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條形基礎

時間:2023-05-31 09:09:10

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇條形基礎,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

條形基礎

第1篇

1、條形基礎翼緣板是基礎梁下面布置板式受力鋼筋,就像飛機兩側的翼膀,厚度大于250毫米時需要做變厚板。

2、條形基礎翼緣板采用負偏差軋制,但按實際重量交貨,利用率較鋼板提高1至5個百分點。條形基礎翼緣板可以按用戶需求,定厚、定寬、定長生產,為用戶減少了切割,并節省工序,降低了人工、材料的消耗,同時也減少了原材料的加工損耗,省時、省力、省料。 產品已專業用于鋼結構制造業、機械制造業、汽車工業、礦山機械、起重機械及其它產業用材。

(來源:文章屋網 )

第2篇

磚混結構是目前廣泛采用的一種結構型式,設計人員往往認為其結構型式簡單,重視不夠,計算不認真,以致引起一系列問題,甚至釀成嚴重質量事故。首先,不少項目在缺少必要的地質勘察資料下憑經驗或盲目進行基礎設計,其后果是建筑物沉降過大或不均勻沉降,甚至開裂、傾斜,或過于保守,導致浪費嚴重。其次,對變形縫設置不按規定,亦無相應技術措施,對墻體穩定和強度不作必要的驗算,或僅按建筑設計作粗略估算,造成結構隱患。其三,在鋼筋混凝土梁、板設計計算方面,忽視剛度要求,撓跨比偏小;承載力計算一般只注意正截面的要求,忽視了斜截面承載力和構造要求。對房屋抗震要求,如圈梁、構造柱的布置等,普遍不夠重視。以上通病,在國家頒發的相關規程、規范中均有明確規定,是屬于有法不依、有章不循的問題,設計人員對此必須引起重視,認真學習規范,嚴格執行規范要求。但也有一些問題,規范尚未涉及,而按常規方法設計計算在某些情況下,會降低建筑的安全度,在此筆者提出與同行作一探討。

2 工程簡介和基礎設計

某5層坡屋面磚混結構住宅樓,層高均為3m,另架空層層高2.2m,基礎埋深H=1.5m,地基承載力Rk=150kN/m2。

(1)基礎寬度設計問題:磚混結構條形基礎寬度在設計中一般是根據各墻段在基礎頂面的豎向荷載和已知的地基承載力沿基礎長度方向取1m長來計算確定的。這種常規設計方法雖簡單方便,但由于基礎縱橫交叉處底面積重疊,用上述方法確定的基礎寬度所構成的基底面積將小于實際所需的基底面積。當地基承載力較低,基礎寬度較大時,問題更加突出,應該對基底寬度進行合理的調整。

(2)按常規方法分析計算基底寬度:將縱橫基礎交叉點定義為節點,每個節點的范圍為開間方向相鄰墻體中心線間的距離及進深方向相鄰墻體中心線間的距離。假定條形基礎的中心線與各墻體的中心線重合,并把節點分類為角節點1、邊節點2、中節點3,則按常規方法求得各墻段的基礎寬度分別為B1=1.39m,B2=1.88m,B3=0.31m,B4=0.88m和B5=1.48m。

對于邊節點2:由B2、B4構成的節點基底面積A1=B2(2.25+B4/2)+B4(1.8-B2/2)×2=1.88×(2.25+0.88/2) +0.88×(1.8-1.88/2)×2=6.57m2;邊節點范圍內基礎頂面荷載合力P=1.8×106×2+2.25×226=890.1kN;P作用下邊節點范圍內實際所需的基底面積A=P/f0=890.1/120=7.42m2。因此,按常規設計方法所得的基底面積與實際所需基底面積相比缺少ΔA=A-A1=7.42-6.57=0.85m2,即有ΔA/A=0.85/7.42=12%。

根據類似計算方法,對于中節點3,可得其A1=8.59m2,P=1227kN,A=10.23m2, 因而ΔA=1.64m2,ΔA/A=16%;對于角節點1,可得其A1=4.71m2,P=566kN,A=4.71m2,因而ΔA=0。由此可見,角節點的基底自然增補面積與重疊面積相等,所以按常規設計方法所得的角節點的基底面積與實際所需基底面積相等。在考慮基礎寬度調整時,只需調整邊節點和中節點即可。

