韓雪 趙琳琳

引言：在建筑工程中，獨立地基是構(gòu)建結(jié)構(gòu)安全的重要部分，也是使用最為普遍的一種地基形式，本文從天然地基基礎(chǔ)設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析并且詳細(xì)的分析了天然地基基礎(chǔ)設(shè)計的方法。

一、天然地基獨立基礎(chǔ)設(shè)計簡介

獨立基礎(chǔ)設(shè)計作為一種實用性很強(qiáng)的基礎(chǔ)設(shè)計，以其簡單、配筋量少得到了許多建筑工程的青睞，獨立基礎(chǔ)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)是高層建筑框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)柱柱下的基礎(chǔ)，與基地土壓力的分布與擴(kuò)展在其作用下，狀態(tài)會發(fā)生改變。

在力的作用下使擴(kuò)展部分的剛度增大，此時分布是均勻的，相反，當(dāng)擴(kuò)展部分剛度減小時，擾曲現(xiàn)象就會出現(xiàn)在擴(kuò)展部分，這時候，土的特性就會決定基地土壓力的分布，在土較軟的情況時，分布不是區(qū)線的，這樣的分布是不安全的，由于在建筑物中，框架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)是不一樣的，所以在設(shè)計的時候，要考慮到各個柱基基底受壓是否一致，保證受力均勻，從而保證建筑物的質(zhì)量安全。

在獨立基礎(chǔ)中，包含的形式有現(xiàn)澆柱錐形基礎(chǔ)、預(yù)制柱杯形基礎(chǔ)、高杯口基礎(chǔ)。這些結(jié)構(gòu)對于墊層的厚度、寬度、強(qiáng)度都是有一定的要求，而且底板尺寸、配筋、基礎(chǔ)與柱連接等機(jī)構(gòu)附件都是有要求的。從基礎(chǔ)設(shè)計計算方面來說，是在上部結(jié)構(gòu)承載力不變的情況下，修正后的地基承載力的值決定基礎(chǔ)底面積；基礎(chǔ)變階處的高度由其受沖承載力的值確定；抗彎計算后，可以計算出基礎(chǔ)底板的配筋。對于基礎(chǔ)高度方面，沖切可以驗算基礎(chǔ)高度，驗算沖切要是基礎(chǔ)的底面全部落在四十五度的沖切破壞椎體底邊之內(nèi)，這樣才能準(zhǔn)確計算出基礎(chǔ)高度。

二、天然地基獨立基礎(chǔ)設(shè)計步驟

建筑物的上部結(jié)構(gòu)是指地表面之上的結(jié)構(gòu)，地表以下的結(jié)構(gòu)稱作基礎(chǔ)，地基是支撐基礎(chǔ)的土層，在未加工的土層構(gòu)建地基，就叫做天然地基

2.1建筑基礎(chǔ)所用的材料及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式

建筑基礎(chǔ)所用的材料以及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)形式，是有上部結(jié)構(gòu)本身的性質(zhì)、地質(zhì)狀態(tài)、施工條件來決定的，材料的選擇按照剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)的不同，選擇也是不同的，剛性材料是磚石、毛石、三合灰等材料構(gòu)成的，如果剛性基礎(chǔ)不能滿足建筑結(jié)構(gòu)的需求時，就要改用柔性基礎(chǔ)，也叫鋼筋混凝土基礎(chǔ)。根據(jù)天然地基深埋的不同，可以分為深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)，深基礎(chǔ)包括深井和樁基礎(chǔ)2種，淺基礎(chǔ)包括獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、閥板基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)及殼體基礎(chǔ)。

2.2基礎(chǔ)的埋置深度

2.2.1建筑物的用途及荷載大小和性質(zhì)

通常建筑物在選擇基礎(chǔ)形式時，是根據(jù)建筑物所需要的某種功能決定著，例如設(shè)置地下室說是設(shè)備層、半埋式結(jié)構(gòu)物、或是要設(shè)置地下某種基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)時，要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的需要選擇不同的基礎(chǔ)埋置。

高層建筑在土質(zhì)基礎(chǔ)上，只有基礎(chǔ)滿足豎向承載大、承受風(fēng)力和抗震力基礎(chǔ)上，隨著高度的增加穩(wěn)定性才能增加。高層建筑在巖石基礎(chǔ)上，深埋要滿足抗滑的要求，因為高層建筑依靠基礎(chǔ)側(cè)面土體承載水平荷載。對于輸電塔來說，是屬于受上拔力的基礎(chǔ)，只有較大的深埋才能滿足其所需的抗拔力。對于煙囪、水塔和筒體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)深埋來說，深埋基礎(chǔ)一定要滿足其抗傾覆穩(wěn)定性的要求。還有像是冷藏庫或是高溫爐窖等建筑進(jìn)行基礎(chǔ)深埋時，一定要考慮基土凍脹或是干縮上面的影響。

