房,一般外牆宜採用條形基礎,內柱宜採用十字交叉條形基礎)。
  在軟弱地基和嚴重不均勻土層上,宜採取措施,加強基礎的整體性和豎向剛度。?儘可能採用天然地基,如地基較差,透過經濟比較,天然地基造價較高時,可採用樁基或其他人工基礎。
  2.地基基礎設計選型時應考慮的因素有以下幾點。工程地質水文條件;上部結構類型和荷載情況;建築安全等級、體型和使用要求;建築結構單元的劃分;鄰近建築基礎和地下設施情況及其相對關係;地下室的設定及防水要求;材料供應和地方材料;施工水平和設備;工期及造價;抗震設防及其他特殊情況。
  3.基礎的類型,在基礎工程中我們常見的建築工程地基基礎設計中,通常按基礎所用的材料和受力特點分,有剛性基礎和非剛性基礎;依據構造形式分,有條形基礎、獨立基礎、筏形基礎、箱形基礎。
  3.1由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等剛性材料組成的基礎稱爲剛性基礎(也稱無筋擴展基礎)。從受力和和傳力角度考慮,由於土壤單位面積的承載能力小,上部結構透過基礎將其荷載傳給基礎時,只有將基礎底面積不斷擴大,才適應地基受力要求。上部結構(牆或柱)在基礎中傳遞壓力是沿壓力分佈角(也稱剛性角)分佈。由於剛性材料抗壓能力強,抗拉能力差,因此,壓力分佈角只能在材料抗壓範圍內控制。若基礎底面寬度超過控制範圍,致使剛性角擴大,這時基礎會因受拉而破壞。在混凝土基礎底部配以鋼筋,利用鋼筋來承受拉力,使基礎底部能夠承受較大的彎矩。這時,基礎寬度的加大不受剛性角的限制。故有人稱牆下鋼筋混凝土條形基礎和柱下鋼筋混凝土獨立基礎爲柔性基礎(鋼筋混凝土擴展基礎)。《建築地基基礎設計規範》的第8.1.2條(P.55-56)規定,擴展基礎的構造要求應符合下列要求:?(1)錐形基礎邊緣高度,不宜小於200mm,階梯形基礎的每階高度,宜爲300-500mm;?(2)墊層厚度不宜小於70mm;墊層混凝土強度等級應C10;?(3)擴展基礎底板受力鋼筋的最小直徑不宜小於10mm;間距不宜大於200mm,也不宜小於100mm。牆下鋼筋混凝土基礎縱向分佈鋼筋的直徑不小於8mm;間距不大於300mm;每延米分佈鋼筋的面積不小於受力鋼筋面積的1/10。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不小於40mm;無墊層時不小於70mm;?(4)混凝土強度等級不應低於C20;?(5)當柱下鋼筋混凝土獨立基礎的邊長和牆下鋼筋混凝土條形基礎的寬度大於或等於2.5m時,底板受力鋼筋的長度可取邊長或寬度的0.9,並宜交錯佈置。
  鋼筋條形基礎底板在T形及十字形交接處,底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通長佈置,另一方向的橫向受力鋼筋可佈置到主要受力方向底板寬度1/4處。在拐角處底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向佈置。?3.2常見的`幾種結構體系建築物的地基基礎應用。1砌體結構建築六層或六層以下的多層民用建築和磚牆承重的輕型廠房可採用砌體條形基礎(毛石或磚);地下水位較低且具有施工經驗石,可採用剛性灰土基礎;地下水位較高或冬季施工時,宜採用鋼筋混凝土擴展基礎;在軟弱地基上,多層建築可設定筏形或淺埋板式基礎。2框架結構建築:(1)如無地下室、地基較好、荷載不大時,可選用混凝土單獨立基礎,柱機基之間可根據有關要求,考慮是否設定基礎系樑。(2)有地下室且有防水要求時,如地基較好,可選用混凝土單獨立基礎加防水板做法。防水板下宜鋪一定厚度的易壓縮材料,以減小柱基沉降的不利影響。(3)有地下室且有防水要求時,如地基較差,可選用筏形基礎(有樑或無樑)。(4)有地下室的單獨柱基礎,基礎的底面到地下室地面的距離,不宜小於1m,對於防水要求較高的地下室,宜在防水板下鋪延性較好的防水材料,或者在防水板上增設架空層。3框剪結構建築:(1)如無地下室,地基條件較好且承載較均勻時,可選用單獨柱基加基礎系樑。如地基較差或荷載較大時,爲加強基礎整體性和增加基礎底面積,可選用鋼筋混凝土十字交叉條形基礎,當條形基礎不能滿足地基承載力或變形要求時,可選用鋼筋混凝土筏形基礎。(2)有地下室,無防水要求時,也可選用單獨柱基或十字交叉形基礎。同時驗算地下室外牆的承載能力。有防水要求時,當地基較好時,可選用單獨柱基或條形基礎另加防水板做法,此時應考慮基礎沉降對防水板的不利影響而採取的相應措施(同框架結構建築)。當地基較差或條形基礎不能滿足地基承載力或變形要求時,可選用鋼筋混凝土筏形或箱形基礎。4剪力牆結構建築:無地下室或有地下室但無防水要求時,如地基較好,宜優先選用交叉條形基礎。有防水要求時,可選用箱形基礎或筏形基礎。當基礎埋置深度不小於3m時,如原無地下室,應建議甲方增設地下室,或與勘察單位研究改用樁基礎的可能性和經濟性,同時也研究設定架空層的可能性和經濟性。如地基土質較差,當採用上述各類基礎不能滿足設計要求,或經過經濟比較,天然地基造價較高時,可選用樁基礎或其他人工基礎。高層建築的地下室,如需用做停車庫、機房等要求較大空間時,也可不一定設計成箱形基礎,應優先選用筏形基礎。?