(3)基礎寬度調整方法:由于條形基礎縱橫交叉處面積重疊,按常規方法計算的基底寬度所構成的基底面積比實際所需的基底面積減少了ΔA,應對基底寬度進行調整。 一般情況下,磚混結構條形基礎按地基反力均勻分布進行設計,且在設計中假定“基底總面 積的形心與基底總荷載合力的重心相重合”,因此,不必考慮荷載偏心的影響,只需考慮力的豎向平衡。所以在A1中補足ΔA時,可根據豎向靜力平衡的原理按節點各墻段的豎向荷載的合力與節點荷載總合力的比值將ΔA分配到各個墻段相應的基底面積中去。

設邊節點各墻段應補足的基底面積分別為ΔA2、ΔA4:ΔA2=(2.25×226)×ΔA/P=(2.25×226)×0.85/890.1=0.486m2,ΔA4=(1.8×106)×ΔA/P=(1.8×106)×0.85/890.1=0.182m2;設上述補足的面積ΔA2、ΔA4轉化為各墻段原有基礎增加的寬度相應為ΔB2、ΔB4, 則ΔB2(2.25-B4/2)=ΔA2,得ΔB2=0.27m,故ΔB2/B2=0.27/1.88=14%;(ΔB4/2)×(1.8+1.8-B2/2 ) =ΔA4,得ΔB4=0.14m,故ΔB4/B4=0.14/0.88=16%。在用上述方法計算時,小黑塊面積被重復計算,由于值很小,對工程設計影響不大,可忽略不計。調整后,邊節點基底寬度分別為:B2′=B2+ΔB2=1.88+0.279=2.15m,B4′=B4+ΔB4=0.88+0.14=1.02m。

邊節點計算結果表明:缺少面積ΔA占實際所需面積的12%,B2增加幅度為14% ,B4增加幅度為16%。調整后邊節點的基底面積A′=2.15×(2.25+1.02/2)+1.02×(1.8-2.15/2)=7.413m2≈A=7.42m2,即調整后基底面積與實際所需的基底面積很接近。

用同樣方法可分別求得中節點各墻段應補足的基底面積ΔA2=0.68m2,ΔA5=0.43 m2,ΔA3=0.10m2。將補足的面積轉化為各墻段相應的增加寬度:ΔB2=0.45m,ΔB2/B2=0.45/1.88=24%;ΔB3=0.08m,ΔB3/B3=0.08/0.31=26%;ΔB5=0.34m,ΔB5/B5=0.34/1.48=23%。

3 結論

(1)由于角節點處按常規方法求得的基底寬度所構成的基底面積與實際所需的基底面積 相等,因而不需調整,只需調整邊節點和中節點即可。

第3篇

淺基礎根據材料和受力性能可分為剛性、柔性基礎。

淺基礎根據結構形式可分為擴展基礎、聯合基礎、柱下條形基礎、柱下交叉條形基礎、筏型基礎、箱形基礎和殼體基礎。

淺基礎一般指基礎埋深不大,一般淺于5米,只需經過挖槽,排水等普通施工程序就可建成的基礎。其基礎豎向尺寸與其平面尺寸相當,側面摩擦力對基礎承載力的影響可忽略不計。

墻下條形基礎和柱下獨立基礎統稱為擴展基礎。擴展基礎的左右是把墻或柱下的荷載側向擴展到土中,使之滿足地基承載力的要求,跨站基礎包括無筋擴展基礎和鋼筋混凝土擴展基礎。

當地基較為軟弱、柱荷載或地基壓縮性分布不均勻,以至于采用擴展基礎可能產生較大的不均勻沉降時,常將同一方向上若干柱子的基礎練成一體而形成柱下條形基礎。這種基礎抗彎剛度大,因而具有調整不均勻沉降的能力。

(來源:文章屋網 )

第4篇

關鍵詞: 結構設計;處理措施;后澆帶

Abstract: The author based on years of experience on the basis of structure design are discussed in detail, and presents the corresponding treatment measures, in order to offer colleague reference!

