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文檔簡介

第七章

淺基礎設計7.1概述地基基礎設計必須根據(jù)建筑物的用途和安全等級、建筑布置和仁部結(jié)構(gòu)類型,充分考慮建筑場地和地基巖土條件,結(jié)合施工條件以及工期、造價等各方面要求,合理選擇地基基礎方案,因地制宜、精心設計,以保證建筑物的安全和正常使用。地基基礎的設計和計算應該滿足下列三項基本原則:1.對防止地基土體剪切破壞和喪失穩(wěn)定性方面,應具有足夠的安全度,2.應控制地基變形量,使之不超過建筑物的地墓變形允許值,以免引起基礎不利截面和上部結(jié)構(gòu)的損壞,或影響建筑物的使用功能和外觀,3.基礎的型式、構(gòu)造和尺寸,除應能適應上部結(jié)構(gòu)、符合使用需要,滿足地基承載力(穩(wěn)定性)和變形要求外,還應滿足對基礎結(jié)構(gòu)的強度,剛度和耐久性的要求。設計淺基礎一般要妥善處理下列幾方面問題:1.充分掌握擬建場地的工程地質(zhì)條件和地基勘察資料2.了解當?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗,施工條件和就地取材的可能性,并結(jié)合實際考慮采用先進的施工技術(shù)和經(jīng)濟、可行的地基處理方法。3.選擇基礎類型和平面布置方案,并確定地基持力層和基礎埋置深度.4.按地基承載力確定基礎底面尺寸,進行必要的地基穩(wěn)定性和變形驗算5.以簡化的、或考慮相互作用的計算方法進行基礎結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和截面設汁下臥層地基與基礎D埋深Dq=D均布荷載持力層(受力層)地基基礎FG主要受力層主要受力層(表3-0-2)條形基礎3b獨立基礎1.5b且5m(二層以下民用建筑除外)天然地基淺基礎的分類1按基礎埋深分2按基礎剛度分 無筋擴展(剛性)基礎 擴展基礎3按基礎的結(jié)構(gòu)形式分地基基礎分類1按基礎剛度分類無筋擴展基礎(剛性基礎)

Rigidfoundation

磚、石、灰土,素混凝土材料抗拉強度很低,有基礎臺階寬高比(剛性角)要求擴展基礎(柔性基礎)Spreadfoundation鋼筋混凝土。要滿足抗彎,抗剪和抗沖切等結(jié)構(gòu)要求Fbib0H0F2按基礎構(gòu)造分類一、單獨基礎:柱下或墻下,土質(zhì)較好Individualfooting,padfoundation二、條型基礎1、2墻下或柱下條形基礎,柱下:一般是土質(zhì)差,兩側(cè)單獨基礎相連Stripfoundation3交叉條形基礎柱下:土質(zhì)更差,或荷載很大,四面基礎相連縱向條形基礎橫向條形基礎三片筏基礎土質(zhì)更差,單獨基礎聯(lián)成整體,游泳館,筏下有肋,板下處理Matfoundation四、箱形基礎有筏、墻和頂板形成箱,整體性更好底板外墻內(nèi)墻五、殼體基礎7.3基礎埋置深度的選擇下臥層持力層(受力層)FGD埋深基礎埋深一基礎埋深確定

(一)基礎埋深確定的基本原則在滿足承載力的條件下盡量淺埋。省工省時省料,但是有如下基本要求:

D大于50cm,表土擾動,植物,凍融,沖蝕基礎頂距離表土大于10cm,保護橋要求在沖刷深度以下還有三項控制因素D大于10cm(二)結(jié)構(gòu)要求1地下室,地下管道(上下水,煤氣電纜)應在基底以上,便于維修,要求地下室,作用:

承載力 變形補償基礎F基礎埋深2.新舊相鄰建筑物有一定距離否則要求支護并且要嚴格限制支護的水平位移L/H=1~2(二)結(jié)構(gòu)要求LH基礎埋深基礎埋深不同時(1)主樓與裙房

高度不同,分期施工設置后澆帶(二)結(jié)構(gòu)要求(2)臺階式相連,如山坡上的房屋或者驗算邊坡穩(wěn)定性L/H=1~2基礎埋深臺北國際金融中心4.場地環(huán)境條件

