地基基礎(chǔ)是指以地基為基礎(chǔ)的房屋的墻或柱埋在地下的擴(kuò)大部分。地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和檢測(cè)是建筑工程人員工作的重要一環(huán)。我們來(lái)了解下地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的易錯(cuò)點(diǎn)。
1. 獨(dú)立柱基或條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)過(guò)大,邊長(zhǎng)達(dá)五六米,宜改變基礎(chǔ)形式。基礎(chǔ)坡度太陡,不應(yīng)大于 1:3(垂直與水平之比),應(yīng)注意矩形基礎(chǔ)的短邊。對(duì)邊長(zhǎng)較大的基礎(chǔ)總的厚度應(yīng)適當(dāng)加大,以保證基礎(chǔ)本身的剛度,減小基礎(chǔ)受彎變形。
2.獨(dú)立基礎(chǔ)或獨(dú)立承臺(tái)拉梁應(yīng)該通到柱子上基礎(chǔ)拉梁的作用是加強(qiáng)基礎(chǔ)剛度,平衡柱底彎矩。獨(dú)立基礎(chǔ)或承臺(tái)較大時(shí)可能不需要借助于基礎(chǔ)拉梁。但柱基或承臺(tái)較小時(shí),特別是單樁或兩樁承臺(tái),需要借助于拉梁。此時(shí)拉梁在柱底受拉。應(yīng)將拉梁縱向鋼筋伸入柱內(nèi)。
3.地基承載力很大時(shí),建議基礎(chǔ)應(yīng)增加抗剪承載力計(jì)算地基規(guī)范第 8.1.1 條附注 4:“基礎(chǔ)底面處的平均壓應(yīng)力超過(guò) 300kPa 的混凝土基礎(chǔ),尚應(yīng)進(jìn)行抗剪計(jì)算”8.2.7 條擴(kuò)展基礎(chǔ)的條文說(shuō)明:“階梯形獨(dú)立柱基及錐形獨(dú)立柱基其斜截面受剪的折算寬度,可按照本規(guī)范附錄S確定”。對(duì)獨(dú)立柱基,特別是非正方形獨(dú)立柱基應(yīng)驗(yàn)算抗剪承載力。抗剪驗(yàn)算時(shí)應(yīng)注意考慮截面高度影響系數(shù)。
4.地基的抗震驗(yàn)算注意地震作用組合下地基承載力的驗(yàn)算。地震組合作用下,豎向荷載加大,但地基承載力并非全部提高的足以滿足要求。對(duì)地耐力 150kPa 以下的部分土,承載力調(diào)整系數(shù)只有 1.0、1.1。按照非抗震考慮滿足要求,并不能保證地震組合下滿足要求。
5.高層主樓基底標(biāo)高高于裙房(車庫(kù))基底標(biāo)高的情況應(yīng)盡量避免,必要時(shí)應(yīng)設(shè)置結(jié)構(gòu)架空層。確實(shí)避免不了時(shí),應(yīng)保證主樓基底標(biāo)高不高于裙房地下室底層地面標(biāo)高,并且主裙樓基底水平間距大于 2~5 倍基底標(biāo)高差(按土質(zhì)不同)。
6.成片住宅小區(qū),主樓之間設(shè)置地下車庫(kù)時(shí),可能出現(xiàn)地下車庫(kù)基底標(biāo)高低于主樓基底標(biāo)高的情況
7.高層建筑基礎(chǔ)埋深問(wèn)題
8.地基承載力修正問(wèn)題與抗傾覆問(wèn)題
9.地基承載力修正應(yīng)考慮折算荷載折算是活荷載不應(yīng)考慮。主樓四周不同時(shí),可綜合考慮或加權(quán)折算。但應(yīng)有一定的富裕。
10.抗傾覆應(yīng)考慮最不利情況基礎(chǔ)埋深 1/15,1/18。只有在地基為巖石時(shí)才可以不遵守此要求。但應(yīng)驗(yàn)算傾覆與滑移(大震之下)。注意兩面高差不同情況。
11.高層規(guī)程第 12.1.7-2 條規(guī)定 “當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施時(shí),在滿足承載力、穩(wěn)定性和第 12.1.6 條的前提下,基礎(chǔ)埋深可不受 1/15 的限制”。此時(shí)應(yīng)注意驗(yàn)算在大震下建筑物的傾覆與滑移,以保證“大震不倒”的設(shè)計(jì)原則。