Key words: structural design; treatment; post-pouring belt

中圖分類號: TB482.2 文獻標識碼: A 文章編號:

1基礎的設計

房屋基礎設計是以地質條件、房屋體型功能要求、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抗震烈度等綜合考慮,選擇經濟合理的基礎型式。

砌體結構優先采用剛性條形基礎, 如灰土條形基礎、素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等, 當基礎寬度大于2. 5m時, 可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。多層內框架結構, 如地基土較差時, 中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎, 中柱宜用鋼筋混凝土柱。

無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性, 減少不均勻沉降, 可采用十字交叉梁條形基礎。如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求,又不宜采用樁基或人工地基時, 可采用筏板基礎(有梁或無梁) 。

框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻, 可采用箱形基礎; 柱網不均勻時, 可采用筏板基礎。

有地下室, 無防水要求, 柱網、荷載較均勻、地基較好, 可采用獨立柱基, 抗震設防區加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。

筏板基礎上的柱荷載不大、柱網較小且均勻, 可采用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱距較大時, 宜采用梁板式筏基。

無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連結節點。

框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻, 可選用單獨柱基, 墻下條基, 抗震設防地區柱基下設拉梁并與墻下條基連結在一起。

無地下室, 地基較差, 荷載較大, 柱下可選用交叉條形基礎并與墻下條基連結在一起, 以加強整體性, 如還不能滿足地基承載力或變形要求, 可采用筏板基礎。剪力墻結構無地下室或有地下室, 無防水要求, 地基較好, 宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時, 可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建筑一般都設有地下室, 可采用筏板基礎;如地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時, 采用箱形基礎。

當地基較差, 為滿足地基強度和沉降要求, 可采用樁基或人工處理地基;當天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設計要求, 或經過經濟比較采用淺基礎反而不經濟時,可采用樁基礎。

多棟高樓與裙房在地基較好(如卵石層等) 、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫(沉降縫) 。當地基一般, 通過計算或采取措施(如高層設混凝土樁等) 控制高層和裙房間的沉降差, 則高層和裙房基礎也可不設縫, 建在同一筏基上。施工時可設后澆帶以調整高層與裙房的初期沉降差。

當高層與裙房或地下車庫基礎為整塊筏板鋼筋混凝土基礎時, 在高層基礎附近的裙房或地下車庫基礎內設后澆帶, 以調整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。

2 后澆帶

因調整地基初期不均勻沉降而設的后澆帶,帶寬800 mm~1000 mm。后澆帶自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部設后澆帶, 包括內外墻體。施工時后澆帶兩邊梁板必須支撐好, 直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶內的混凝土等級采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時, 沉降曲線平緩可在高層封頂一個月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆間。

基礎后澆帶封閉前要求施工時覆蓋, 以免雜物垃圾掉落而難于清理。并提出清除雜物垃圾的措施, 如后澆帶處墊層局部降低等。

必須指出的是, 后澆帶只能解決施工期間的混凝土自收縮, 它不能解決由于溫度變化引起的結構應力集中, 更不能替代伸縮縫。有一些結構設計者將后澆帶和伸縮縫等同起來的看法是錯誤的, 因為兩者的作用并不相同。

當地下室結構超長過多, 單靠設置后澆帶不足以解決混凝土收縮和溫度變化問題時, 可以考慮采用補償收縮混凝土, 在適當位置設置膨脹加強帶。采用這種方法, 不僅可以進一步增大伸縮縫最大間距, 而且可以用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶, 而實現混凝土的連續澆筑即無縫施工。但應注意, 采用膨脹加強帶取代部分施工后澆帶時,膨脹加強帶的位置應設置在結構溫度應力集中部位, 并應制定嚴格的技術保障措施, 保證混凝土原材料的質量和微膨脹劑的配合比準確, 結構設計應對地下室結構各部位混凝土的限制膨脹率提出明確要求。

筆者曾經參觀過某工程, 高層建筑地下一層, 地上十六層, 純地下車庫一層, 與高層建筑地下室貫通, 其間設置了沉降縫, 基礎埋深基本相同, 沉降縫間采用硬質材料填充。由于沒有解決好高層建筑與地下車庫間的互傾問題,建筑投入使用后, 發現沉降縫兩側墻體開裂, 造成地下室滲漏。

施工后澆帶的位置, 應根據基礎和上部結構布置的具體情況確定, 不能想當然, 搞一刀切。后澆帶應設置在結構受力較小處, 一般在梁、板跨度內的三分之一處, 結構彎矩和剪力均較小, 且宜自上而下對齊, 豎向上不宜錯開,后澆帶間距一般為30米到50米。在高層建筑與裙房之間設置后澆帶時, 后澆帶宜處于裙房一側, 且在結構設計上,應注意加強高層建筑與裙房相連部位的構造, 提高縱向鋼筋配筋率, 用以抵抗后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力。為減小后澆帶封閉后由剩余差異沉降差所引起的結構內力, 尚應采取其他措施, 通常可考慮以下方法:

(1) 高層建筑采用樁基或其他地基基礎處理方法, 或補償基礎, 盡量擴大高層建筑基礎與地基接觸面積, 減小高層建筑基礎底面接觸壓力, 而裙房則采用埋深較淺的獨立柱基或條形基礎等, 調節高層建筑與裙房之間的差異沉降。

(2)盡量減小裙房部分基礎與地基的接觸面積, 即盡量增大裙房部分的基礎底面接觸壓力。

(3) 結合高層建筑埋置深度要求, 調整高層建筑地下室高度, 使地基持力層落在壓縮性小、地基承載力高的土層上, 可有效地減小高層建筑的沉降量。

進行地基基礎設計時, 結構設計者應結合工程具體情況, 多方面對比, 選擇經濟合理的方案。

3結束語

第5篇

取的工程技術措施。主要分為基礎工程措施和巖土加固措施。本文簡述了當前我

國建筑地基與基礎工程施工的一些方法。

關鍵詞:建筑地基基礎;施工:處理

Abstract: the foundation treatment is to improve the supporting buildings foundation (soil or rock), the status of the plant capacity or impermeable ability by themselves

The engineering technical measures taken. Main into base engineering measures and geotechnical reinforcement measures. This paper introduced the I

Countries with basic engineering construction of foundation construction of some of the method.

Keywords: building foundation; Construction: treatment

中圖分類號:TU47文獻標識碼:A文章編號:

地基處理工程的設計和施工質量直接關系到建筑物的安全,如處理不當,往往發生工程事故,且事后補救大多比較困難。因此,對地基處理要求實行嚴格的質量控制和驗收制度,以確保工程質量。

一地基礎的施工

建筑基礎設計應根據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抗震烈度等綜合考慮,選擇經濟合理的基礎型式。

砌體結構優先采用剛性條形基礎,如灰土條形基礎、C15素混凝土條形基礎.毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等,當基礎寬度大于2.5m時,可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。

多層內框架結構,如地基土較差時,中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎,中柱宜用鋼筋混凝土柱。無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性,減少不均勻沉降,可采用十字交叉梁條形基礎。

如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求,又不宜采樁基或人工地基時,可采用筏板基礎(有梁或無梁)。

框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻,可采用箱形基礎,柱網不均勻時,可采用筏板基礎。有地下,無防水要求,柱網、荷載較均勻、地基較好,可采用獨立柱基,抗震設防區加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。筏板基礎上的柱荷載不大,宜采用梁板式笩基。無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連接節點。

框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻,可選用單獨柱基,墻下條基,抗震設防地區柱基下設拉梁并與墻下條基連結在一起。

無地下室,地基較差,荷載較大,柱下可選用交叉條形基礎并與墻下條基連結在一起,以加強整體性,如還不能滿足地基承載力或變形要求,可采用伐板基礎。剪力墻結構無地下室或有地下室,無防水要求,地基較好,宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時,可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建筑一般都設地下室,可采用筏板基礎;如地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時,采用箱形基礎。當地基較差,為滿足地基強度和沉降要求,可采用樁基或人工處理地基。多棟高樓與裙房在地基較好(如卵石層等)、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫(沉降縫)。當地基一般,通過計算或采取措施(如高層設混凝土樁等)控制高層和裙房間的沉降差,則高層和裙房基礎也可不設縫,建在同一箋基上。施工時可設后澆帶以調整高層與裙房的初期沉降差。

二、地基處理技術

(一)水泥粉煤灰碎石柱(CFG樁)復合地基成套技術

水泥粉煤灰碎石樁復合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂加水拌合形成的高粘結強度樁(簡稱CFG樁),通過在基礎和樁頂之間設置一定厚度的褥墊層保證樁、同承擔荷載,使樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。樁端持力層應選擇承載力相對較高的土層。水泥粉煤灰碎石樁復合地基具有承載力提高幅度大,地基變形小等特點,并具有較大的使用范圍。

根據工程實際情況,水泥粉煤灰碎石樁常用的施工工藝包括長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁、振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔灌注成樁。