基礎埋深應大于因氣候變化或樹木生長導致地基土脹縮、以及其他生物活動形成孔洞等可能到達的深度,對靠近原有建筑物基礎修建的新基礎,其埋深不宜超過原有基礎的底面,否則新、舊基礎間應保留一定的凈距,如果基礎鄰近有管道或溝、坑等設施時,基礎底面一般應低于這些設施的底面。瀕臨河、湖等水涔修建的建筑物基礎,如受到流水或波浪沖刷的影響,其底面應位于沖刷線之下?;A埋深三、工程地質(zhì)條件直接支承基礎的土層稱為持力層,其下的各土層稱為下臥層。為了保證建筑物的安全,必須根據(jù)荷載的大小和性質(zhì)給基礎選擇可靠的持力層。在按地基條件選擇埋深時,還經(jīng)常要求從減少不均勻沉降的角度來考慮。同一建筑物的基礎可采用不同的埋深來調(diào)整不均勻沉降量.對墻基礎,如地基持力層頂面傾斜,必要時可沿墻長將基礎底面分段做成高低不同的臺階狀,以保證基礎各段都具有足夠的埋深。對修建于坡高和坡角不太大的穩(wěn)定土坡坡頂?shù)幕A基礎埋深(四)地基及地質(zhì)水文條件1地下水位以上,否則開挖降水,費用大擾動2土層分布情況(1)淺基礎還是深基礎(樁基礎)(2)天然還是人工地基(3)如果是天然地基,基礎埋深的確定

根據(jù)土層分布基礎埋深在滿足其他要求下盡量淺埋只有低層房屋可用,否則處理盡量淺埋但是如h1太小就為IIh1<2m基底在好土h1=2m~4m高樓好土,低樓軟土h1>4m樁基或處理(四)地基及地質(zhì)水文條件好土軟土(很深)好土軟土軟土好土

III IIIIVh1基礎埋深h1(四)凍結(jié)深度凍脹丘Pingo隨凍結(jié)面向下發(fā)展,當凍結(jié)層上水的壓力大于上覆土層強度時,地表就發(fā)生隆起,便形成凍脹丘?;A埋深基礎埋深冰椎基礎埋深基礎埋深基礎埋深(五)凍結(jié)深度1凍脹危害及機理(1)凍脹及凍拔地面隆起(不均勻)翻漿,融陷,強度降低如果凍結(jié)深度大于融沉,稱為永凍土基礎埋深1凍脹危害及機理凍深毛細區(qū)地下水1928-1929Casagrande做了較深入的研究,美國北部:冰深45cm,凍脹13cm,=8%~12%,60%~110%,冰透鏡達13cm凍結(jié)區(qū)基礎埋深毛細水土顆粒結(jié)合水冰(2)機理復雜,開始認為是水變成冰的體脹.自由水凍結(jié)溫度0oc,結(jié)合水凍結(jié)溫度-0.5~-30oc基礎埋深總結(jié):開敞式水源,凍結(jié)慢,形成透鏡體吸引毛細水自由水+外層(弱)結(jié)合水凍結(jié),形成冰針,冰透鏡結(jié)合水膜變薄,離子濃度加大,吸力增加吸引地下水基礎埋深2發(fā)生凍脹的條件(1)土的條件一般是細顆粒土。砂土的毛細高度小,發(fā)生冰凍時體積膨脹,孔隙水排走,骨架不變。太細的土,水分供應不及時,凍脹也不明顯。(2)溫度條件低于凍結(jié)溫度(3)水力條件含水量,具有開放性條件,如粉土凍脹最嚴重基礎埋深3按凍脹的地基土分類老規(guī)范

