建筑基礎(chǔ)的設(shè)計探討

建筑基礎(chǔ)的設(shè)計探討摘要：隨著建設(shè)量的增加，建筑設(shè)計特別是建筑的基礎(chǔ)設(shè)計備受關(guān)注，文章從基礎(chǔ)的定義以及重要性著手通過對基礎(chǔ)類型的分析，闡述基礎(chǔ)設(shè)計的要點，并著重介紹樁基礎(chǔ)在基礎(chǔ)設(shè)計中的注意事項。關(guān)鍵字：建筑基礎(chǔ)；基礎(chǔ)形式；樁基礎(chǔ)；選型；Abstract:Withtheconstructionofthequantityincrease,thearchitecturaldesignisthebaseofarchitecturedesignofspecialconcern,thisarticlefromthebasisofthedefinitionandimportanceproceedthroughonthebasisofthetypeofanalysis,thebasicdesignelements,andintroducesemphaticallythepileinfoundationdesignofthemattersneedingattention.Keywords:buildingfoundation;foundation;pilefoundation;typeselection;中圖分類號：TU2文獻標(biāo)識碼：A前言：隨著經(jīng)濟的日益發(fā)展，城市化水平的不斷提高，建筑的建設(shè)活動也日益增多，建筑的建設(shè)過程存在著這樣的特性。建設(shè)活動增多，建設(shè)量增大，建設(shè)的難度增高，建設(shè)的多樣性也不斷增加，建筑的質(zhì)量要求提高。而建筑的建設(shè)過程中，基礎(chǔ)是很重要的部分，建筑工程的最基本保障是對建筑基礎(chǔ)的的保障，建筑物基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)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(chǔ)情況、施工條件和材料供應(yīng)以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經(jīng)濟合理的基礎(chǔ)型式。1.基礎(chǔ)的定義以及重要性1.1基礎(chǔ)：基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接體。基礎(chǔ)把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基?；A(chǔ)是建筑底部與地基接觸的承重構(gòu)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(chǔ)工程是建筑施工的主導(dǎo)工程之一，也是建筑施工技術(shù)最為復(fù)雜、難度最大、工期最長、占投資最多的分部工程。它的施工質(zhì)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(chǔ)的類型及選型原則基礎(chǔ)有三種基本的類型包括：天然地基、樁基礎(chǔ)、樁筏基礎(chǔ)。基礎(chǔ)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(chǔ)，通常是首先考慮的基礎(chǔ)形式?；A(chǔ)形式有擴展基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)三種：擴展基礎(chǔ)獨立擴展基礎(chǔ)和條形擴展基礎(chǔ)，其中分有筋和無筋兩種。筏板基礎(chǔ)獨立基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)擴大為“平面形”的基礎(chǔ)。箱型基礎(chǔ)由“面形”基礎(chǔ)發(fā)展為有空間剛度的“立體”基礎(chǔ)。2.2樁基礎(chǔ)屬深基礎(chǔ)，當(dāng)淺基礎(chǔ)不能滿足承載力或變形要求，或可采用淺基礎(chǔ)但不經(jīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)布樁，橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。同一結(jié)構(gòu)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(nèi)或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內(nèi)。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(yīng)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(yīng)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(fēng)化軟質(zhì)巖不宜小于1.5d；對于碎石土及強風(fēng)化硬質(zhì)巖不宜小于1d，且不小于0.5m。樁端進入中、微風(fēng)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(fēng)化硬質(zhì)巖時，嵌巖深度可適當(dāng)減少，但不宜小于0.2m。當(dāng)場地有液化土層時，樁身應(yīng)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(yīng)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(yīng)小于0.5m，對其他非巖石土且不宜小于1.5m。當(dāng)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(yīng)通過抗拔穩(wěn)定性驗算確定，其深度不應(yīng)小于4倍樁徑，擴大頭直徑及1.5m。2.2.3樁形的選擇：預(yù)應(yīng)力砼管樁基礎(chǔ)具有很多優(yōu)點：樁身質(zhì)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(jīng)濟性好。樁端持力層一般為強風(fēng)化巖層，有時以較厚的全風(fēng)化巖層、殘積土層或粘土層為持力層。最理想的地質(zhì)條件是有效樁長為20m左右，樁端持力層為強風(fēng)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(jīng)濟性最好。但是通常并不適應(yīng)強風(fēng)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(fēng)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(cè)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(shè)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(yīng)用于孔深不太深，樁端持力層常為中風(fēng)化巖或微風(fēng)化巖層，如以強風(fēng)化巖為持力層則需擴孔，孔深范圍內(nèi)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(fēng)化巖層，孔深范圍內(nèi)無孤石，無地下水時可干挖，有地下水時需泥漿護壁，以強風(fēng)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(zhì)條件。樁長幾乎不受限制，樁端持力層可達微風(fēng)化軟質(zhì)巖層，需泥漿護壁，以中風(fēng)化軟質(zhì)巖層為持力層可擴孔，應(yīng)避免沉渣過厚?？赏ㄟ^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(dāng)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(yù)制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質(zhì)量，或為了要趕工期，此時可考慮采用鋼樁。持力層應(yīng)為較硬的土層或風(fēng)化巖層。夯擴樁，當(dāng)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(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗或現(xiàn)場試驗確定其適用性?；A(chǔ)和樁頂之間需設(shè)置一定厚度的褥墊層，保證樁、土共同承擔(dān)荷載形成復(fù)合地基。該法適用于條基、獨立基礎(chǔ)、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(zhì)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(chǔ)樁筏基礎(chǔ)是以上兩種基礎(chǔ)形式的組合，屬特殊的基礎(chǔ)形式。其形成有兩種原因：一是采用常規(guī)的筏板基礎(chǔ)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(dān)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(dān)筏板一部分荷載，以達受力合理，經(jīng)濟性好之目的。2.3.1由于是兩種基礎(chǔ)形式的結(jié)合，設(shè)計難度高，主要在于地基土和樁分擔(dān)荷載的比例的確定。2.3.2樁筏基礎(chǔ)的樁通常是摩擦型樁而不應(yīng)是端承型樁，且基本是均勻密布的。現(xiàn)在我就大型基礎(chǔ)設(shè)計中較多見的基礎(chǔ)類型的樁基礎(chǔ)樁型選擇原則。3結(jié)束語：基礎(chǔ)設(shè)計關(guān)鍵是上部荷載準(zhǔn)確性，上部荷載準(zhǔn)確性關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)選型，即結(jié)構(gòu)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(dǎo)荷準(zhǔn)確，可直接用于基礎(chǔ)設(shè)計。我們可以說基礎(chǔ)的設(shè)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(guān)的要點進行設(shè)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(chǔ)類型的特性以及適用性，只有這樣才能更好的做好基礎(chǔ)的設(shè)計過程。參