一、地基基礎方案及其選擇

建筑物可分為上部結構(地下部分)、下部結構(地下部分)-基礎兩部分。而基礎坐落在地基上。地基作為支承建筑物的地層,如為自然狀態(tài)則為天然地基,若經(jīng)過人工處理則為人工地基。

基礎又分為淺基礎與深基礎兩大類,通常按基礎的埋置深度劃分。一般埋深小于5m的

為淺基礎,大予5m的為深基礎。也有建議按施工方法來劃分的:用普通基坑開挖和敞坑排水方法修建的基礎統(tǒng)稱為淺基礎,如高層建筑箱型基礎(埋深可能大于5m)也屬此類,而用特殊施工方法將基礎埋置于深層地基中的基礎稱為深基礎,如樁基礎、沉井、地下連續(xù)墻等。

設計建筑物的地基基礎時,須將地基、基礎視為一個整體,按照下述的組合關系(見表18-5),確定地基基礎方案。其受上部結構類型、使用荷載大小、施工等多種因素制約,對每一個具體工程,應綜合考慮,通過經(jīng)濟技術比較,確定最佳方案。不允許時,可比較天然地基上的深基礎和人工地基上的淺基礎兩方案,選定其一,必要時才選用人工地基上的深基礎。

地基與基礎組合方案表18-5

二、淺基礎類型

淺基礎有多種形式,是隨上部結構類型的發(fā)展和荷載的增大、使用功能的要求、地基條件、建筑材料和施工方法的發(fā)展而演變的,形成了從獨立的、條形的到交叉的、成片的乃至空間整體的基礎系列。淺基礎的類型劃分按不同標準有不同形式。按表18-6分類,可大致看出基礎形式發(fā)展演變過程、材料及受力特點。

(一)獨立基礎(含擴展式基礎)

獨立基礎是柱基礎的主要類型,所用材料依柱的材料和荷載大小而定,F(xiàn)澆柱下常采用

鋼筋混凝土,此時稱為擴展式基礎;A截面可做成階梯形或錐形,預制柱下一般采用杯形基礎。砌體柱下可采用無筋擴展基礎,材料一般為磚、混凝土等。

(二)條形基礎和聯(lián)合基礎

1.條形基礎

墻下條形基礎有剛性和鋼筋混凝土(擴展式)兩種。后者一般做成無肋板式,若為了增強基礎的整體性和抗彎能力,則可采用帶肋式。

當荷載較大且地基承載力較低時,柱列下也常采用條形基礎。將同一排的柱基礎相連成

為鋼筋混凝土柱下條形基礎。但若僅是相鄰兩柱基礎相連又稱聯(lián)合基礎或=柱聯(lián)合基礎。

2.聯(lián)合基礎

根據(jù)建筑物的荷載、地基及限制條件,可能有下列形式。

(1)矩形聯(lián)合基礎

適用于相鄰荷載差異不大且地基較為均勻的條件。它整體性能好,可設計成變截面的形式。

(2)梯形聯(lián)合基礎.

邊柱基礎荷載較大或為偏心荷載,與內(nèi)柱基礎需要連接時,采用梯形形式可使基底壓力接近于均勻分布。

(3) 連梁式聯(lián)合基礎

當基礎間距較大,地基不均勻,可能產(chǎn)生較大的沉降差時,將聯(lián)合基礎做成連梁式,且設計成剛性梁,使不平衡剪力和彎矩得以傳遞和調(diào)整。

(三)交梁基礎

當荷載較大,采用柱下條形基礎不能滿足地基承載力要求時,可采用交梁基礎(或稱“十字交叉基礎”)。這種基礎在縱橫兩向均具有一定的剛度和調(diào)整不均勻沉降的能力。

