摘要:随着改革开放和经济建设的高速发展,各种类型的建筑拔地而起,如雨后春竹,建筑种类之多,建设速度之快都是人类历史前所未有,基础是一个建筑物的根基,然而由于建筑物场地各异,建筑高度不同等因素影响,对基础也提出了更高的要求,在设计师的努力下,各种类型的基础也应运而生,以满足当前建筑物的需要,基础种类的选用既影响的建筑结构的稳定,也关系到工程进度和造价。
关键词:独立基础 条形基础 筏板基础 箱型基础 管桩
1建筑物分上部结构和下部机构(基础),基础又分为浅基础和深基础。
1.1一般埋深小于5m的为浅基础,大于5m的为深基础
1.2也可以按造施工方法划分,用普通基坑开挖和敞坑排水方法修建的基础为浅基础(如:砖混结构墙基础,高层建筑箱形基础)。用特殊施工方法将基础埋植于深层地基中的基础称为深基础(如:桩基础、沉井、地下连续墙等)
2.1常见浅基础:独立基础
概念: 当建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时,基础常采用方行或矩形的独立式基础,这类基础称为独立基础.也称单独基础,是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础。一般是指结构柱基,高烟囱,水塔基础等的形式。的为独立基础。分阶形基础;坡形基础;杯形基础3种。
特点:长宽比在3倍以内且底面积在20平方米以内方形,结构简单,造价低,可以根据上部荷载的需要进行尺寸大小的调整。
适用范围:常用于荷载低的轻钢厂房、水塔、多层住宅、小高层住宅、机器设备基础等,应用十分普遍。
2.2常见浅基础:条形基础
概念:是基础长度远远大于宽度的一种基础形式。按上部结构分为墙下条形基础和柱下条形基础。
特点:基础的长度大于或等于10倍基础的宽度。条形基础布置在一条轴线上且与两条以上轴线相交,有时也和独立基础相连,但截面尺寸与配筋不尽相同。 横向配筋为主要受力钢筋,纵向配筋为次要受力钢筋或者是分布钢筋。主要受力钢筋布置在下面。结构简单,造价低,也可根据上部荷载调整基础宽度。
适用范围:多应用于多层建筑,沿着墙下分布,地基土质好的情况下最为适用。
2.3常见浅基础:筏板基础
概念:用钢筋混凝土做成连续整片基础,熟称“满堂红”。 一般说来地基承载力不均匀或者地基软弱的时候用笩板型基础。而且笩板型基础埋深比较浅,甚至可以做不埋深式基础。
特点:由底板、梁等整体组成。建筑物荷载较大,地基承载力较弱,常采用砼底板,承受建筑物荷载,形成筏基,其整体性好,能很好的抵抗地基不均匀沉降。基础面积大,节省构造板,造价较高。可根据荷载调整厚度,荷载大时配合着桩基础使用组成桩筏基础。
适用范围:地基不好的多层、高层建筑,带有地下室的多层、高层建筑。
2.4常见浅基础:箱型基础
概念:由钢筋混凝土底板、顶板和。箱形基础是由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的,形成中空箱体的整体结构,共同来承受上部结构的荷载。
特点:箱形基础整体空间刚度大,对抵抗地基的不均匀沉降有利,混凝土用量大易出现裂缝,造价高,当基础的中空部分尺寸较大时,可用作地下室、人防、停车场等。适用范围:一般适用于高层建筑、大型设备基础、地下车站或在软弱地基上造的上部荷载较大的建筑物。
随着建筑结构的复杂化,建筑高度的不断刷新,浅基础已经那以满足承载力需求,桩基就成了最佳选择,应用范围也更加广泛。
3.1常见管桩:长螺旋钻孔灌注桩
施工工艺:
① 长螺旋钻孔灌注桩机的螺旋桩管旋转钻进,至设计深度;
② 成孔后,螺旋桩管不拔出,将搅拌好的混凝土料经翻斗车水平运输,经料斗垂直运输,从螺旋桩管顶部的储料仓,通过螺旋桩管内的送料通道向孔底输送;
③ 混凝土从螺旋钻头上的出料口后门流出,同时逐步拔管成桩。
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④ 成桩后立即吊放钢筋笼,在钢筋笼内套上振动棒将钢筋笼深度范围内的混凝土振捣密实。
优点:
① 施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移,因此对环境和周边建筑物危害小;
② 对于桩穿透的图层可以在空中作原位测试,以检测土层的性质
③ 扩底钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力;
