浅析多层建筑常用基础类型的选择

浅析多层建筑常用基础类型的选择摘要：多层建筑的上部结构的整体刚度和抗震性能至关重要，而与之相适应的基础选型成为影响结构安全和建筑经济的重要因素。通过大量工程实践，发现有些建筑在基础选型上与上部结构不相适应，与所处地基条件也不很协调，在发挥地基、基础及上部结构空间协调作用上不能较紧密地配合，协同工作，以发挥更大的、更充分的作用。有的建筑物基础选型时不顾上部结构，建筑场地的地基条件也考虑不周，孤立地设计基础，建成使用后出现一些问题。所以，认真总结经验，正确选择基础形式，用以指导工程设计是十分必要的。本文针对这个问题，对多层建筑基础类型选择具体应用进行了分析。关键词：多层建筑基础选型应用0引言基础工程造价占整个建筑物造价的比重相当大，遇到地基条件较差，处理地基须投入较多资金时，则基础造价更高。合理的基础选型，既能在技术先进，也能在经济上合理。1多层建筑基础选型条件1.1由设计单位提出来要求，勘察部门提供的拟建工程场地范围的工程地质、水文地质报告，必须详细提供地质构造和持力层范围内土层的物理力学性能及勘察结论意见，据以作为基础选型的基本依据。不得以邻近建筑物的勘察资料代替拟建工程的勘察报告。对于小区的地质勘察普查资料，仅能作为参考，不得作为设计依据。1.2对于杂填土地基或软弱地基，因其承载力较低，且地基变形较大，一般应进行地基处理。不能只靠加大基础断面、增强基础刚度来承担上部结构荷载，因为基础再大，相对于上部结构还是较柔的。所以地基处理要与基础选型结合起来进行设计。1.3根据建筑结构平面布置、结构类型、上部结构荷载大小及其分布，以及建筑物所处的抗震设防区，结合建筑场地地基实际情况，将地基、基础与上部结构视为一整体，综合考虑基础的选型。基础形式与构造要与上部结构相适应、相协调，要与所处地基相吻合，三者既是独立部分，又有机联系、相辅相成，使其发挥空间作用，共同工作。1.4建筑物所在场地周围紧邻建筑物情况，邻近建筑物基础与新构建工程基础干扰，即新建工程基础放不下去，被迫改变基础形式。建筑物使用功能要求，可能提供的建筑材料，以及工期要求，都有可能影响基础形式的选择，必须结合实际情况和技术经济分析，妥善对基础进行选型，以求选择的基础形式既经济合理、技术先进，又符合客观实际。1.5当地的施工习惯作法，承建工程的施工队伍的施工经验，施工队伍的装备和技术水平，这些条件也是基础选型应考虑的因素。考虑了这些条件，使基础设计符合实际，可加快施工进度。2多层建筑常用的几种基础形式分析2.1墙下条形基础。常用的砖、毛石、混凝土刚性基础，主要是承受抗压强度，也承受抗拉、抗剪强度，但抗拉、抗剪强度不高。基础内产生的拉应力、剪应力通过刚性角控制，使其不超过材料的允许值。它一般适用于建造5层以下民用建筑及轻型生产用房，如果地基承载力较高，且地基比较均匀，层数还可以适当增加。这种基础的特点是，造价低、施工快，通过地圈梁的加强，增强基础的整体刚度，能承受上部结构较大的荷载及适应一定的地基变形。常用的钢筋混凝土柔性基础也是墙下条形基础的较好形式。当上部结构荷载较大，地基承载力又较低，且地基又不很均匀，采用刚性基础往往会使基础断面过大，如果要保持浅基础，则基础露出地面，如果加深基础又要增加土方量基础造价。即使采用刚性基础，也难避免在基础产生较大的抗拉、抗剪应力时，出现基础裂缝、不均匀下沉，以致引起上部结构墙体裂缝。这时一般采用钢筋混凝土条形基础，它可以承受较大的弯矩和剪力，用基础断面大小和配筋量来满足受力要求。如果地基不均匀，还可加肋梁，以增强抗弯能力，调整不均匀沉降。一般6层以上民用建筑或轻型厂房可以采用这种基础。2.2独立基础。刚性或柔性独立基础一般多用于柱下基础，根据柱荷载偏心距大小，基础断面可为方形或矩形。当柱距较大时，常为独立基础，这样较为经济。为增强基础整体性，也可采用拉梁适当拉结，以增强适应地基变形和抗震能力。多层建筑上部结构为框架体系时，如地基承载力较高，地基变形较小，荷载及柱网分布较均匀，宜选用独立基础，但在纵横两个方向宜拉梁适当拉接。拉梁断面选择要适当，不宜过大，可通过计算确定。