(二)夯實水泥土樁復合地基成套技術

夯實水泥土樁是用人工或機械成孔,選用相對單一的土質材料,與水泥按一定配比,在孔外充分拌和均勻制成水泥土,分層向孔內回填并強力務實,制成均勻的水泥土樁。通過在基礎和樁項之間設置一定厚度的褥墊層,使樁、樁間土和褥墊層一起構成復合地基。由于夯實中形成的高密度及水泥土本身的的強度,與攪拌水泥土樁相比,夯實水泥土樁樁體有較高強度。夯實水泥土樁復合地基具有樁身強度均勻、施工速度快、不受場地的影響、造價低、無污染等特點。

(三)真空預壓法加固軟基技術

真空預壓法是在需要加固的軟粘土地基內設置砂井或塑料排水板,然后在地面鋪設砂墊層,其上覆蓋不透氣的密封膜使與大氣隔絕,通過埋設于砂墊層中的吸水管道,用真空裝置進行抽氣,將膜內空氣排出,因而在膜內外產生一個氣壓差,這部分氣壓差即變成作用于地基上的荷載。地基隨著等向應力的增力而固結。抽真空前,土中的有效應力等于土的白重應力,抽真空后,土體完成固結時,真空壓力完全轉化為有效應力。

該地基加固方法適用干軟粘土的地基加固,在我國廣泛存在著海相、湖相及河相沉積的軟弱粘土層。這種土的特點是含水量大、壓縮性高、強度低、透水性差。在建筑物荷載作用下會產生相當大的沉降和沉降差。對于該種地基,尤其是大面積處理時,真空預壓法是處理軟粘土地基的有效方法之一。

(四)土工合成材料應用技術.

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料,分為土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料等種。土工合成材料具有過濾、排水、隔離、加筋、防滲和防護等六大功能及作用。在我國不僅已經廣泛應用于建筑工程的各種領域,而且已成功地研究、開發了成套的應用技術。

如:土工織物濾層應用技術;土工合成材料加筋墊層應用技術;土工合成材料加筋擋土墻、陡坡及碼頭岸壁應用技術,土工織物軟體排應用技術,土工織物

充填袋應用技術,模袋混凝土應用技術,土工膜防滲墻和防滲鋪蓋應用技術等。

結語:

第6篇

關鍵詞:框架結構;設計;基礎

Abstract: the basic frame structure design is that the entire frame structure of the building design is an important part, do this part of the work can be effective guide related construction units for scientific and reasonable analysis. The article based on the design of the frame structure is analyzed.

Keywords: frame structure; Design; foundation

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

對框架結構基礎設計進行分析,是所有有框架結構的工程進行施工的基本工作,相關設計人員必須要在工程的實際情況上,根據既有原理,選擇相應的設計方法,設計出適合工程進展的設計方案。

一、基礎的類型及其選型

框架結構對基礎的要求是比較高的,首先其必須要滿足承載力要求,同時又必須要有足夠的剛度,以便可以調節可能出現的地基不均勻沉降。從基礎的作用上看,其主要是承擔將上部結構的荷載可靠地傳遞給地基的作用。從其形式上看,多層房屋常用的基礎的形式有獨立基礎、條形基礎、十字形基礎、片筏基礎、箱形基礎和樁基礎。前5種基礎稱為淺基礎,樁基礎屬于深基礎。

如果層數不多、荷載不大,同時場地的土地質條件較好,地基承載力較高,土層分布均勻時,柱下獨立基礎也適用于多層框架結構;而如果柱距、荷載都是較大,或者地基承載力不是很高時,采用單個基礎的底面積將會很大,這個時候就可以把單個基礎在一個方向連成條形,進而做成柱下條形基礎。與獨立基礎相比,條形基礎的優勢是可以適當調節地基可能產生的不均勻沉降,這樣就很好的減輕不均勻沉降,對上部結構所造成的危害。所以,柱下條形基礎常做成肋梁式的,因為其可以保證一定的底板面積,同時最大限度的又增加基礎的剛度,以及其調節地基不均勻沉降的能力。在選擇橫向框架承重方案時,應該考慮在橫向布置條形基礎上,縱向則布置構造連系梁,也就是說讓條形基礎的布置方向與承重框架方向一致;而對于縱向框架承重方案,在縱向布置條形的基礎之上,應該可以橫向布置構造連系梁。

假如房屋設有地下室,可以將地下室底板、側板和頂板連成整體,同時設置一定數量的隔板,形成箱形基礎。剛度大,調節地基不均勻沉降的能力強是箱形基礎的特點。要特別指出的是,為了形成整體工作,隔墻是箱形基礎必不可少的組成部分。假如沒有隔墻,那地下室的底板按一般片筏基礎設計;頂板按一般樓蓋設計;側板則按承受土壓力的板設計。

