建筑基礎的設計探討

建筑基礎的設計探討摘要：隨著建設量的增加，建筑設計特別是建筑的基礎設計備受關注，文章從基礎的定義以及重要性著手通過對基礎類型的分析，闡述基礎設計的要點，并著重介紹樁基礎在基礎設計中的注意事項。關鍵字：建筑基礎；基礎形式；樁基礎；選型；Abstract:Withtheconstructionofthequantityincrease,thearchitecturaldesignisthebaseofarchitecturedesignofspecialconcern,thisarticlefromthebasisofthedefinitionandimportanceproceedthroughonthebasisofthetypeofanalysis,thebasicdesignelements,andintroducesemphaticallythepileinfoundationdesignofthemattersneedingattention.Keywords:buildingfoundation;foundation;pilefoundation;typeselection;中圖分類號：TU2文獻標識碼：A前言：隨著經濟的日益發(fā)展，城市化水平的不斷提高，建筑的建設活動也日益增多，建筑的建設過程存在著這樣的特性。建設活動增多，建設量增大，建設的難度增高，建設的多樣性也不斷增加，建筑的質量要求提高。而建筑的建設過程中，基礎是很重要的部分，建筑工程的最基本保障是對建筑基礎的的保障，建筑物基礎設計應根據(jù)工程地質和水文地質條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎情況、施工條件和材料供應以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經濟合理的基礎型式。1.基礎的定義以及重要性1.1基礎：基礎是建筑物和地基之間的連接體?；A把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基?；A是建筑底部與地基接觸的承重構件，它的作用是把建筑上部的荷載傳給地基。因此地基必須具備堅固、穩(wěn)定、可靠的特點。1.2重要性：地基與基礎工程是建筑施工的主導工程之一，也是建筑施工技術最為復雜、難度最大、工期最長、占投資最多的分部工程。它的施工質量的好壞，直接影響到建筑物的安危和壽命，以及施工成本和工程整體的順利進行。2.基礎的類型及選型原則基礎有三種基本的類型包括：天然地基、樁基礎、樁筏基礎?；A三大類型有不同的適用范圍和形式。2.1天然地基屬淺基礎，通常是首先考慮的基礎形式?；A形式有擴展基礎、筏板基礎、箱型基礎三種：擴展基礎獨立擴展基礎和條形擴展基礎，其中分有筋和無筋兩種。筏板基礎獨立基礎和條形基礎擴大為“平面形”的基礎。箱型基礎由“面形”基礎發(fā)展為有空間剛度的“立體”基礎。2.2樁基礎屬深基礎，當淺基礎不能滿足承載力或變形要求，或可采用淺基礎但不經濟時采用。2.2.1樁平面布置原則：力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結構的荷載重心與樁的重心相重合，并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。在縱橫墻交叉處都應布樁，橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。同一結構單元不宜同時采用摩擦樁和端承樁。大直徑樁宜采用一柱一樁；筒體采用群樁時，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內。在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺的布樁形式。剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。2.2.2樁端進入持力層的最小深度：應選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進入持力層深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d（d為樁徑）；砂土及強風化軟質巖不宜小于1.5d；對于碎石土及強風化硬質巖不宜小于1d，且不小于0.5m。樁端進入中、微風化巖的嵌巖樁，樁全斷面進入巖層的深度不宜小于0.5m，嵌入灰?guī)r或其他未風化硬質巖時，嵌巖深度可適當減少，但不宜小于0.2m。