一般民用建筑中的内柱，多数可考虑采用独立基础，而不用条形基础，在满足承载力及变形要求下，其经济效果是较好的。2.3柱下条形基础及十字交叉基础。当柱荷载较大或地基较差时，采用独立基础不能满足承载力要求，扩大基础面积又受到场地限制时，可考虑采用条形基础。条形基础具有较大的刚度，对于调整不均匀沉降有良好的作用，但当柱距较大时，条基的刚度也差，调整不均匀沉降的能力也降低，所以选用柱下条形基础应控制在柱距不宜过大（6～7m）的条件下，能较好发挥作用。当地基承载力较低而柱荷载又较大时，或地基变形和柱荷载的分布在两个方向都不均匀时，一方面要求扩大基础底面积，以满足承载和地基变形的要求，同时又要求基础具有较大刚度，来调整不均匀沉降，这时可考虑设置十字交叉基础。十字交叉基础具有较大的空间刚度，是一种较好的基础形式，但它有自己的适用范围，不可任意滥用，只有当条形基础不能满足要求时，才采用十字交叉基础。2.4钢筋混凝土筏片基础。当地基承载力较低，且地基土质不均匀，而上部结构荷载却很大，采用十字交叉基础，有的基础之间的空隙所剩无几，有的基础底面积重叠，已不能提供足够的基础底面积时，这时可采用筏片基础。对于有地下室的结构，它本身不要求防水或防潮，筏片基础恰好就是地下室的底板结构。当荷载不太大时，常采用平板式筏片；当荷载较大时，可采用梁板式筏片。由于筏片基础的整体刚度较大，故能将各柱或墙体的不均匀沉降调整得较为均匀。对于某些不均匀地基，且土质又较软，应先进行地基处理。提高地基承载力，减少地基的压缩性，再在处理过的地基上做筏片基础。这种地基与基础同时结合考虑，技术和经济效果均较理想。那种认为不管地基如何软弱和不均匀，只要做筏片基础就万无一失的想法是不全面的，实际工程中的教训还是有的，应引以为戒。2.5桩基础。桩基础具有承载力高、沉降量小的特点。一般建筑物应尽量采用浅基础，若地基变形和强度方面都无法满足要求时，则可采用此种形式的深基础。下列情况可考虑采用桩基础：2.5.1建筑物上部结构荷载较大，而地基上部软弱，下部有可作为桩端持力层的坚实土层时；2.5.2天然地基上的浅基础沉降量过大，即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时；2.5.3对较为重要的建筑物，虽然地基承载力尚好，但由于对控制沉降有较高要求，不允许有过大沉降，也可考虑采用；2.5.4对土层不很厚，土质又较差，如做条形基础，土方量较大，可考虑采用钻孔，灌注短桩。基础选型一般宜先考虑天然浅基，这是因为浅基具有造价较低、施工方便的优点，当天然地基不能满足变形和强度要求时，才考虑桩基。桩基的优点较多，但须结合建筑场地和地基情况选用，选用不当会提高造价，造成浪费，甚至得到相反的效果。如果地基上部土层较好，下部软弱，桩通过较强土层支承于较弱土层上，反而会使建筑物沉降。桩分为预制桩和灌注桩，而灌注桩又分为等径灌注桩和大直径扩底墩。扩底墩的优点是承载力高，沉降小，造价低，一桩一墩，省去承台，能承受较大的竖向荷载及水平荷载。此处爆扩短桩也有不少应用。纵观国内建筑物出现的一些上部结构裂缝事故，不少与地基基础有关。基础设计至关重要，基础选型更为关键，地基、基础及上部结构是一个整体，不能孤立地选型，应整体考虑。JCCAD使用详解该帖被浏览了1982次|回复了15次JCCAD使用详解地质资料是基础设计计算的重要依据，可以用人机交互方式或填写数据文件方式输入地质资料有两类，一种是供有桩基础使用的，另一种是供无桩基础（弹性地基筏板）使用。两者的格式相同，不同仅在于有桩基础对每层土要求压缩模量、重度、状态参数、内摩擦角、内聚力五个参数，而无桩基础只要求压缩模量一个参数。建立*.dz文件主要内容包括以下几点：(1)每个勘探孔柱状图的土层分布及各土层的物理力学参数，物理力学参数包括土的重Gv(用于沉降计算)、相应压力状态下的压缩模量Es(用于沉降计算)、摩擦角φ(用于沉降及支护结构计算)、内聚力ｃ(用于支护结构计算)及计算桩基承载力的状态参数(对于各种土有不同的含义)。(2)所有孔点在任意坐标系下的位置坐标，在桩基设计时可通过平移与旋转将勘探孔平面坐标转成建筑底层平面的坐标。