建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

陳輝

摘要 ：本文作者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，供同行參考。中國(guó)論文網(wǎng) http：//www.xzbu.com/2/view-4177600.htm

關(guān)鍵詞 ：建筑基礎(chǔ) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 探討

Abstract：In this paper， the author combined with practical work experience， to the base of building structure design are discussed， for reference.

key words：building foundation； structure design； discussion

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師好比是設(shè)計(jì)一個(gè)人的骨骼，側(cè)重于建筑物的結(jié)構(gòu)安全性能，比如梁、板、柱的材料強(qiáng)度和截面尺寸等，以確保建筑物的抗震等級(jí)、承載能力等。作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員，要理解規(guī)范及規(guī)程的定義，結(jié)合其專(zhuān)業(yè)從基本構(gòu)件算起，工作中要仔細(xì)認(rèn)真、勤于思考，善于總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)。

1.淺基礎(chǔ)

1.1 按材料分類(lèi)

基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)具有承受荷載、抵抗變形和適應(yīng)環(huán)境影響的能力，即要求基礎(chǔ)具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐久性。選擇基礎(chǔ)材料，首先要滿(mǎn)足這些技術(shù)要求，并與上部結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。常用的基礎(chǔ)材料有磚、毛石、灰土、三合土、混凝土和鋼筋混凝土等。

1.1.1 磚基礎(chǔ)。磚砌體具有一定的抗壓強(qiáng)度。在地下水位以下或當(dāng)?shù)鼗脸睗駮r(shí)，應(yīng)采用水泥砂漿砌筑。磚基礎(chǔ)取材容易，應(yīng)用廣泛。

1.1.2 毛石基礎(chǔ)。毛石是指未加工的石材。毛石基礎(chǔ)應(yīng)采用未風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，禁用風(fēng)化毛石。由于毛石之間的間隙較大，如果砂漿黏結(jié)的性能較差，則不能用于多層建筑，且不宜用于地下水位以下。

1.1.3 灰土基礎(chǔ)?；彝粱A(chǔ)宜在比較干燥的土層中使用，其本身具有一定的抗凍性。在我國(guó)華北和西北地區(qū)，廣泛用于5層及5層以下的民用建筑。

1.1.4 三合土基礎(chǔ)。三合土是由石灰、砂和骨料加水混合而成。施工時(shí)，石灰、砂、骨料按體積配合比為1：2：4或1：3：6拌和均勻后，再分層夯實(shí)。三合土的強(qiáng)度較低，一般只用于4層及4層以下的民用建筑。

1.1.5 混凝土基礎(chǔ)。混凝土基礎(chǔ)的抗壓強(qiáng)度、耐久性和抗凍性都比較好，其混合強(qiáng)度等級(jí)一般為C15以上。這種基礎(chǔ)常用在荷載較大的墻柱處。

1.2 按構(gòu)造分類(lèi)

天然地基上的淺基礎(chǔ)按其構(gòu)造分有獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、柱下十字形基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)以及錨拉基礎(chǔ)等。

1.2.1 獨(dú)立基礎(chǔ)。獨(dú)立基礎(chǔ)包括柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下獨(dú)立基礎(chǔ)，它從材料性能上可以分成無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)和擴(kuò)展基礎(chǔ)。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)是指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。擴(kuò)展基礎(chǔ)是指柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。從形式上，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)又可以分為臺(tái)階式、錐式、板式以及墩式等種類(lèi)。在工程中，獨(dú)立基礎(chǔ)一般用于上部荷載不太大，而且地基承載力較高的情況。柱下獨(dú)立基礎(chǔ)是柱基礎(chǔ)的主要類(lèi)型，常用于一般框、排架柱基以及古建筑中的亭、臺(tái)、樓、閣等建筑的基礎(chǔ)。對(duì)于墻下地質(zhì)條件好、上部荷載不大的情況，為了減小土方開(kāi)挖量和節(jié)省基礎(chǔ)材料，有時(shí)往往也采用墻下獨(dú)立基礎(chǔ)的形式。這時(shí)，應(yīng)在獨(dú)立基礎(chǔ)之間放置鋼筋混凝土過(guò)梁或磚砌拱來(lái)承擔(dān)墻體所傳來(lái)的上部荷載。究竟采用無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)還是擴(kuò)展基礎(chǔ)，應(yīng)視工程實(shí)際條件而定。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)要受臺(tái)階寬高比的限制，而鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)則不受此限制，所以，同樣的荷重條件和地質(zhì)條件下，無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)埋深要大些；另外，鋼筋混凝土基礎(chǔ)的造價(jià)又要高于無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)。

1.2.2 條形基礎(chǔ)。墻下條形基礎(chǔ)廣泛用于縱橫墻交叉的建筑中。一般其材料為磚、石、混凝土等。應(yīng)該注意的是，條形基礎(chǔ)下的地基反力分布十分復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單地理解為線(xiàn)性分布，加上砌體的抗剪和抗彎能力差，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足有關(guān)的構(gòu)造要求，以增強(qiáng)抵抗不均勻沉降的能力。柱下條形基礎(chǔ)也十分常見(jiàn)，可理解為將一排柱子的獨(dú)立基礎(chǔ)聯(lián)合在一起便形成柱下條形基礎(chǔ)，它具有較大的剛度以及調(diào)整地基變形的能力。這種基礎(chǔ)通常用于軟弱地基、不均勻地基和填土地基上的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，對(duì)上部柱子傳來(lái)的荷載能起到一定的分布和調(diào)整作用。