不凍脹,弱凍脹,凍脹,強凍脹土的凍脹性分類表7.4

土類,含水量,地下水位Z0標準凍深-多年實測最大凍結(jié)深度的平均值,夏季地面開始往下算。北京0.7m,哈爾濱1.8m季節(jié)性凍土的設計凍深Zd應按下式計算:Zd——設計凍深(m)Z0——標準凍深(m)Ψzs——土的類別對凍深的影響系數(shù)(表7.5)Ψzw——土的凍脹性對凍深的影響系數(shù)(表7.6)Ψze——環(huán)境對凍深的影響系數(shù)(表7.7)當建筑基礎地面以下允許有一定厚度的凍土層,可用下式計算基礎的最小深度:思考題:在遼寧某地修建一6層宿舍樓,9月底開工挖地基,3月份建成第一層時發(fā)現(xiàn)基礎和墻面由于凍脹而開裂。設計的基礎埋深完全滿足凍深的要求,解釋為什么發(fā)生凍脹破壞?7.4地基承載力地基基礎設計首先必須保證在荷載作用下的地基對土體產(chǎn)生剪切破壞而失效方面,應具有足夠的安全度。為此,各級建筑物淺基礎的地基承載力驗算均應滿足下列要求:地基豎向承載力(以后都簡稱承載力)設計值的確定方法可歸納為三類:1)根據(jù)土的抗剪強度指標以理論公式計算;2)按現(xiàn)場載荷試驗的P-S曲線確定;3)按規(guī)范提供的承載力表確定。千斤頂荷載板一、按土的抗剪強度指標確定地基承載力1.抗剪強度指標標準值ck、ka.根據(jù)室內(nèi)n組三軸試驗結(jié)果,計算土性指標的平均值、標準差和變異系數(shù)平均值標準差變異系數(shù)b.計算內(nèi)摩擦角和粘聚力的統(tǒng)計修正系數(shù)ψφ

、ψcc.計算內(nèi)摩擦角和粘聚力的標準值2.確定地基承載力特征值當e≤0.033b,根據(jù)土的抗剪強度指標確定地基承載力fa——土的抗剪強度指標確定的地基承載力特征值Mb、Md、Mc——承載力系數(shù)(可根據(jù)k查表得到)——地基土的重度,地下水位以下取浮重度d——基礎埋置深度(m),從室外地面標高計算m——基礎底面以上土的加權(quán)重度,地下水位以下取浮重度b——基礎地面寬度,大于6m時,按6m取值,對于砂土小于

3m時按3m取值ck——基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力標準值二、按荷載試驗確定(略)《規(guī)范》規(guī)定:當b>3m或d>0.5m,地基承載力特征值應該進行修正fa

——修正后的地基承載力特征值,kPa;fak——地基承載力特征值,kPa;ηb,ηd—基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù),查表7.10γ——基底持力層土的天然重度γm——基底以上埋深范圍內(nèi)土的加權(quán)平均重度b——基礎底面寬度,b<3m時按3m計,b>6m時按6m計d——基礎埋置深度,d<0.5m時按0.5m計三、按《建筑地基規(guī)范》提供的承載力表格確定7.5基礎底面尺寸的確定基本條件:基底壓力的標準值不大于承載力的特征值pkfapkmax1.2fa基礎底面尺寸的確定中心荷載(1)底面積A的確定*中心荷載Fk+Gk,pk=(Fk+Gk)/A;G=GdA,G是基礎及回填土平均重度,一般取20kN/m3代入pkfa為(Fk+GdA)/A≤faGkFk基礎底面尺寸的確定Fk——相應于荷載效應標準組合時,上部結(jié)構(gòu)傳至基礎頂面的豎向力值(kN)(2)長和寬,高度的確定單獨無筋擴展基礎blA,bb0+2htg,l

l0+2htg滿足dh+0.1m確定b,l和h=45o(1:1)30o(1:2)Fll0b0bbth基礎底面尺寸的確定條基-單位長度,確定基礎寬度Fhbb0+2htg確定h磚墻:承重墻b60~70cm,b0為24,37,49cm非承重墻b50cm基礎底面尺寸的確定偏心荷載偏心荷載作用下,除應符合公式pk≤fa要求外,尚應符合下列要求:其中,e=M/(F+G)≤L/6?;虍攑kmin<0FMeF+G基礎底面尺寸的確定其中,e=M/(F+G)〉L/6偏心荷載作用下的承載力計算步驟1.先按中心荷載作用下的公式,計算基礎底面積A02.考慮偏心影響,加大A0。一般?。篈=(1.1-1.4)A0。3.計算偏心荷載作用下的pmax,pmin,并進行驗算?;A底面尺寸的確定(二)軟弱下臥層承載力驗算

當持力層下有軟土時,可能在此層破壞,需要驗算,要求作用在軟弱下臥層頂面處的附加應力與自重應力之和不超過它的承載力設計值,即:

——軟弱下臥層頂面處的附加應力設計值(kPa);——軟弱下臥層頂面處土的自重應力標準值;——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后的地基承載力設計值?;A底面尺寸的確定當持力層下有軟土時,可能在此層破壞,需要驗算1基底壓力p=(F+G)/A中心荷載2基底原自重應力c0=γ0d3基底附加應力p0=p-c04擴散角與Es1/Es2及z/b有關(guān),查表7.14

