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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