2.2.2工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

基礎(chǔ)深埋必須考慮地下水文情況，假如底面低于潛水面，就要采取基坑排水、坑壁維護(hù)等措施，還要對可能出現(xiàn)的情況進(jìn)行提前的預(yù)防工作，例如涌土、流沙現(xiàn)象、地下水的腐蝕作用等，地下水質(zhì)監(jiān)測工作沒有做好，會對上層結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響。

2.2.3相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深

在原有的基礎(chǔ)或是原有基礎(chǔ)的附近修建新的基礎(chǔ)時，深埋的基礎(chǔ)不能超過舊基礎(chǔ)，新舊基礎(chǔ)要保持一定的距離，要滿足新基礎(chǔ)承載和地基土質(zhì)不小于原有基礎(chǔ)底面高差的一至二倍，如果不能保證這一標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該采取一定的措施，保護(hù)臨近的建筑物的安全。

2.2.4地基土凍脹和融陷的影響

凍土在冬天凍結(jié)，夏天暖動，當(dāng)結(jié)冰前含水量較高，而且凍結(jié)深度不到一點五至二米時，就會出現(xiàn)凍脹，凍脹力如果大于基礎(chǔ)承載力，基礎(chǔ)就會被抬起來，到土層解凍融陷時，建筑物就會出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象，會導(dǎo)致建筑物開裂。

2.3地基土的承載力驗算

在確定完基礎(chǔ)類型和基礎(chǔ)深度之后，根據(jù)建筑物基礎(chǔ)底層尺寸，計算地基持力層承載力。如果說持力層的圖層存在于地基受力層中，也叫軟弱下臥層，就要計算軟弱下臥層的承載力。加入不知道基礎(chǔ)尺寸的大小，依據(jù)外荷承載力合地基承載力進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計。

2.4驗算基礎(chǔ)沉降

房屋建在軟土地基上面時，要考慮基土的強(qiáng)度和變形，變形在地基的荷載作用下，會發(fā)生均勻或是不均勻的沉降，如果變形過大，對于建筑物的整體安全會有嚴(yán)重的影響，要想避免變形引起的不均勻沉降，在進(jìn)行地基承載力的計算時，一定要滿足地基變形的相關(guān)規(guī)定，計算一定要精準(zhǔn)，只有保證計算的準(zhǔn)確，才能保證施工時的質(zhì)量。

2.5地基穩(wěn)定驗算

在一些建筑物的獨立基礎(chǔ)中，由于承受較大的水平荷載或是偏離重心的荷載時，或?qū)е禄孛娴幕瑒?、傾覆。舉一個例子來說，建立一九一四年的加拿大特郎斯康谷倉，就是因為沒有了解基礎(chǔ)下面有厚達(dá)十六米的軟質(zhì)土層，迅速加載，超過了地基的極限承載力，使建筑物失去穩(wěn)定，地基發(fā)生整體滑動破壞。如果地基土層本身傾斜，則更易發(fā)生整體滑動破壞。對于高層建筑或是在斜坡上建造的建筑物來說，經(jīng)常受到水平荷載力的作用，對于穩(wěn)定性的要求也是較高，作為設(shè)計者，在進(jìn)行設(shè)計時，對于地基的穩(wěn)定性一定要進(jìn)行嚴(yán)格的考察和計算，通過反復(fù)的計算研究，將施工可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行提前的預(yù)防，如果施工出現(xiàn)問題，也要及時合理的解決，要對設(shè)計中的技術(shù)要點予以高度重視，確保施工質(zhì)量，保障建筑安全。

三、結(jié)語

通過本文分析，我們可以看出，獨立地基設(shè)計需要精準(zhǔn)的計算，作為獨立基礎(chǔ)設(shè)計人員，在進(jìn)行設(shè)計的時候，一定要從建筑工程主體出發(fā)，結(jié)合土質(zhì)水體的實際檢測進(jìn)行設(shè)計工作，作為一項復(fù)雜難度高的工作，設(shè)計人員必須要具備高水平、高素質(zhì)的專業(yè)知識和工作經(jīng)驗，而且要順應(yīng)社會的發(fā)展變化，不斷的進(jìn)行改革創(chuàng)新，采用新技術(shù)、新設(shè)備，不僅可以提高計算的準(zhǔn)確性，最主要是用短而有效的工作效率提高建筑的整體質(zhì)量，因此，只有不斷的探索研究，才能保證獨立地基的不斷完善和發(fā)展。

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