1、浅析地基基础分类摘 要:分析基础的分类及基础的处理方法,最后浅论柱下独立基础的简化计算方法。 关键词:地基处理换填垫层法强夯法独立基础 中图分类号:TU47 文献标识码: A 文章编号: 引言 基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。
2、在初步计算时,最好先计算房屋结构的大致重量,并假设它均匀的分布在全部面积上,从而等到平均的荷载值,可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于 4 倍的平均荷载值,则用单独基础可能比伐形基础更经济。 一、地基的处理方法 在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。 地基处理设计时,应考虑上部结构,基础和地基的共同作用,必要时应采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。 常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、
3、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法等。现在我就经常用到的换填垫层法和强夯法分析比较: 1、换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。 2、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆
4、载预压法和垂直排水法使用。在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。 二、基础的设计 房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,选择经济合理的基础型式。 砌体结构优先采用刚性条形基础,如 Cl5 素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等,当基础宽度大于 2.5m 时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。 多层内框架结构,如地基土较差时,中柱宜选用柱下钢筋混凝土独立基础。 如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求,又不宜采用桩基或人工地基时,可采用筏板基础(有梁或无
5、梁) 。 框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀,可采用箱形基础;柱网不均匀时,可采用筏板基础。 现在我就多层框架结构经常采用柱下独立基础进行设计的讨论 三、工程实例 1、工程概况 本工程为抚顺安信化学有限责任公司研发中心楼新建工程,层数为二层,层高为 3.60 米,总建筑高度 7.20 米,建筑物长为 40.500m,宽为13.200m。建筑耐久等级为级,耐火等级为级,抗震设防烈度为 7 度。附底层柱、墙最大组合内力简图。 2、地质条 本工程0.000 标高相当于绝对标高 84.000 米,场地内地层自上而下依次为:杂填土,厚度:自然地面0.5m。圆砾厚度:0
6、.5m1.80M,fk=260KPa 3、基础选择原则应根据建筑物的使用要求,上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。 因此本工程经过综合考虑采用柱下独立基础。 4、设计过程 基础设计选择中柱 KZ1 进行设计,采用柱下独基。基础混凝土等级用 C30,垫层混凝土等级 C10,钢筋采用一二级。再根据地质资料,基础坐在承载力特征值为 260Kpa 的圆砾层上。初步确定 d=1200mm,按规范阶形基础每阶高度宜为 300500mm,取为 400mm。基础计算简图如下图: 1KZ1 基础设计计算 经过比较计算用于设计 KZ1 的内力组合值为 Nmax=1140.
7、2KN ,M=47.3KMm,V=1.2KN。 预估地基承载力设计值时,先不考虑宽度修正,查表 e 或 IL 大于等于 0.85 的粘性土,d=1.0,则 fa=fak+dm(d-0.5)=260+1.020(1.2-0.5)=274.0KPa 底面面积 A 初步确定基础的底面尺寸为 b=2.8m,l=2.2m,A=6.16m2。 如下图: 2 验算荷载偏心距 e 基底处的总竖向力:F+G=1140.2+252.82.21.2=1325.0KN 基底处的总力矩:M=47.3+1.21.2=48.7KMm 偏心距:e=48.7/1325=0.036m (Fl 故该基础高度满足受冲切承载力要求。
8、6 基础底面配筋计算 如上图,沿基础长边方向,对柱边截面 1-1 处的弯矩 M1 为 =87.6kNm 故基础的长边方向应按 A1 配筋,选配 12200,As=565mm2。 变阶处截面 22 的弯矩 M2 为 =137.5kNm 故基础的短边方向应按 Aa 配筋,选配 12150,实有 As=754mm2。 7 结束语 (1)基础设计关键是上部荷载的准确性,上部荷载准确性的关键是结构选型,即结构计算模型和软件计算模型的拟合程度。象纯砖混、剪力墙、框架等拟合程度,导荷准确,可直接用基础设计。如果混合结构、复杂结构等导荷准确性与实际差别很大的话,那这个设计就完了。 (2)结构设计使用用任何软件进行上部结构计算都可以,在于每个人的设计习惯。而其他结构必须用两种以上软件进行上部结构计算,对结果进行分析,手算综合确定上部荷载。 (3)基础设计软件核心简单,荷载相同,各种软件的计算结果相同。参考文献: 1建筑地基基础设计规范GBJ-7-89 2建筑地基基础勘察设计规范DBJ13-17-91 3软土地基与地下工程孙更生、郑大同 4建筑桩基技术规范 JGJ94-94 5建筑地基处理技术规范 GBJ79-91 6基础工程设计原理袁聚云