地基基礎(chǔ)設(shè)計與選擇初探

溫 浩

基礎(chǔ)是建筑物以及構(gòu)筑物的主要承重部分，所以基礎(chǔ)的設(shè)計和選擇是非常重要的。房屋基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎(chǔ)情況、施工條件和材料供應(yīng)以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)形式。

常見的基礎(chǔ)形式有獨(dú)立基礎(chǔ)，條形基礎(chǔ)，筏形基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)。不同的基礎(chǔ)組合使用以達(dá)到設(shè)計要求。砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用剛性條形基礎(chǔ)，如灰土條形基礎(chǔ)、C15素混凝土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)和四合土條形基礎(chǔ)等，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2.5 m時，可采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)即柔性基礎(chǔ)。多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，如地基土較差時，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，中柱宜用鋼筋混凝土柱?？蚣芙Y(jié)構(gòu)、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨(dú)柱基，在抗震設(shè)防區(qū)可按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》第6.1.11條設(shè)柱基拉梁。無地下室、地基較差、荷載較大為增強(qiáng)整體性，減少不均勻沉降，可采用十字交叉梁條形基礎(chǔ)。如采用上述基礎(chǔ)不能滿足地基基礎(chǔ)強(qiáng)度和變形要求，又不宜采用樁基或人工地基時，可采用筏板基礎(chǔ)(有梁或無梁)。框架結(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對不均勻沉降要求嚴(yán)、防水要求高、柱網(wǎng)較均勻，可采用箱形基礎(chǔ);柱網(wǎng)不均勻時，可采用筏板基礎(chǔ)。有地下室，無防水要求，柱網(wǎng)、荷載較均勻、地基較好，可采用獨(dú)立柱基，抗震設(shè)防區(qū)加柱基拉梁，或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)上的柱荷

載不大、柱網(wǎng)較小且均勻，可采用板式筏形基礎(chǔ)。當(dāng)柱荷載不同、柱距較大時，宜采用梁板式筏基。無論采用何種基礎(chǔ)都要處理好基礎(chǔ)底板與地下室外墻的連接節(jié)點(diǎn)。框剪結(jié)構(gòu)無地下室、地基較好、荷載較均勻，可選用單獨(dú)柱基，墻下條基，抗震設(shè)防地區(qū)柱基下設(shè)拉梁并與墻下條基連接在一起。無地下室，地基較差，荷載較大，柱下可選用交叉條形基礎(chǔ)并與墻下條基連接在一起，以加強(qiáng)整體性，如還不能滿足地基承載力或變形要求，可采用筏板基礎(chǔ)。剪力墻結(jié)構(gòu)無地下室或有地下室，無防水要求，地基較好，宜選用交叉條形基礎(chǔ)。當(dāng)有防水要求時，可選用筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。高層建筑一般都設(shè)有地下室，可采用筏板基礎(chǔ);如地下室設(shè)置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時，采用箱形基礎(chǔ)。

當(dāng)?shù)鼗^差，為滿足地基強(qiáng)度和沉降要求，可采用樁基或人工處理地基。多棟高樓與裙房在地基較好(如卵石層等)、沉降差較小、基礎(chǔ)底標(biāo)高相等時基礎(chǔ)可不分縫(沉降縫)。當(dāng)?shù)鼗话?，通過計算或采取措施(如高層設(shè)混凝土樁等)控制高層和裙房間的沉降差，則高層和裙房基礎(chǔ)也可不設(shè)縫，建在同一筏基上。施工時可設(shè)后澆帶以調(diào)整高層與裙房的初期沉降差。當(dāng)高層與裙房或地下車庫基礎(chǔ)為整塊筏板鋼筋混凝土基礎(chǔ)時，在高層基礎(chǔ)附近的裙房或地下車庫基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)后澆帶，以調(diào)整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。