(3)以勘探孔点作为节点顺序编号，将节点连线划分成多个不相重叠的三角形单元，并将三角形单元编号。程序将以这种三角形单元为控制网格，利用形函数插值的方法得到控制网格内部和附近的地质土层分布。土层参数压缩模量、重度、摩擦角、粘聚力、状态参数、状态参数含义桩基础设计应该使用Ez（自重压力~……），天然浅基础应使用Es0.1-Es0.2。土层布置土名称、厚度、极限侧摩、极限桩端、压缩模量、重度、摩擦角、粘聚力、状态参数、状态参数含义，标高及图幅（坐标系：相对坐标系，单位米。标高与结构标高相同）孔点输入输入孔位：打开坐标，将孔点的大体形状输入即可修改参数：按照勘查报告中的相关数据输入即可网格修改点柱状图选中可以进行桩基承载力与沉降验算。土剖面图画等高线2基础人机交互输入okok.org本菜单根据使用者提供的上部结构数据、荷载数据和有关的地基基础的数据，进行柱下独立基础、墙下条形基础和承台设计，桩长计算以及布置基础梁、筏基、桩基等基础。程序可对平板式基础进行柱对筏板的从冲切计算以及柱对独基、桩承台、基础梁和桩对承台的局部承压计算。首先程序提供选择菜单：读取已有基础数据、重新输入基础数据、读取已有基础数据更改上部结构数据、选择保留部分已有数据。地质资料输入*.dz文件，并移动网格，与实际情况相同。okok.org参数输入基本参数地基承载力计算参数okok.org选择计算方法：okok.org1、国标综合法：地基承载力fak地基承载力宽度修正系数地基承载力深度修正系数基底以下土的重度（浮重度）基底以上土的加权重度承载力修正用基础埋置深度自动计算覆土重度okok.org2、国标抗剪强度指标法：土的粘聚力标准值土的内摩擦角标准值基底以下土的重度（浮重度）基底以上土的加权重度承载力修正用基础埋置深度砂土自动计算覆土重度okok.org3、上规静桩试验法地基承载力设计值浅基础地基承载力抗震调整系数自动调整系数okok.org4、上规抗剪强度指标法：土的粘聚力标准值土的内摩擦角标准值基底以下土的重度（浮重度）基底以上土的加权重度承载力修正用基础埋置深度自动计算覆土重度okok.org上述参数中的基础埋置深度，一般应自室外地面标高算起。对于地下室，采用筏板基础也应自室外地面标高算起，其他情况如独基、条基、梁式基础从室内地面标高算起。自动计算覆土重，该项用于独基、条基部分。点取该项后程序自动按20kN/m2的混合容重计算基础的覆土重。如不选该项，则对话框中出现“单位面积覆土重”参数需要用户填写。一般来说如条基、独基、有地下室时应采用人工填写“单位面积覆土重”，且覆土高度应计算到地下室室内地坪处，以保证地基承载力计算正确。基础设计参数：okok.org室外自然地坪标高：按实际基础归并系数：0.2混凝土强度等级：C30之三okok.org《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002okok.org8.2.2、扩展基础的构造，应符合下列要求：……4、混凝土强度等级不应低于C20；……okok.org《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002okok.org8.3.1、……5、柱下条形基础的混凝土强度等级，不应低于C20。……okok.org《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002okok.org8.5.14、……筏形基础的混凝土强度等级不应低于C30。……okok.org《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002okok.org8.5.14、……4、承台混凝土强度等级不应低于C20……okok.org上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08－11－1999okok.org5.1.4、用于基础结构的混凝土和钢筋应满足下列构造要求：1、混凝土：刚性基础的混凝土强度等级不低于C15；独立基础与墙下条形基础不低于