④ 该桩适用于粘性土,粉土,填土等各种土质,能在有缩径的软土、流沙层、沙卵石层、有地下水等复杂地质条件下成桩。更可以嵌入基岩,这是别的桩型很难做到的;
缺点:
① 钻孔灌注桩在施工中,影响成桩质量的因素较多,质量不够稳定,有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象;
② 桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化,且又在较大程度上受施工操作影响;
③ 因为钻孔灌注桩的承载力高,所以进行常规的静载试验一般难以测定其极限荷载,对于各种工艺条件下的桩受力,变形及破坏机理现在尚未完全被人们掌握。设计理论有待进一步完善。
④ 施工时会造成施工现场的环境凌乱,桩头要预留出一部分,会照成混凝土的浪费。
3.2常见管桩:人工挖孔桩
施工工艺:放线定桩位及高程 → 开挖第一节桩孔土方 → 支护壁模板放附加钢筋 → 浇筑第一节护壁混凝土 →开挖吊运第二节桩孔土方(修边) → 先拆第一节支第二节护壁模板(放附加钢筋) → 浇第二节护壁混凝土 → 逐层往下循环作业 → 开挖扩底部分 → 检查验收 → 吊放钢筋笼 → 放混凝土溜筒(导管) → 浇筑桩身混凝土(随浇随振) → 插桩顶钢筋
优点:
① 人工挖孔桩具有机具设备简单,施工操作方便,占用场地小,无泥浆派排出,对周围环境及建筑物影响小,施工质量可靠;
② 扩底挖孔桩可抵抗很大的上拔力;
③ 其抗震性能好,沉降量小,能减少不均匀沉降;
④ 单桩承载力高,桩径一般为0.8—2.4米,一般均为单桩承载,桩数远远少于群桩;
⑤ 可全面展开施工,缩短工期,造价低且不需要另做承台。
缺点:
① 挖孔中劳动强度较大,单桩施工速度较慢,尤其是安全性较差;
② 建筑层数少,荷载小的建筑不适宜使用,适用面窄,桩长不宜过长;
③ 开挖时,如果遇到细砂、粉砂层地质时,再加上地下水的作用,极易形成流砂,严重时发生井漏,造成质量和安全事故。地下水位高的场地,特别是海边回填场地不适宜。
3.3常见管桩:CFG桩
概念:是水泥粉煤灰碎石桩的简称。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成的高粘结强度桩。
优点:粘结强度桩是复合地基的代表,多用于高层和超高层建筑中。CFG桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称(即cement fIying-ash gravel pile)。它是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌和形成的高粘结强度桩,和桩间土、褥垫层一起形成复合地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接,无论桩端落在一般土层还是坚硬土层,均可保证桩间土始终参与工作。由于桩体的强度和模量比桩间土大,在荷载作用下,桩顶应力比桩间土表面应力大。桩可将承受的荷载向较深的土层中传递并相应减少了桩间土承担的荷载。这样,由于桩的作用使复合地基承载力提高,变形减小,再加上CFG桩不配筋,桩体利用工业废料粉煤灰作为掺和料,大大降低了工程造价。
结束语
合理选择基础形式,既保证了建筑物的安全稳定,也更有效的节约成本和缩短工期,相信随着科技的进步,市场的需求,会有更加有效可靠基础类型的出现。
参考文献:
[1]国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2011 北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2]国家标准《砌体结构设计规范》GB50003-2012北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3] 国家标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008北京:中国建筑工业出版社,2008.
论文作者:李玉进1,孟令梁2
论文发表刊物:《基层建设》2016年17期
论文发表时间:2016/11/29
标签:基础论文; 荷载论文; 地基论文; 钢筋论文; 建筑物论文; 结构论文; 混凝土论文; 《基层建设》2016年17期论文;