當場地有液化土層時，樁身應穿過液化土層進入液化土層以下的穩(wěn)定土層，進入深度應由計算確定，對碎石土、礫、粗中砂、堅硬粘性土和密實粉土且不應小于0.5m，對其他非巖石土且不宜小于1.5m。當場地有季節(jié)性凍土或膨脹土層時，樁身進入上述土層以下的深度應通過抗拔穩(wěn)定性驗算確定，其深度不應小于4倍樁徑，擴大頭直徑及1.5m。2.2.3樁形的選擇：預應力砼管樁基礎具有很多優(yōu)點：樁身質量在工廠里制作有保障，現(xiàn)場施工方便快捷，單樁承載力高，經濟性好。樁端持力層一般為強風化巖層，有時以較厚的全風化巖層、殘積土層或粘土層為持力層。最理想的地質條件是有效樁長為20m左右，樁端持力層為強風化巖層，持力層之上為粘土，粉土，殘積土或不太厚的砂土，此時的樁承載力較高，可達到樁身允許強度，充分發(fā)揮作用，接頭只有一個，經濟性最好。但是通常并不適應強風化巖層之上的土層中有孤石存在，石灰?guī)r地區(qū)只有微風化巖層而其上為淤泥土層。施工中有錘擊法和靜壓法兩種施工工藝，前者需要以貫入度控制終樁，后者主要以終壓值控制終樁。在現(xiàn)場施工中通常需要控制樁節(jié)接頭，放線定位，挖土側壓，樁端持力層等重要的節(jié)點。人工挖孔灌注樁具有單樁承載力高，可實現(xiàn)單柱單樁而簡化承臺設計，持力層能肉眼鑒別，施工現(xiàn)場可大兵團作戰(zhàn)，總耗時少的有點。應用于孔深不太深，樁端持力層常為中風化巖或微風化巖層，如以強風化巖為持力層則需擴孔，孔深范圍內無流砂或淤泥層，挖孔期間無地下水的情況。機械旋挖孔灌注樁具有避免人工挖孔樁常出現(xiàn)的人身安全事故，施工速度快，持力層的巖性可由挖出的碎塊進行鑒別的優(yōu)點。適用于樁端持力層可至中風化巖層，孔深范圍內無孤石，無地下水時可干挖，有地下水時需泥漿護壁，以強風化巖為持力層時可擴孔。鉆孔灌注樁俗稱“萬能樁型”，可適用于任何的地質條件。樁長幾乎不受限制，樁端持力層可達微風化軟質巖層，需泥漿護壁，以中風化軟質巖層為持力層可擴孔，應避免沉渣過厚。可通過注漿方法提高其單樁承載力。鋼樁（包括H型鋼樁和鋼管樁）工程費用昂貴，一般不宜采用。當場地的硬持力層極深，只能采用超長摩擦樁時，若采用混凝土預制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質量，或為了要趕工期，此時可考慮采用鋼樁。持力層應為較硬的土層或風化巖層。夯擴樁，當樁端持力層為硬粘土層或密實砂層，而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土，為了提高樁端承載力可采用夯擴樁。夯實水泥土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、素填土、雜填土、粘性土等地基。該法施工周期短、造價低、施工文明、造價容易控制。水泥粉煤灰碎石樁法適用于處理粘性土、粉土、砂土和已自重固結的素填土等地基。對淤泥質土應根據(jù)地區(qū)經驗或現(xiàn)場試驗確定其適用性?；A和樁頂之間需設置一定厚度的褥墊層，保證樁、土共同承擔荷載形成復合地基。該法適用于條基、獨立基礎、箱基、筏基，可用來提高地基承載力和減少變形。石灰樁法適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時，可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強度。該法不適用于地下水下的砂類土。同時還有：沖孔灌注樁，振沉機械挖孔樁，沉管灌注樁等類型不再一一介紹。2.3樁筏基礎樁筏基礎是以上兩種基礎形式的組合，屬特殊的基礎形式。其形成有兩種原因：一是采用常規(guī)的筏板基礎時，地基承載力不夠，必須由一部分樁基來支承；二是筏板荷載由樁承擔而筏板下的地基土又有一定的承載力，不想浪費地基土的承載力而讓其分擔筏板一部分荷載，以達受力合理，經濟性好之目的。2.3.1由于是兩種基礎形式的結合，設計難度高，主要在于地基土和樁分擔荷載的比例的確定。2.3.2樁筏基礎的樁通常是摩擦型樁而不應是端承型樁，且基本是均勻密布的?，F(xiàn)在我就大型基礎設計中較多見的基礎類型的樁基礎樁型選擇原則。3結束語：基礎設計關鍵是上部荷載準確性，上部荷載準確性關鍵是結構選型，即結構計算模型與軟件的計算條件（模型）吻合程度。象純磚混，框架，剪力墻等吻合程度是好的，導荷準確，可直接用于基礎設計。我們可以說基礎的設計過程最重要的是定位以及選型，選型確定后，再根據(jù)相關的要點進行設計一般就不會出現(xiàn)大的紕漏。因此要進行多方位的比較，熟悉各種基礎類型的特性以及適用性，只有這樣才能更好的做好基礎的設計過程。參