若持力層太薄,不起作用FP-c0dzc0cz軟土Es1Es2基礎底面尺寸的確定5軟弱下臥層頂部附加應力矩形基礎

條形基礎基礎底面尺寸的確定一、地基變形特征地基變形特征一般分為:沉降量——基礎某點的沉降值(單層排架結(jié)構(gòu));

沉降差——基礎兩點或相鄰柱基電點的沉降量之差(框架結(jié)構(gòu));傾斜——基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值(高聳結(jié)構(gòu));局部傾斜——砌體承重結(jié)構(gòu)沿6-10m內(nèi)基礎兩點的沉降差與其距離的比值(砌體承重結(jié)構(gòu))。具體建筑物所需驗算的地基變形特征取決于建筑物的結(jié)構(gòu)類型、整體剛度和使用要求。以下按柔性、敏感性和剛性三類結(jié)構(gòu)分述與其有關(guān)的地基變形特征及其可能招致的損害特點。7.6地基變形驗算二、地基特征變形驗算凡屬下列情況之一者,在按地基承載力確定基礎底面尺寸之后,尚須驗算:地基特征變形驗算公式:s≤[s]s——地基特征變形;[s]——地基特征變形允許值,查表7.151.安全等級為一級的建筑物;2.表7.2所列范圍以外的二級建筑物;注意:1.傳至基礎底面的荷載Fk應按長期效應組合的荷載標準值;2.基底壓力p=(Fk+G)/A;3.基底附加壓力p0=p-γ0d。3.表7.2所列范圍以內(nèi)有下列情況的二級建筑物:1)地基承載力標準值小于130kh,且體型復雜的建筑;2)在基礎上及其附近有地面堆載或相鄰基礎荷載差異較大,引起地基產(chǎn)生過大的不均勻沉降時;3)軟弱地基上的相鄰建筑如距離過近,可能發(fā)生傾斜時;4)地基內(nèi)有厚度較大或厚薄不均的填土,其自重固結(jié)尚未完成時。此外,對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑和高聳結(jié)構(gòu),以及建造在斜坡上的建筑物和構(gòu)筑物,尚應驗算其穩(wěn)定性擴展基礎是指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎。一、擴展基礎的構(gòu)造要求1.一般要求

1)基礎邊緣高度錐形基礎的邊緣高度一般不小于200mm,也不宜大于500mm;階梯形基礎的每階高度,宜為300-500mm。2)基底墊層通常在底板下澆筑一層素混凝土墊層。墊層厚度一般為100mm.兩邊伸出基礎底板不小于50mm,一般為100mm。3)鋼筋底板受力鋼筋直徑不應小于10mm,間距不大于200mm,也不以小于100mm;底板鋼筋保護層,當有墊層是不小于40mm;無墊層時不宜小于70mm。4)混凝土混凝土強度等級不應低于C207.7擴展基礎設計2.現(xiàn)澆柱下獨立基礎的構(gòu)造要求現(xiàn)澆柱基礎中應伸出插筋,插筋在柱內(nèi)的縱向鋼筋連接宜優(yōu)先采用焊接或機械連接的接頭,插筋在基礎內(nèi)應符合下列要求:1)插筋的直徑、鋼筋種類、根數(shù)及其間距應與柱內(nèi)的縱向鋼筋相同。2)插筋錨入基礎的長度:①當基礎高度h<1200mm時,錨入基礎長度應大于錨固長度(《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》)。②當基礎高度h較大時,軸心受壓和小偏心受壓柱h≥1200mm,大偏心受壓柱h≥1400mm,可僅將四角插筋伸至基礎底板鋼筋網(wǎng)上,其余插筋只錨固于基礎頂面下錨固長度內(nèi)。③基礎中插筋至少需分別在基礎頂面下l00mm和插筋下端設置箍筋,且間距不大于800mm,基礎中箍筋宜筋與柱中間。3.墻下條形基礎的構(gòu)造要求墻下鋼筋混凝土條形基礎按外形不同可分為:1)無縱筋板式條形基礎2)有縱筋板式條形基礎二、擴展基礎的計算1.墻下鋼筋混凝土條形基礎的底板厚度和配筋