基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)實際是作為一個整體作用在地基上，現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)計的一些做法往往不考慮上部的影響，結(jié)構(gòu)上部傳下的荷載作用在基礎(chǔ)頂面上，基礎(chǔ)置于地基上進(jìn)行基礎(chǔ)受力計算。一定要注意復(fù)合地基與群樁受力的本質(zhì)區(qū)別，復(fù)合地基樁土作為一個整體共同受力，為調(diào)整樁和土的剛度，其上往往鋪設(shè)300 mm厚的褥墊層，褥墊層不能太薄，還有一點(diǎn)大家要注意，如果處理后的地基承載力偏高，在這種情況下褥墊層厚度也不宜過厚，防止褥墊層的承載力不足，當(dāng)褥墊層較薄時褥墊層受力狀態(tài)較好，可不考慮褥墊層的承載力問題，其豎向抗壓強(qiáng)度是很高的，當(dāng)褥墊層厚度較大時，要考慮褥墊層的承載力是否滿足要求。一些工程采用的筏板下均布樁基，而樁基沒有好的樁端持力層，也就是樁的豎向剛度太小，這種情況下再按樁基進(jìn)行計算就會與實際情況偏差較大，樁的豎向剛度偏小，樁頂就不能對基礎(chǔ)起到有效的支撐作用，有些設(shè)計人員在這種情況下在群樁頂鋪設(shè)一定厚度的褥墊層，這種做法也可以，通過褥墊層的調(diào)節(jié)使樁土共同承擔(dān)上部荷載，要注意樁間土如果有可能存在二次固結(jié)沉降時，不宜采用此做法。樁基基礎(chǔ)布樁時樁盡量布在豎向承重構(gòu)件下，這樣傳力最直接，基礎(chǔ)受力最小;當(dāng)?shù)叵率一炷镣鈮Φ耐梁惶蠲軐嵑螅麄€樓座的一部分豎向荷載通過外墻與土的摩擦力傳給四周土，需要的情況下可考慮其有利作用;還有一種情況要引起大家的注意，有地下室的墻下單排布樁的情況，特別是樁上部樁周土比較軟弱時，擋土墻的下部不能按完全固結(jié)考慮。

下面再談?wù)勱P(guān)于有地下水時基礎(chǔ)的受力情況，帶地下室樓座的基礎(chǔ)筏板有向上的水壓力時，基底反力由兩部分組成，一部分為均布的水壓力，另一部分為土壓力，土壓力按彈性地基梁板的受力模式，當(dāng)水壓力越大，基礎(chǔ)受力越接近倒樓蓋的受力模式，基礎(chǔ)設(shè)計時要注意這種情況;對于獨(dú)立基礎(chǔ)帶防水底板有地下水時對獨(dú)立基礎(chǔ)處配筋計算問題，有些人直接按正常的獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行計算，當(dāng)水壓力大于防水底板加其上覆土重時，未考慮防水底板向上的水壓力對獨(dú)基的影響，顯然計算結(jié)果有偏差，有人按倒樓蓋無梁樓蓋加柱帽(即獨(dú)基)的形式進(jìn)行計算，如果水浮力略小于基底總壓力時，獨(dú)基底以及防水底板底的反力接近均布，此情況按倒樓蓋計算比較符合實際情況，如果水浮力小于基底總壓力較多時，獨(dú)基下的底反力包括兩部分，一部分為水壓力，另一部分為土壓力(根據(jù)水壓力的大小獨(dú)基的四周一定范圍內(nèi)會只有水壓力，沒有土壓力)，而防水底板處只有水壓力，基礎(chǔ)以及防水底板底部底反力是不均布的，計算時要考慮這些因素。還有我覺得基礎(chǔ)規(guī)范中的一點(diǎn)應(yīng)進(jìn)一步明確，GB 50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范5.2.1-2條在偏心荷載作用下 Pkmax≤1.2fa，我考慮在偏心荷載作用下地基承載力特征值之所以提高，是考慮到偏心荷載往往是短期作用的荷載，所以地基承載力特征值可適當(dāng)放大，但是當(dāng)這種偏心荷載為長期存在的一種荷載時，地基承載力特征值不宜放大。

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