12.高層建筑基底標(biāo)高有可能高于相鄰基礎(chǔ)或河道應(yīng)保證有足夠的安全距離。不宜小于 3 倍高差。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求取值,并充分考慮到周圍建筑管溝等(如車庫(kù)入口、地下廣場(chǎng))對(duì)埋置深度的不利影響。
13.底板后澆帶大樣下部應(yīng)低于底板底一定距離以保證底板混凝土的有效高度。并且應(yīng)配鋼筋。
14.采用片筏基礎(chǔ)時(shí),基礎(chǔ)是否外挑可參照《建筑設(shè)計(jì)技術(shù)細(xì)則》(北京院)第 3.8.5 條和《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》結(jié)構(gòu)部分第 3.8.5 條第 17 款的要求。當(dāng)片筏基礎(chǔ)按照基底反力直線分布計(jì)算時(shí),應(yīng)將邊跨跨中彎矩和第一內(nèi)支座彎矩乘以1.2 的系數(shù)(地基規(guī)范 8.4.11 條)。
15.用于地基承載力修正的深度 D應(yīng)該采用折算深度。即 D=P/r,其中 P 為裙房地下室底面的平均壓力(不是相應(yīng)基礎(chǔ)的基底壓力),r 為基底以上土的重度。
16.采用樁基時(shí)當(dāng)樁端標(biāo)高與探孔深度的關(guān)系,應(yīng)注意鉆孔深度是否符合勘察規(guī)范的要求,必要時(shí)應(yīng)補(bǔ)勘。
17.《巖土工程勘察規(guī)范》第 4.9.4 條規(guī)定勘探孔的深度應(yīng)符合下列規(guī)定
①一般性勘探孔的深度應(yīng)達(dá)到預(yù)計(jì)樁長(zhǎng)以下 3~5d(d 為樁徑),且不得小于 3m;對(duì)大直徑樁,不得小于 5m;
、诳刂菩钥碧娇咨疃葢(yīng)滿足下臥層驗(yàn)算要求;對(duì)需驗(yàn)算沉降的樁基,應(yīng)超過(guò)地基變形計(jì)算深度;
③鉆至預(yù)計(jì)深度遇軟弱層時(shí),應(yīng)予加深;在預(yù)計(jì)勘探孔深度內(nèi)遇穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)巖土?xí)r,可適當(dāng)減小;
④對(duì)可能有多種樁長(zhǎng)方案時(shí),應(yīng)根據(jù)最長(zhǎng)樁方案確定。
18.《高層建筑勘察規(guī)范》第 4.2.3 規(guī)定
、賹(duì)于端承型樁當(dāng)以可壓縮地層(包括全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化巖)作為樁端持力層時(shí),勘探孔深度應(yīng)能滿足沉降計(jì)算的要求,控制性勘探孔的深度應(yīng)深入預(yù)計(jì)樁端持力層以下 5~10m 或 6d~l0d(d 為樁身直徑或方樁的換算直徑,直徑大的樁取小值,直徑小的樁取大值),一般性勘探孔的深度應(yīng)達(dá)到預(yù)計(jì)樁端下 3~5m 或 3d~5d;4.2.4 條規(guī)定。
②對(duì)于摩擦型樁,勘探孔的深度應(yīng)符合下列規(guī)定
a.一般性勘探孔的深度應(yīng)進(jìn)入預(yù)計(jì)樁端持力層或預(yù)計(jì)最大樁端人土深度以下不小于 3m;
b.控制性勘探孔的深度應(yīng)達(dá)群樁樁基(假想的實(shí)體基礎(chǔ))沉降計(jì)算深度以下 1~2m,群樁樁基沉降計(jì)算深度宜取樁端平面以下附加應(yīng)力為上覆土有效自重壓力 20%的深度,或按樁端平面以下(1~1.5)b(b為假想實(shí)體基礎(chǔ)寬度)的深度考慮。樁身深度范圍內(nèi)存在液化土層時(shí),應(yīng)根據(jù)深度和標(biāo)貫數(shù)值折減摩阻力,詳樁基規(guī)范5.2.12 條。宜對(duì)地質(zhì)勘察報(bào)告中的折減系數(shù)進(jìn)行復(fù)核。要求試樁時(shí)的承載力加上折減掉的承載力以及承臺(tái)底面以上部分的摩阻力的極限值。大于 600mm 的灌注樁,配筋長(zhǎng)度不應(yīng)小于樁長(zhǎng)的 2/3。有液化的地區(qū)應(yīng)伸至液化土層底面以下。