(1)中心荷載作用若取沿墻長度方向L=1m的基礎板分析,則:pn——地基凈反力設計值,kPa;F——上部結(jié)構(gòu)傳至地面標高處的荷載設計值,kN/m;b——墻下鋼筋混凝土條形基礎寬度m。在pn作用下,將在基礎底板內(nèi)產(chǎn)生彎矩M和剪力VV=pna1M=pna12/2V——基礎底板根部的剪力設計值,kN/m;M——基礎底板根部的彎還設計值kN·m/m;a1——截面Ⅰ-Ⅰ至基礎邊緣距離。1)基礎底板厚度基礎內(nèi)部配箍筋和彎筋,故基礎底板厚度應滿足混凝土的抗剪切條件:V≤0.7βhfth0或h0≥V/0.7βhft2)基礎底板配筋按下式計算:(2)偏心荷載作用先計算基底凈反力的偏心距en,0基礎邊緣處的最大和最小凈反力為:懸臂根部截面的凈反力為:2.柱下鋼筋混凝土單獨基礎底板厚度和配筋計算(1)中心荷載作用1)基礎底板厚度2)基礎底板配筋由于單獨基礎底板在p0作用下,在兩個方向均發(fā)生彎曲,所以兩個方向都要配受力鋼筋.鋼筋面積按兩個方向的最大彎矩分別計算(圖7.34);a.柱邊Ⅰ-Ⅰb.柱邊Ⅱ-Ⅱc.階梯高度變化處Ⅲ-Ⅲd.階梯高度變化處Ⅳ-Ⅳ(2)偏心荷載作用偏心受壓基礎底板厚度和配筋計算與中心受壓情況基本相同一般情況下,柱下應首先考慮設置獨立基礎。若與柱荷載較大、各柱荷載差過大、地基承載力低或地基土質(zhì)變化較大等情況,可以考慮采用柱下條形基礎。一、地基基礎與上部結(jié)構(gòu)相互作用的概念1.基本概念