(四)筏板基礎

遇上部結構荷載大、地基軟弱或地下防滲需要時,可采用筏板基礎,俗稱滿堂基礎。由

基底面積大,故可減小地基單位面積上的壓力,并能有效地增強基礎的整體性。

筏板基礎像倒置的鋼筋混凝土樓蓋,可分為平板式和梁板式兩種類型。它可用在柱網(wǎng)下,

亦可用在砌體結構下。我國南方某些城市大量采用為多層住宅基礎,并直接做在地表雜填土上,稱無埋深筏基。但在北方應用時,必須考慮能否滿足抗凍與采暖要求。

(五)箱形基礎

由鋼筋混凝土底板、頂板和縱橫內(nèi)外墻組成的整體空間結構,稱為箱形基礎。其具有很大的抗彎剛度,整體性好,只會產(chǎn)生大致均勻的沉降或整體傾斜而不致產(chǎn)生撓曲,從而基本上消除了因地基變形而使建筑物開裂的可能性?拐鹦阅茌^好,適用于軟弱地基上高層、重型或?qū)Σ痪鶆虺两涤袊栏褚蟮慕ㄖ?蓾M足高層建筑對建筑功能與結構受力等方面的要求。

箱基的用料多、工期長、造價高、施工技術比較復雜,尤其當須進行深基坑開挖時要考慮人工降低地下水位1、坑壁支護和對鄰近建筑物的影響問題。此外,還要對箱基地下室的防水、通風采取周密的措施。綜上所述,箱基的采用與否,應該慎重地綜合考慮各方面因素,通過方案比較后確定,才能收到技術和經(jīng)濟上的最大效益。

(六)殼體基礎

當荷載較大時,柱下基礎也可采用殼體基礎。這種基礎使徑向內(nèi)力由以彎矩為主,變?yōu)橐詨毫橹,通?晒?jié)省混凝土30~6~so%。殼體基礎常用作筒形構筑物(如煙囪、水塔、料倉、中小型高爐等)的基礎,也可用作一般工業(yè)與民用建筑柱基。殼體基礎常用的結構形式為正圓錐殼、M形組合殼和內(nèi)球外錐組合殼:

(七)動力機械基礎

動力機械基礎常采用大塊式、墻式及框架式三種形式。大塊式基礎應用最廣,通常做成剛度很大的鋼筋混凝土塊體。墻式基礎則由承重的縱、橫向墻組成;A中均預留有安裝和操作機器所必需的溝槽和孔洞?蚣苁交A一般用于平衡性較好的高頻機器,其上部結構是由固定在一起連續(xù)底板或可靠基巖上的立柱以及與立柱上端剛性連接的縱、橫梁組成的彈性體系,因而可按框架結構計算。

(八)基礎選型示例

基礎的選型,應根據(jù)地質(zhì)條件、建筑體型、結構類型、荷載情況、有無地下室以及施工條件等,提出適用技術方案,進行經(jīng)濟效果對比。一般按以下原則選型:

1.磚混結構

包括多層房屋,應優(yōu)先選用剛性基礎。按就地取材和方便施工的原則,選擇毛石基礎、磚基礎、灰土基礎或三合土基礎。地下水位較高時選用混凝土基礎,或有混凝土墊層的磚基礎,一般做成條形基礎;A寬度大于2. 5m時,宜采用柔性鋼觴混凝土基礎。上部地基土軟弱,基礎深度大于3m時,宜用墩式基礎。

2.框架結構

無地下室,地基較好,荷載較小,柱網(wǎng)分布比較均勻時,宜選用單獨柱基,縱橫方向應用拉梁拉結,拉梁位置以設置在柱根為宜?蚣艿讓拥拇u墻和相鄰磚混結構的墻體,宜結合拉梁設置地梁。柱基埋深較淺時直接做條形墻基,此時圈梁與拉梁結合布置。對于多層內(nèi)框架結構,地基較差時,柱列宜選用柱下條形基礎或條形剛性基礎。

3.框架或剪力墻結構

(1)無地下室,地基較差,荷載較大時,為了增強整體性,減少不均勻沉降,可選用十字交叉條形基礎。如不滿足變形條件要求,可考慮采用樁基礎,或?qū)Φ鼗M行處理。仍不滿足要求時,可選用鋼筋混凝土筏板基礎。

(2)有地下室,無特殊防水要求,柱網(wǎng)、荷載及墻間距比較均勻,地基較好時,可選用十字交叉剛性墻基礎。

(3)有地下室,上部結構對不均勻沉降限制較嚴,防水要求較高時,可選用箱形基礎。當高層建筑層數(shù)較多,重量較大,地基較軟弱時,宜采用復合式箱形基礎。

上述事例說明,進行基礎工程設計必須洞悉上部結構及地基的特點,發(fā)揮上部結構一基

礎一地基的相互作用,才可能達到最佳效果。