1.2.3 柱下十字形基礎(chǔ)。柱下十字形基礎(chǔ)增強(qiáng)了整個(gè)建筑物的剛度，其調(diào)整不均勻沉降的能力較之柱下條形基礎(chǔ)有進(jìn)一步的增強(qiáng)，而且有時(shí)還能跨越地基中可能出現(xiàn)的溶洞、暗塘。目前，國(guó)內(nèi)外多、高層結(jié)構(gòu)常采用這種形式的基礎(chǔ)。

1.2.4 筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)整體性強(qiáng)，能減少不均勻沉降。應(yīng)用時(shí)，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件基本均勻和土質(zhì)較軟弱時(shí)，不僅能減少土方開(kāi)挖量，而且還能減少基底附加壓力，效果很好。所以，在實(shí)際工程中，它廣泛用于多層和高層建筑、水池、油庫(kù)、油罐以及大型儲(chǔ)液結(jié)構(gòu)物等建筑中。

1.2.5 箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)具有很大的整體剛度，能減小不均勻沉降。箱形基礎(chǔ)還具有“補(bǔ)償性設(shè)計(jì)”的優(yōu)點(diǎn)，能減小地基的基底附加壓力和沉降，且其形成的地下室可作人防、空洞、車(chē)庫(kù)等許多建筑功能使用。另外，箱形基礎(chǔ)抗震性能很好，可以有效地減少震害。所以，在高層建筑中應(yīng)用極為廣泛。箱形基礎(chǔ)有用鋼量大、造價(jià)高、施工周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，不能盲目采用。實(shí)際情況中，盡量做到經(jīng)濟(jì)、合理。只有在上述情況不能或不必滿(mǎn)足時(shí)，才考慮采用深基礎(chǔ)的形式，以避免過(guò)多的浪費(fèi)。此外，還有一些特殊用途的基礎(chǔ)，如專(zhuān)門(mén)用于高聳結(jié)構(gòu)中的錨拉基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)等，也有其專(zhuān)門(mén)的適用范圍。

2.深基礎(chǔ)

2.1 樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)由若干根樁和承臺(tái)兩個(gè)部分組成。樁是全部或部分埋入地基土中的鋼筋混凝土柱體。承臺(tái)是框架柱下的錨固端，使得上部結(jié)構(gòu)荷載可以向下傳遞。同時(shí)，它又將全部樁頂箍住，把上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞給各樁，使其共同承受外力。在建筑結(jié)構(gòu)中，樁基礎(chǔ)多用于以下情況：

2.1.1 荷載較大，地基上部土層較弱，適宜的地基持力層位置較深，采用淺基礎(chǔ)或人工地基在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上不合理。

2.1.2 當(dāng)高層建筑荷載較大，箱形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)不能滿(mǎn)足沉降變形、承載能力要求時(shí)，往往采用樁-箱基礎(chǔ)、樁-筏基礎(chǔ)的形式。對(duì)于樁-箱基礎(chǔ)，宜將樁布置在墻下；對(duì)于帶梁的樁-筏基礎(chǔ)，宜將樁布置在梁下；這種布樁方法對(duì)箱、筏底板的抗沖切、抗剪十分有利，可以減小箱基或筏基的底板厚度。

2.2 地下連續(xù)墻深基礎(chǔ)

地下連續(xù)墻的嵌固深度由基坑支擋計(jì)算和使用功能相結(jié)合決定。寬度往往由其強(qiáng)度、剛度要求決定，與基坑深淺和側(cè)壁土質(zhì)有關(guān)。地下連續(xù)墻可以穿過(guò)各種土層進(jìn)入基巖，有地下水時(shí)無(wú)須采取降低地下水位的措施。用它作為建筑物的深基礎(chǔ)時(shí)，可以地下、地上同時(shí)施工，尤其在工期緊張的情況下，為采用“逆作法”施工提供了可能。目前，在橋梁基礎(chǔ)、高層建筑箱基、地下車(chē)庫(kù)、地鐵車(chē)站、碼頭等工程中，都有實(shí)用成功的實(shí)例。它既是地下工程施工時(shí)的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，又是永久建筑物的地下結(jié)構(gòu)部分。

3.結(jié)束語(yǔ)

基礎(chǔ)應(yīng)埋入地下一定深度，進(jìn)入較好的地層。一般將基礎(chǔ)底面到室外設(shè)計(jì)地面的距離，稱(chēng)為埋置深度，簡(jiǎn)稱(chēng)基礎(chǔ)埋深。通常把埋置深度不大，只需經(jīng)過(guò)挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起來(lái)的基礎(chǔ)，稱(chēng)作淺基礎(chǔ)。若淺層土質(zhì)不良，須將基礎(chǔ)埋置于較深的良好土層中，并需借助特殊施工方法建造的基礎(chǔ)，稱(chēng)為深基礎(chǔ)。此外，還有深淺結(jié)合的基礎(chǔ)，如樁-筏基礎(chǔ)、樁-箱基礎(chǔ)等?；A(chǔ)工程為隱蔽工程，一旦失事，損失巨大，補(bǔ)救十分困難，因此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在土木工程中占有十分重要的位置。

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