7.8柱下鋼筋混凝土條形基礎設計2.相對剛度的影響“相對剛度”是指“上部結(jié)構(gòu)+基礎”與地基之間的剛度比,它在上部結(jié)構(gòu)、基礎與地基的共同作用中,起重要影響。注意:1)相對剛度為零2)相對剛度趨于無窮大3.工程處理中的規(guī)定考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎與地基共同作用下時的工程處理方法可參照以下規(guī)定,參照P190頁。二、柱下鋼筋混凝土條形基礎設計1.柱下鋼筋混凝土條形基礎的構(gòu)造要求(1)外形尺寸肋梁高度h翼板厚度hf注意:一般柱下條形基礎沿梁縱向取等截面。(2)鋼筋和混凝土1)梁內(nèi)縱向受力鋼筋2)箍筋3)底板鋼筋4)混凝土2.柱下鋼筋混凝土條形基礎內(nèi)力計算方法(1)彈性地基梁方法1)基床系數(shù)法基本假定:地基上任意點受的壓力強度P與該點的地基沉降s成比:P=k·s適用條件:抗剪強度很低的半液態(tài)土(如淤泥、軟粘土等)地基或塑性區(qū)相對較大土層上的柔性基礎,采用該方法比較合適。此外,厚度不超過梁或板的短邊寬度之半的薄壓縮層地基(如薄的破碎巖層)上的柔性基礎也適于該方法。2)半無限彈性體法基本假定:假定地基為半無限彈性體,將柱下條形基礎作為放在半無限彈性體表面上的梁,當荷載作用在半無限彈性體表面時,某點的沉降不僅與作用在該點上的壓力大小有關(guān),同時也和鄰近處作用的荷載有關(guān)。適用條件:用于壓縮層深度較大的一般土層上的柔性基礎,并要求地基土的彈性模量和伯松比值較為準確。當作用于地基上的荷載不很大,地基處于彈性變形狀態(tài)時,用這種方法計算才較符合實際。(2)簡化的內(nèi)力計算方法1)倒梁法基本假定:地基壓力分布呈直線或平面分布,其重心與作用與板上的荷載合力作用線相重合。適用條件:《建筑地基規(guī)范》規(guī)定,若地基較均勻,上部結(jié)構(gòu)剛度較好,荷載分布較均勻,且條形基礎梁的高度大于1/6柱距時,地基反力可按直線分布,條形基礎量的內(nèi)力可按連續(xù)梁計算;此時邊跨跨中彎矩及第一支座的彎矩值宜乘以1.2的系數(shù)。內(nèi)力計算:a.按偏心受壓計算,b.將柱底視為不動鉸支座。以地基凈反力為荷載,按多跨連續(xù)梁方法求得梁的內(nèi)力。c.倒梁法求得的支座反力可能會不等于原先用于基底凈反力的豎向柱荷載。如下例7.11中的c支座的反力(1660kN)比原來的豎向往荷載(1754kN)減少了94kN。這即可理解為上部結(jié)構(gòu)的整體剛度對基礎整體彎曲的抑制作用。使柱荷載的分布均勻化;也反映了倒梁法計算所得的支座反力與基底反力不平衡的這一主要缺點。對此、實踐中有采用所謂“基底反力局部調(diào)整法”,即:可將支座處的不平衡力均勻分布在本支座兩側(cè)各1/3跨度范圍內(nèi),從而將地基反力調(diào)整為臺階狀,再按倒梁計算出內(nèi)力后疊加。2)剪力平衡法假定地基反力按直線分布基礎上所有的作用力都已確定,可按靜力平衡條件(剪力平衡)計算出任意截面i上的彎矩Mi和剪力vi。剪力平衡法未考慮地基基礎與上部結(jié)構(gòu)的相互作用,因而在荷載和直線分布的基底反力作用下產(chǎn)生整體彎曲。與其它方法比較,這樣計算所得的基礎不利截面上彎短絕對值一般較大。但此法只宜用于上部為柔性結(jié)構(gòu)、且自身剛度較大的條形基礎以及聯(lián)合基礎。筏板基礎有平板式、梁板式兩種類型一、構(gòu)造要求1.混凝土強度等級要求2.筏形基礎的厚度3.梁板式筏形基礎的底板和基礎梁配筋要求4.地下室底層柱、剪力墻與梁板式筏形基礎的基礎梁連接時的要求二、筏形基礎的結(jié)構(gòu)和內(nèi)力計算對單棟建筑物,在地基土比較均勻的條形下,在荷載效應準永久組合下的偏心距e宜符合下式要求:7.9筏形基礎設計(1)簡化計算方法——”倒樓蓋”法對于矩形筏形基礎,基地反力可按下列偏心受壓公式進行簡化計算:式中:(2)結(jié)構(gòu)承載力計算1)梁板式筏形基礎a.沖切承載力計算當?shù)装鍏^(qū)格為矩形雙向板式,底板受沖切所需的有效厚度h0b.剪切承載力計算梁板式筏形基礎底板受剪切承載力應符合下式要求:2)平板式筏形基礎a.沖切承載力計算柱的沖切臨界截面的最大剪應力內(nèi)筒的沖切承載力內(nèi)筒的沖切臨界截面的最大剪應力b.剪切承載力計算驗算距內(nèi)筒或柱邊緣h0處的筏板剪切承載力:過量的地基變形將使建筑物損壞或影響其使用功能;特別是建在軟弱地基以及軟硬不均勻等不良地基上的建筑物,如果處理不當,將更容易因不均勻沉降而開裂損壞。單獨從基礎設計考慮,其解決方法1.采用柱下條形基礎、筏基和箱基等結(jié)構(gòu)剛度較大、整體性較好的淺基礎;2.采用樁基或其它深基礎;3.采用各種地基處理方法。