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      概述建筑結構的基礎設計

      2016-04-12 00:00:00王菁麗

      【摘要】隨著設計水平的提升,各類建筑的涌現(xiàn),房屋結構也更加復雜。特別是在城市建筑逐漸走向高層建筑的狀態(tài)下,結構設計變得更加重要。加強基礎設計,不僅有效提高房屋質量,還可以使建筑具有較好的經(jīng)濟適用性。本文主要對結構設計中基礎設計進行分析。

      【關鍵詞】房屋建筑;建筑結構設計;基礎設計

      一、基礎設計的準備

      1.熟悉場地條件

      首先要判斷場地是否適宜,應根據(jù)工程需要和地震活動情況、工程地質和地震地質進行可行性勘察。優(yōu)先選擇場地穩(wěn)定、地質條件好的地段作為建設場地,對于不利地段應避開。當無法避開時,應采取有效措施。對于危險地段,嚴禁建造甲、乙類建筑,不應建造丙類建筑。巖土勘察報告是對建筑場地條件最直觀的反應,是基礎設計不可或缺的依據(jù)??辈靾蟾娣磻私ㄔO場地的巖土和水文地質資料、抗震設防烈度和氣候條件,其中對基礎設計影響較大的分別是:(1)地基持力層與埋置深度的選擇。地基持力層是和基礎相接的土層,這部分土層主要承載來自于建筑的荷載,所以持力層土質(包括黏土、砂質土、砂粘土等)的類型、壓縮模量、持力層承載力等參數(shù)都需要進行考慮;當基礎埋置深度大于3米但無地下室時,應增設地下室。特別是當?shù)鼗休d力較低、地基土壓縮性較大時,增設地下室可以減少基礎上土重。(2)自然環(huán)境,包括施工地點的氣候溫度、水文、抗震等級等因素。對于鋼筋混凝土基礎來說,氣溫過低就可能出現(xiàn)基礎開裂,所以做基礎設計時要考慮到低溫施工的情況。在后續(xù)施工過程中,設計者應積極與施工單位溝通,給出相應的建議與處理措施;對于是否需要設置沉降縫(或后澆帶)以及數(shù)量和部位都要仔細研究;土層中地下水的分布及水位情況關系到基礎是否需要進行抗浮驗算。以上這些因素在基礎設計過程中都要做細致的思考,選擇經(jīng)濟合理的基礎形式,保證所支承的建筑物不致發(fā)生過量的沉降或傾斜,能滿足建筑物的正常使用要求。在地震發(fā)生時,不致由于地基震害而造成破壞或過量的沉降及傾斜。

      2.確定上部結構

      其次是建筑物的使用功能和結構形式會影響了基礎的選擇。由于上部結構類型、建筑高度和結構布置的不同,都會造成在基礎上產(chǎn)生不同的荷載分布。采用了不同的基礎類型,埋置深度以及基礎截面積,引起的基礎沉降、穩(wěn)定性和抗彎能力質量要求也都不同,所以要在充分考慮到上部結構的特點來進行設計。

      3.了解周邊環(huán)境

      與擬建建筑物相鄰的原有建筑物狀況及其基礎形式、埋置深度、尺寸等因素也要有所了解。同時對相鄰地下構筑物及各種地下設施的情況也要留意,避免造成對其不利影響。如果在施工過程中需要降低地下水位,必須在施工圖中注明,且提醒施工單位采取必要措施,注意相鄰近建筑物、構筑物、地下設施的正常使用及安全。

      4.掌握施工進度

      施工隊伍的專業(yè)能力、技術水平、施工經(jīng)驗、施工機械裝備狀況、施工現(xiàn)場管理,以及特殊情況下的應急措施,都會影響到項目進度與施工質量的好壞?;A設計后,要配合勘察單位實地查看地基情況。同時要積極配合施工單位,給出合理的樁基施工或大體積混凝土澆筑施工的建議與指導,了解施工組織情況,了解樁型選擇是否匹配,根據(jù)項目實際情況及時做出調整與修改,確保項目安全合理的進行。

