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摘要:房屋建筑地基基础设计一般包括基础设计和地基处理,地基设计的合理与否关系到建筑的基础的选型、造价、整体稳定性。地基基础设计工作的好坏会直接影响到整个工程的质量,因此建筑企业要对地基基础设计工作引起足够的重视。
关键词:基础形式;基础设计
1 基础设计的主要依据和基本条件
1.1 主要依据概述
在建筑的地基基础设计过程中,必须根据建筑物的用途和设计等级、建筑布置和上部结构类型,充分考虑建筑场地和地基岩土条件,结合施工条件以及工期、造价等各方面的要求,合理选择地基基础方案。常见的地基基础方案有:天然地基或人工地基上的浅基础;深基础。(独立基础、条形基础、梁筏基础等)。深浅结合的基础(如桩一筏基础等)。综上所述的各种因素,再结合工程设计的造价的总体规划和分析,对地基基础进行全面的科学准确的评估,从而得出地基设计的基本数据。我国执行《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011,图集有《16G101-3》以及各地的一些地方标准规范。
1.2 地基基础设计的基本条件
(1)作用于地基上的荷载效应(基底压应力)不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值,保证建筑物不因地基承载力不足造成整体破坏或影响正常使用,具有足够防止整体破坏的安全储备;(2)基础沉降不得超过地基变形容许值,保证建筑物不因地基变形而损坏或影响其正常使用;(3)挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。
2 基础类型的选择和设计
如果要做好基础设计应不仅考虑到当地工程地质和水文地质条件,还要考虑到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多方面因素,进而选择出经济合理的基础形式。基础形式主要有:无筋扩展基础、扩展基础、条形基础、高层建筑筏形基础、桩基础、岩石锚杆基础。
(1)砌体结构优先采用钢性条形基础,例如墙下条形基础、毛石混凝土条形基础等。在基础宽度大于250厘米的时候,应采用钢筋混凝土扩展基础,也就是柔性基础。多层框架结构,无地下室、地基较差、荷载过大的情况时,为了增强整体性需要减少不均匀沉降,这时需采用十字交叉梁条形基础。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在此基础上还不能满足地基基础强度和变形要求,还可以考虑用桩基。
(2)有地下室,无防水要求,柱网、荷载较均匀,地基较好的条件下,应选用独立柱基,抗震设防区加柱基拉梁,或使用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。相反,在无地下室,地基较差,荷载较大的条件下,柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起,以加强整体性,若还不能满足地基承载力或变形要求,可采用筏板基础。另外多层剪力墙结构不论无地下室或有地下室,无防水要求,地基较好,都宜选用交叉条形基础。
(3)有地下室,有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室,可采用筏板基础。当地基较差,为满足地基强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基。无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基、墙下条基,抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。
3 基础方案选择的重要性
建筑基础设计的合理布置与安排及选型一直是整个建筑结构的关键所在。就算在是同一种场地地基,在基础设计形式上可供选择的余地也是非常大。一般而言,建筑工程造价与施工难度直接与建筑基础所选基础形式有着密不可分的关系。所以说呢,当我们对于基础形式的选择,应以多层次、全方位、综合性考量考核监测为基础,对最佳目标做出最科学的选择。通常情况下,若天然地基满足设计要求的情况下,优先采用天然地基方案。一般在进行建筑结构设计时,通常会将地质等环境条件分离开来分别考虑及进行分析。但是由于此种方案在现实执行的过程中存在很多的缺陷,就算是我们通过计算获得的基础沉降量以及基底应力与实际测量值之间存在的差异也是很大的。因此,在对基础布局及形式予以选择的时候,不能将基础问题与上部结构形式分离开来进行分析考量。以二者间相互联系的关系入手,在进行结构设计的时候,应该将这些因素考虑进去进行精确的考量,以免产生不必要的误差和障碍,保证工作的顺利的进行。
4 基础设计的主要内容及步骤
(1)根据地勘报告详勘中提供的可用持力层、地理环境(冻深)、地基处理方式、地下室等确定基础埋深;(2)用荷载效应的标准组合作地基承载力计算,确定基础底板面积(长、宽);(3)用荷载效应的基本组合计算地基净反力作底板抗弯承载力计算、抗剪承载力计算、抗冲切承载力计算确定基础的高、及配筋;(4)按规定必要时用荷载效应的标准组合作地基变形计算;(5)特殊情况如验算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时,按承载力极限状态下作用的基本组合取值,分项系数取1.0.
5 基础设计时的常见问题以及注意要点
(1)独立基础设计时候应注意最小配筋率的控制,联合独立基础应设置地梁,独基加防水板时应在防水板下设置软垫层。当侠士水位较高时,应考虑防水板对独立基础的影响,防水板厚度大于等于250mm时,可不设置基础拉梁,基础拉梁侧面应按照混凝土规范设置构造钢筋。
(2)条形基础设计时应注意墙下条基设计应考虑挡土墙压力的影响,承载力特征值按规定取值。当地下水位较高时,考虑防水板对条形基础的影响,水板厚度大于等于250mm时,可不设置基础拉梁。宽度较大的双向条形基础,应考虑基础交叉重叠导致基础面积不足,钢筋混凝土的门,窗口下应设置地梁。条基梁及基础拉梁侧面应按照混凝土规范设置构造钢筋。
(3)筏形基础设计时,梁筏基础是采用弹性地基梁计算方案,若为平筏基础时,应采用有限元计算方法。主楼裙房一体的建筑物应采取必要的措施减少沉降差异,如设置沉降后浇带等。筏板阳角应设置放射筋,筏板厚度较大时候,混凝土龄期应适当加大。筏板厚度应根据实际情况计算取值,不宜盲目过大。基础的梁板构件应满足最小配筋率的要求。
(4)桩基设计时应注意应采用试桩确定的单桩竖向抗压承载力的特征值,对试桩和工程桩的实验要求应区分对待,高层建筑可采用墙下布桩方案即桩筏基础,承载力不满足时候可采用满堂布桩提高整体承载力,或者灌注桩后注浆措施来提高单桩承载力。考虑群桩承载力时候应采取相应的折减系数。人工挖孔灌注桩施工前,应进行试孔。
6 结语
地基基础设计是工程设计的重要组成部分。作为建设投资的首要部分,建设方也将投人更多的关注,安全适用、经济合理、确保质量、保护环境是地基基础的设计的基本原则。地基基础设计方案个体差异很大,它与上部结构设计的最大不同点在于没有现成的模式可搬。地基基础的设计过程中应重视工程经验的积累,地基基础的设计过程也是工程经验不断总结的过程,只有在工程实践中不断创新和提高,才能设计出符合工程要求的地基基础。
参考文献
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[5]《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011
论文作者:郭旭
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/4
标签:基础论文; 地基论文; 条形论文; 承载力论文; 地基基础论文; 荷载论文; 地下室论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;