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        概述建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

        2016-04-12 00:00:00王菁麗

        【摘要】隨著設(shè)計(jì)水平的提升,各類建筑的涌現(xiàn),房屋結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。特別是在城市建筑逐漸走向高層建筑的狀態(tài)下,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更加重要。加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì),不僅有效提高房屋質(zhì)量,還可以使建筑具有較好的經(jīng)濟(jì)適用性。本文主要對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。

        【關(guān)鍵詞】房屋建筑;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

        一、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備

        1.熟悉場地條件

        首先要判斷場地是否適宜,應(yīng)根據(jù)工程需要和地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)進(jìn)行可行性勘察。優(yōu)先選擇場地穩(wěn)定、地質(zhì)條件好的地段作為建設(shè)場地,對于不利地段應(yīng)避開。當(dāng)無法避開時,應(yīng)采取有效措施。對于危險地段,嚴(yán)禁建造甲、乙類建筑,不應(yīng)建造丙類建筑。巖土勘察報(bào)告是對建筑場地條件最直觀的反應(yīng),是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不可或缺的依據(jù)。勘察報(bào)告反應(yīng)了建設(shè)場地的巖土和水文地質(zhì)資料、抗震設(shè)防烈度和氣候條件,其中對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)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(chǔ)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(zhì)(包括黏土、砂質(zhì)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(jìn)行考慮;當(dāng)基礎(chǔ)埋置深度大于3米但無地下室時,應(yīng)增設(shè)地下室。特別是當(dāng)?shù)鼗休d力較低、地基土壓縮性較大時,增設(shè)地下室可以減少基礎(chǔ)上土重。(2)自然環(huán)境,包括施工地點(diǎn)的氣候溫度、水文、抗震等級等因素。對于鋼筋混凝土基礎(chǔ)來說,氣溫過低就可能出現(xiàn)基礎(chǔ)開裂,所以做基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時要考慮到低溫施工的情況。在后續(xù)施工過程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)積極與施工單位溝通,給出相應(yīng)的建議與處理措施;對于是否需要設(shè)置沉降縫(或后澆帶)以及數(shù)量和部位都要仔細(xì)研究;土層中地下水的分布及水位情況關(guān)系到基礎(chǔ)是否需要進(jìn)行抗浮驗(yàn)算。以上這些因素在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中都要做細(xì)致的思考,選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)

        其次是建筑物的使用功能和結(jié)構(gòu)形式會影響了基礎(chǔ)的選擇。由于上部結(jié)構(gòu)類型、建筑高度和結(jié)構(gòu)布置的不同,都會造成在基礎(chǔ)上產(chǎn)生不同的荷載分布。采用了不同的基礎(chǔ)類型,埋置深度以及基礎(chǔ)截面積,引起的基礎(chǔ)沉降、穩(wěn)定性和抗彎能力質(zhì)量要求也都不同,所以要在充分考慮到上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        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(chǔ)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(gòu)筑物及各種地下設(shè)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(gòu)筑物、地下設(shè)施的正常使用及安全。

        4.掌握施工進(jìn)度

        施工隊(duì)伍的專業(yè)能力、技術(shù)水平、施工經(jīng)驗(yàn)、施工機(jī)械裝備狀況、施工現(xiàn)場管理,以及特殊情況下的應(yīng)急措施,都會影響到項(xiàng)目進(jìn)度與施工質(zhì)量的好壞。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)后,要配合勘察單位實(shí)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(dǎo),了解施工組織情況,了解樁型選擇是否匹配,根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況及時做出調(diào)整與修改,確保項(xiàng)目安全合理的進(jìn)行。

        二、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選型

        基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在選型時,要了解到所選地基的基本情況,綜合多種因素進(jìn)行全面細(xì)致的考慮,同時還要結(jié)合各種基礎(chǔ)類型的特點(diǎn)進(jìn)行合理的選擇。以下是常用的幾種基礎(chǔ)形式及適用性:

        1.單獨(dú)柱基

        獨(dú)立基礎(chǔ)具有很好的經(jīng)濟(jì)性和非常強(qiáng)的抗震承受能力,還能夠很好地適應(yīng)地基產(chǎn)生的形變,具有良好的整體性。一般應(yīng)用于地基較好、無地下室的框架結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)在很多帶地下室的框架結(jié)構(gòu)(例如高層建筑的裙房),當(dāng)?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(shè)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(shí)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(chǔ)底面至地下室地面的距離不小于1m。

        2.條形基礎(chǔ)

        條形基礎(chǔ)分為柱下和墻下兩種。條形基礎(chǔ)具有非常好的剛度,所以它對不均勻沉降有著很強(qiáng)的調(diào)整能力。柱下條形基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)(2)當(dāng)?shù)鼗休d力允許且無地下室防水要求的框剪結(jié)構(gòu)中框架部分。墻下條形基礎(chǔ)是一種擠壓性良好,便于施工,而且能夠很好地承載上部結(jié)構(gòu)的荷載的一種剛性基礎(chǔ)。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(shí)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(chǔ)底板的防水問題)的剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)中的剪力墻部分。但框剪結(jié)構(gòu)中,若框架采用柱基,剪力墻采用墻下條基,應(yīng)考慮地震作用產(chǎn)生的墻底彎矩對基礎(chǔ)的影響。在設(shè)計(jì)計(jì)算時,應(yīng)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(chǔ)

        在地基承載力不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),地基土質(zhì)不均勻,上部結(jié)構(gòu)的荷載較大時,多使用筏板基礎(chǔ)。同時筏板基礎(chǔ)也可以在基礎(chǔ)空隙不足或者出現(xiàn)重疊時采用。帶地下室的剪力墻結(jié)構(gòu)和框剪結(jié)構(gòu),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(chǔ)。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載分布不均勻且為減小基礎(chǔ)的不均勻沉降的框架結(jié)構(gòu),亦可選擇筏板基礎(chǔ)。

        4.樁基礎(chǔ)

        樁基礎(chǔ)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(diǎn)而被廣泛應(yīng)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(gòu)筑物。且因建筑物本身豎向荷載較大,建設(shè)場地地表土質(zhì)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(jìn)行深挖等任意一種情況出現(xiàn)時,也宜使用樁基礎(chǔ)。

        三、要綜合考慮建筑的整體來進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì),保證細(xì)節(jié)之處不出錯,通過對以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),進(jìn)行預(yù)見性的設(shè)計(jì)。

        如遇到無法預(yù)料的必要修改時,要盡量做到修改方案便于施工現(xiàn)場調(diào)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(jié)束語:

        房屋建筑結(jié)構(gòu)中基礎(chǔ)是最重要的一環(huán),也是復(fù)雜的一環(huán),它要與建筑整體相結(jié)合,合理布置,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全性的統(tǒng)一。

        參考文獻(xiàn):

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