      二、基礎設計的選型

      基礎設計在選型時,要了解到所選地基的基本情況,綜合多種因素進行全面細致的考慮,同時還要結合各種基礎類型的特點進行合理的選擇。以下是常用的幾種基礎形式及適用性:

      1.單獨柱基

      獨立基礎具有很好的經(jīng)濟性和非常強的抗震承受能力,還能夠很好地適應地基產(chǎn)生的形變,具有良好的整體性。一般應用于地基較好、無地下室的框架結構?,F(xiàn)在很多帶地下室的框架結構(例如高層建筑的裙房),當?shù)叵率矣蟹浪髸r,可以采用柱基+防水板的做法。防水板下宜鋪設一定厚度的易壓縮材料(常用的如聚苯板),以減少柱基沉降對防水板的不利影響。防水板要根據(jù)地基實際情況來判斷有無水壓力,分別考慮配筋。如地下室無防水要求,可不加防水板,地面只采用建筑做法,但要保證基礎底面至地下室地面的距離不小于1m。

      2.條形基礎

      條形基礎分為柱下和墻下兩種。條形基礎具有非常好的剛度,所以它對不均勻沉降有著很強的調整能力。柱下條形基礎一般適用于(1)地基情況較差、無地下室或雖有地下室但無防水要求的框架結構(2)當?shù)鼗休d力允許且無地下室防水要求的框剪結構中框架部分。墻下條形基礎是一種擠壓性良好,便于施工,而且能夠很好地承載上部結構的荷載的一種剛性基礎。一般適用于無地下室或雖有地下室但無防水要求,地基條件較好(持力層為密實的砂卵層、巖石等,又無軟弱下臥層且水位很低,不需考慮基礎底板的防水問題)的剪力墻結構、框剪結構中的剪力墻部分。但框剪結構中,若框架采用柱基,剪力墻采用墻下條基,應考慮地震作用產(chǎn)生的墻底彎矩對基礎的影響。在設計計算時,應盡量提高地基承載力,并折減地震彎矩,減小墻下基底面積,使柱基與墻基的基底壓力相差不太多。

      3.筏板基礎

      在地基承載力不能達到標準,地基土質不均勻,上部結構的荷載較大時,多使用筏板基礎。同時筏板基礎也可以在基礎空隙不足或者出現(xiàn)重疊時采用。帶地下室的剪力墻結構和框剪結構,對地下室底板有防水要求時,亦可作為地下室底板。高層建筑優(yōu)先選用筏板基礎。當上部結構荷載分布不均勻且為減小基礎的不均勻沉降的框架結構,亦可選擇筏板基礎。

      4.樁基礎

      樁基礎本身具有抗地震性能好、沉降量小、承載力高、能解決特殊地基土承載力的特點而被廣泛應用。一般適用于對限制傾斜、地基變形、沉降量及沉降速率有特殊要求的建筑物和構筑物。且因建筑物本身豎向荷載較大,建設場地地表土質軟弱不宜作為持力層、地下水位較高、采用天然地基沉降量過大、山區(qū)坡地覆土層厚度不均勻、震區(qū)有可能液化的土層、臨近場地近期將進行深挖等任意一種情況出現(xiàn)時,也宜使用樁基礎。

      三、要綜合考慮建筑的整體來進行基礎設計,保證細節(jié)之處不出錯,通過對以往經(jīng)驗的總結,進行預見性的設計。

      如遇到無法預料的必要修改時,要盡量做到修改方案便于施工現(xiàn)場調整,避免出現(xiàn)顛覆性的改動,節(jié)省人力和工期,降低材料的損耗。

      結束語:

      房屋建筑結構中基礎是最重要的一環(huán),也是復雜的一環(huán),它要與建筑整體相結合,合理布置,實現(xiàn)經(jīng)濟性、實用性、安全性的統(tǒng)一。

      參考文獻:

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