當使用片筏基礎后,地基的承載力和變形還是無法滿足要求,就需要采用樁基礎將上部荷載傳至較汀的持力層。高層建筑的主要基礎形式是樁基礎,當然有時結合地下室,也會采用樁――箱復合基礎。通常情況下,淺基礎的工程造價比深基礎低,但也不是絕對的,當持力層較深時,為了減少挖土量,多層房屋使用樁基礎往往會是較為經濟的方案。場地土的工程地質情況、上部結構對地基不均勻沉降的敏感程度、上部糾陶荷載的大小以及現場施工條件等因素,是基礎類型選擇時需考慮的。

二、條形基礎設計

(一)條形基礎的內力分析

(1)確定基底反力和基礎底面尺寸

如果采用文克勒地基模型,加上剛性基礎假定,我們可以推出基底反力為線性分布:設條形基礎的長為L,寬為B,根據基礎的平衡條件(基底反力的合力和合力點位置必須與上部荷載相同),可以得到基底反力的最大值和最小值。

(2)靜力法

一般情況下,沿長度方向等截面的基礎梁,其自重和覆土重,通常不可能在梁內形成彎矩和剪力,所以在進行基礎內力分析時,當然基底反力采用不包括基礎自重和覆土重的凈反力。基礎梁在基底凈反力和柱子傳來的豎向力、力矩作用下,可利用理論力學中的截面法求出任一截面的彎矩和剪力。比如說可以選取若干個截面進行計算,然后繪制彎矩圖、剪力圖。

(3)倒梁法

倒梁法將基礎梁作為以柱子為鉸支座的連續梁,使用結構力學中力法、位移法或彎矩分配法可以有效的計算。通常來說,用倒梁法計算所得的支座反力不一定等于上部柱子傳來的豎向荷載。也就是說在上部結構與基礎之間,不滿足力的平衡條件,計算結果應該要進行調整。在實際施工中中,我們往往是通過調整局部基底反力來消除這種差異。基底反力的調整值,一般是把支座反力與軸力間的差值,均勻分布在相應支座兩側各1/3跨度范圍內,然后再進行一次連續梁分析。假如調整后柱子軸力與支座反力存在較大的差異,應該繼續調整,直到兩者基本平衡。

(4)靜力法與倒梁法的比較

對于同一個基礎梁,采用靜力法和倒梁法計算的結果是不一樣的,當然也讓有一致的時候,即當用倒梁法計算出的支座反力未經調整剛好等于柱軸力時,兩者一致。靜力法的適用情況:當層數較少,樓蓋剛度較小時,上部結構的剛度較小時;反之,當層數較多,樓蓋剛度較大時,上部結構的剛度較大,倒梁法就比較合適了。當然在實際工程中,其上部結構剛度既不是絕對柔性,也不是絕對剛性,必要時可參考上述兩種簡化計算結果的內力包絡圖進行截面設計。

如前所述,基礎與上部結構之間力的平衡和變形協調,是任何基礎分析模型都必須要滿足的條件。在這方面,靜力法和倒梁法的途徑是不一樣的。靜力法通過將柱子內力直接作用于基礎,來滿足力的平衡。根據上部結構柔性假定,柱子自動具有與接觸點基礎梁相同的變形。倒梁法的柱與基礎交接,使基礎在鉸接點具有與柱相同的變形;而力的平衡是通過不斷調整局部基底反力來滿足的。

(二)條形基礎的截面設計

條形基礎的截面設計主要由肋梁和翼板構成。肋梁需進行受彎承載力計算、受剪承載力計算和抗沖切承載力計算,肋梁的沖切破壞面。翼板需進行受彎承載力計算和抗沖切承載力計算。底板抗彎計算時,翼板沖切破壞面。肋梁的彎矩和剪力由上面的基礎內力分析得到,翼板的彎矩可按以肋梁為固定端的懸臂板計算,

三、基礎分析模型

其實上部結構、基礎和地基共同作用,是一個整體,從理論上將三者作為一個整體進行分析是較為理想的,但是在實際的工作中為了減輕計算工作量,我們可以適當的采用簡化分析模型,也就是把上部結構與地基基礎分開進行分析。