19.中間夾有軟弱土層的情況要注意
20.設(shè)計(jì)樁筏基礎(chǔ)時(shí),應(yīng)考慮布樁位置對(duì)筏板內(nèi)力的影響
21. 樁筏基礎(chǔ)的樁的布置不能采取方格網(wǎng)布樁的形式那樣只能作到總體大平衡,未能作到局部平衡,且樁的承載總合力與作用力重心之間的偏心會(huì)增大,對(duì)樁的受力不利,對(duì)筏板的承載力要求太高。設(shè)計(jì)上如果實(shí)在避免不了時(shí),一定要相當(dāng)程度的增大筏板的剛度,否則將造成筏板剪彎破壞,所以一定要注意作到局部平衡。
22.當(dāng)樁圍繞柱墻布置時(shí),基本能保證樁群重心與結(jié)構(gòu)重心一致
23.當(dāng)樁的端承力大于樁承載力的 50%時(shí)即為端承樁或摩擦端承樁。樁身鋼筋應(yīng)有部分或全部通長(zhǎng)。特別應(yīng)注意在采用后壓漿技術(shù)時(shí),本來(lái)是摩擦為主有可能變成端承為主。對(duì)階梯形承臺(tái)和錐形承臺(tái),應(yīng)注意抗剪計(jì)算寬度的取值。
24.預(yù)應(yīng)力混凝土管樁在以下條件不應(yīng)使用
①對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和混凝土有強(qiáng)腐蝕性的場(chǎng)地。
、诖嬖谳^厚中等或嚴(yán)重液化土層的場(chǎng)地。
、劢ㄖY(jié)構(gòu)無(wú)地下室(半地下室),結(jié)構(gòu)高度超過(guò) 28m(10 層以上)的建筑。
④建筑結(jié)構(gòu)有一層地下室,結(jié)構(gòu)高度超過(guò) 80m(25 層以上)的建筑。
、輼抖顺至訛橹形L(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖、碎卵石層,且樁端持力層以上土層均為淤泥質(zhì)土層、淤泥層等軟弱土層。
25.預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮地質(zhì)情況、建筑物荷載、層數(shù)、埋深、抗震、沉樁可能性、液化土層以及施工經(jīng)驗(yàn)等綜合考慮。雖然理論上多少層數(shù)都可以,但從實(shí)際構(gòu)造、耐久性多方面考慮,24 層以上應(yīng)慎用。
26.豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基處理(以 CFG 樁為例)適用條件持力層經(jīng)深寬修正后的承載力特征值考慮下臥層強(qiáng)度等,基本滿足強(qiáng)度要求或稍差一點(diǎn)(相差約 20~30%),地基土較均勻,持力層土較好,可采用復(fù)合地基設(shè)計(jì)。當(dāng)強(qiáng)度基本滿足要求或強(qiáng)度不是問(wèn)題,而變形難于控制,高層建筑的傾斜較難控制時(shí),可采用復(fù)合地基方案。此時(shí)所選擇的豎向增強(qiáng)體樁旨在減小變形,防止傾斜方面發(fā)揮作用。將使地基與基礎(chǔ)的造價(jià)下降較多,不失為經(jīng)濟(jì)合理的方案。復(fù)合地基處理以后,一定要選擇整體性較好的基礎(chǔ)方案,若上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的荷載不大時(shí),也可采用獨(dú)立基礎(chǔ),但應(yīng)加強(qiáng)地梁的剛度。
27.不能各種建筑均采用復(fù)合地基。從公式上看,均可以采用,但應(yīng)分場(chǎng)合探討:承載能力不足的 25 層以上的高層建筑不宜采用。樁端為沉降量很小的土層或巖層時(shí)不宜采用(作用機(jī)理)樁頂(上部)為液化土或很軟的土,不宜采用(特別是散體樁)。
28.增強(qiáng)體頂部應(yīng)設(shè)褥墊層褥墊層可采用中砂、粗砂、礫砂、碎石、卵石等散體材料,碎石、卵石宜摻入 20%~30%的砂。褥墊層有以下作用:
①一定厚度砂石墊層對(duì)豎向增強(qiáng)體頂部的約束起到極大作用,提高樁體頂?shù)目拐鹉芰Α?/p>
、谏笆瘔|層對(duì)樁土協(xié)同工作起到調(diào)整作用。