但是:以上三種方法往往造價偏高,樁基及其它深基礎和許多地基處理方法還需要具備一定的施工條件,特定情況下可能難以實施,甚至單純從地基基礎方案的角度出發(fā)難以解決問題。因此,我們可以考慮從地基、基礎、上部結(jié)構(gòu)相互作用的觀點出發(fā),綜合選擇合理的建筑、結(jié)構(gòu)、施工方案和措施,降低對地基基礎處理的要求和難度,同樣達到減輕房屋不均勻沉降損害的預期目的。7.10減輕不均勻沉降損害的措施一、建筑措施1.建筑物體型力求簡單a.平面形狀簡單,如:用“一”字形建筑物;b.立面體型變化不宜過大,砌體承重結(jié)構(gòu)房屋高差不宜超過1-2層2.控制建筑物長高比及合理布置縱橫墻縱橫墻的連結(jié)和房屋的樓(屋)面共同形成了砌體承重結(jié)構(gòu)的空間剛度。當砌體承重房屋長高比(建筑物長度或沉降單元長度與自基底面算起的總高度之比)較小時。建筑物的整體剛度好,能較好地防止不均勻沉降的危害。相反,長高比大的建筑物整體剛度小,縱墻很容易因撓曲變形過大而開裂。根據(jù)調(diào)查認為,二層以上的砌體承重房屋。當預估的最大沉降量超過120mm時,長高比不宜大于2.5;對于平面簡單,內(nèi)外墻貫通,橫墻間隔較小的房屋,長高比的限制可放寬至不大于3.0。不符合上述條件時,可考慮設置沉降縫。合理布置縱橫墻,是增強砌體承重結(jié)構(gòu)房屋整體剛度的重要措施之一。一般地說,房屋的縱向剛度較弱,故地基不均勻沉降的損害主要表現(xiàn)為縱墻的撓曲破壞。內(nèi)、外縱墻的中斷、轉(zhuǎn)折,都會削弱建筑物的縱向剛度。當遇地基不良時,應盡量使內(nèi)、外縱墻都貫通;縮小橫墻的間距,也可有效地改善房屋的整體性,從而增強調(diào)整不均勻沉降的能力。3.設置沉降縫a.平面形狀復雜的建筑物的轉(zhuǎn)折部位;b.建筑物的高度或荷載突變處;c.長高比較大的建筑物適當部位;d.地基土壓縮性顯著變化處;e.建筑結(jié)構(gòu)類型不同處;f.分期建造房屋的交界處。4.控制相鄰建筑物基礎的間距由于地基附加應力的擴散作用,使相鄰建筑物產(chǎn)生附加不均勻沉降,可能導致建筑物的開裂或互傾。這種相鄰房屋影響主要發(fā)生在:①同期建造的兩相鄰建筑物之間的影響,特別是當兩建筑物輕(低)重(高)差別太大時,輕者受重者的影響更甚;②原有建筑物受鄰近新建重型或高層建筑物的影響。除了上述在使用階段的地基附加應力擴散的影響外,高層建筑在施工階段深基坑開挖對鄰近原有建筑物的影響更應受到高度重視。為了避免相鄰建筑物影響的損害,建造在軟弱地基上的建筑物基礎之間要有一定的凈距。其他視地基的壓縮性、產(chǎn)生影響建筑物的規(guī)模和重量以及被影響建筑物的剛度等因素而定。5.調(diào)整建筑物的局部標高由于沉降會改變建筑物原有標高,嚴重時將影響建筑物的正常使用,甚至導致管道等設備的破壞時可采取下列措施調(diào)整建筑物的局部標高。①根據(jù)預估沉降,適當提高室內(nèi)地坪和地下設施的標高;②將相互有聯(lián)系的建筑物各部分(包括設備)中預估沉降較大考的標高適當提高;②建筑物與設備之間應留有足夠的凈空;④有管道穿過建筑物時,應留有足夠尺寸的孔洞,或采用柔性管道接頭。二、結(jié)構(gòu)措施1.減輕建筑自重基底壓力小,建筑物自重(包括基礎及回填土重)所占的比例很大,據(jù)統(tǒng)計,一般工業(yè)建筑約占40%-50%,一般民用建筑可高達50%-80%。因而.減小沉降量常可以首先從減輕建筑物自重著手,措施如下:①減輕墻體重量:許多建筑物(特別是民用建筑物)的自重,大部分以墻體重量為主。②選用輕型結(jié)構(gòu):采用預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)及各種輕型空間結(jié)構(gòu)。③減少基礎和回填土重量:首先是盡可能考慮采用淺埋基礎(例如:鋼筋混凝土獨立基礎、條形基礎、殼體基礎等);如果要求大量抬高室內(nèi)地坪時,底層可考慮用架空層代替室內(nèi)厚填土(當整板基礎時的效果更佳)。2.設置圈梁對于砌體承重房屋,不均勻沉降的損害突出地表現(xiàn)為墻體的開裂。因此,實踐中常在基礎頂面附近(俗標“地圈梁”)、門窗頂部樓(屋)面處設置圈梁,每道圈梁應盡量貫通外墻、承重內(nèi)縱墻及主要內(nèi)橫墻,并在平面內(nèi)形成閉合的網(wǎng)狀系統(tǒng)。這是砌體承重結(jié)構(gòu)防止出現(xiàn)裂縫和阻止裂縫開展的一項十分有效的措施。當?shù)鼗l(fā)生不均勻沉降時,砌體承重房屋的墻體(尤其是縱墻)產(chǎn)生整體撓曲,圈梁的作用猶如鋼筋混凝土梁內(nèi)的受拉鋼筋

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