(一)地基模型

對地基沉降與基底壓力之間關系的描述就是地基模型。地基的模型的種類很多,使用最廣泛的最簡單的地基模型是文克勒模型。這種模型假定地基上某一點所受到的壓強與該點的地基沉降成正比,其比例系數稱為基床系數。在這樣假定之下,任一點的沉降只是和該點受到的壓強有關,但是與其它點的壓強無關,也就是說起實際上是忽略了地基土的剪應力。

該模型忽略了剪應力的存在,那就是說該模型地基中的附加應力,一般是不可能向四周擴散分布的,這就不可能使基地以外的地表發生沉降,但是這樣的現象實際上是不符合實際情況的。但是該模型簡單,目前仍相當普遍地使用。對于厚度不超過基礎寬度一半的薄壓縮層地基較適用于這種模型。

另一種較為常用的地基模型是半空間地基模型。這種模型的理論前提是,將地基假定為半無限空間勻質彈性體,地基上任意一點的沉降與整個基底反力的分布有關。這種彈性半空間模型,與前一種模型相比,考慮應力和變形的擴散,但計算的準確性存在問題,其所得的沉降量和地表的沉降范圍往往會超過實測的結果。通常情況下,這是由于實際地基的壓縮層厚度都是有限的造成的。

(二)基礎模型

當前,大部分的基礎的解析分析,基本上都是建立在文克勒地基模型上的。如果對上部結構、基礎和地基進行整體數值分析,那通常可以采用其它地基模型。基礎的分析模型主要與地基模型、基礎和上部結構有關。舉例來說,剛性基礎模型是假定基礎剛度相對于地基為無限大,因而地基發生沉降后,基礎僅發生剛移,即基礎的沉降沿水平方向線性分布。由于總是假定基礎與地基保持接觸,即滿足變形協調條件,所以地基沉降沿水平方向也應該是線性分布的。根據文克勒地基假定,基底反力必定是線性分布,這時可以由靜力方法平衡條件確定地基反力分布。

四、結束語

總之,在實際的工作中,設計人員必須要對框架結構基礎設計進行有效的分析,確保所用理論和科學性,同時保證設計方案的有效性。只有在科學有效的設計方案指導下,才能夠保證工程的整體質量。

參考文獻:

[1]趙勇,李偉興,黃鼎業.后張預應力混凝土結構的次軸力[J].四川建筑科學研究,2003年01期

[2]何林,肖承波,吳體.某工程加層部分的安全性鑒定[J].四川建筑科學研究,2003年02期

第7篇

關鍵詞:地基技術;設計;差異

中圖分類號: TU47 文獻標識碼: A 文章編號:

地基技術設計是建筑物設計的一個重要組成部分,同時,我們在設計時,還應綜合考慮場地的工程地質和水文地質條件,也應考慮建筑物使用要求、上部結構特點和施工條件等各種因素。在進行地基淺基礎和深基礎的設計時,充分考慮并充分發揮地基的承載能力,深度調查研究,才可以科學合理的確定設計方案。

天然地基依基礎埋置深度,可分為淺地基和深地基,一般而言,通常把位于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基礎(柱基或墻基)以及埋置深度雖超過5m,但小于基礎寬度的大尺寸基礎(如箱形基礎),統稱為天然地基上的淺基礎。位于地基深處承載力較高的土層上,埋置深度大于5m或大于基礎寬度的基礎,稱為深基礎,如樁基、地下連續墻、墩基和沉井等。

當進行天然地基上淺基礎設計時,除了要保證基礎本身有足夠的強度和穩定性以支撐上部結構的荷載外,同時要考慮地基的強度、穩定性及變形必須控制在容許范圍內。滿足上述要求的方案可能不止一個,這時只有根據技術經濟指標以及施工條件等因素進行比較,才能確定最為合理優化的方案。

一、從概念上劃分

1、深基礎:深基礎是埋深較大,以下部堅實土層或巖層作為持力層的基礎,其作用是把所承受的荷載相對集中地傳遞到地基的深層,而不像淺基礎那樣,是通過基礎底面把所承受的荷載擴散分布于地基的淺層。因此,當建筑場地的淺層土質不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求,而又不適宜采用地基處理措施時,就要考慮采用深基礎方案了。深基礎有樁基礎、墩基礎、地下連續墻、沉井和沉箱等幾種類型。

2、淺基礎:其基礎豎向尺寸與其平面尺寸相當,側面摩擦力對基礎承載力的影響可忽略不計。淺基礎根據結構形式可分為擴展基礎、聯合基礎、柱下條形基礎、柱下交叉條形基礎、筏形基礎、箱形基礎和殼體基礎。

二、從其施工特點分類上劃分

1、淺基礎的施工特點:(1)淺基礎在一些地基承載力比較高的地區地基不需要加固處理,因此對基底土的施工要求嚴格,比如:機械挖土要求留置20-30mm土層,人工清槽,防止地基土撓動;冬季施工需要對地基土加強保溫防凍措施,雨季盡量避開雨天施工等。(2)基坑挖土要根據土質情況進行放坡,確保邊坡穩定。(3)在陸地上明挖基礎時,先進行基坑定位放樣,再進行開挖、支護、基坑排水、地基檢驗、砌筑及基坑回填等工序。

(4)在水中明挖基礎時,首先要修筑圍堰,再把圍堰內水排干,才可以繼續開挖基坑。水位較高地區應根據情況編制降水、排水方案,并按方案實施。當無法將水排走時,只能進行水下施工或進行鋼板樁圍堰、雙壁鋼圍堰、沉井等施工方法實現。

(5)開挖時一般分為人工開挖和機械開挖兩種,結合目前的施工條件,一般采用挖土機、推土機并配合自卸汽車進行淺基礎的開挖,有效的提高了施工進度

2、深基礎的施工特點:(1)基坑支護是深基礎施工首先要考慮的問題,最常用的支護方法是簡易細石混凝土加鋼絲網護坡、錨桿支護、土釘墻支護。一些土質較差的地區,如上海采用樁(混凝土預制樁、深層水泥土攪拌樁、鋼板樁等)支護較多見,大型深基坑則采用鉆孔灌注樁、地下連續墻等支護工藝。(2)深基坑降水,較淺的深基礎施工在一些水位較深地區根據情況可以不考慮降水(我們這里小于7米一般不考慮降水),而在一些水位較高地區,基坑降水是深基坑施工的重要和關鍵環節。(3)基坑排水,一般深基坑施工周期較長,地表水的排除,防止灌入坑內也是必不可少的環節。(4)觀測,含基坑本身的觀測和周圍環境的觀測。基坑本身主要是坑壁沉降和位移,周圍環境主要是周圍建筑物、地下管線、外界路面等的觀測。一般建設單位委托有資質單位觀測。(5)深基坑施工前應制定相應的施工方案,如基坑支護方案、降(排)水方案、觀測方案等,并經相關單位審批。

三、從其結構形式分類上劃分

1、淺基礎根據結構形式可分為擴展基礎、聯合基礎、柱下條形基礎、柱下交叉條形基礎、筏形基礎、箱形基礎和殼體基礎。

(1)擴展基礎:墻下條形基礎和柱下獨立基礎。擴展基礎的左右是把墻或柱下的荷載側向擴展到土中,使之滿足地基承載力的要求,擴展基礎包括無筋擴展基礎和鋼筋混凝土擴展基礎。

(2)聯合基礎:聯合基礎主要指同列相鄰兩柱公共的鋼筋混凝土基礎,即雙柱聯合基礎。在為相鄰兩柱分別配置獨立基礎時,常因其中一柱靠近建筑界限,或因兩柱間距較小,而出現基地面積不足或者荷載偏心過大等的情況,此時可考慮采用聯合基礎。聯合基礎也可用于調整相鄰兩柱的沉降差或防止兩者之間的相向傾斜等。

(3)柱下條形基礎:當地基較為軟弱、柱荷載或地基壓縮性分布不均勻,以至于采用擴展基礎可能產生較大的不均勻沉降時,常將同一方向上若干柱子的基礎練成一體而形成柱下條形基礎。

這種基礎抗彎剛度大,因而具有調整不均勻沉降的能力。

(4)柱下交叉條形基礎:如果地基軟弱且在兩個方向上分布不均,需要基礎在兩個方向都具有一定的剛度來調整不均勻沉降,則可在柱網下縱橫兩向分別設置鋼筋混凝土條形基礎,從而形成柱下交叉條形基礎。

(5)筏型基礎:當柱下交叉條形基礎底面積占建筑物平面面積的比例較大,或者建筑物在使用上有要求時,可以再建筑物的柱、墻下做成一塊滿堂的基礎,就是筏型基礎。此基礎用于多層與高層建筑,分平板式和梁板式。由于其整體剛度相當大,能將各個柱子的沉降調整得比較均勻。此外還具有跨越地下淺層小洞穴、增強建筑物的整體抗震性能,作為地下室、油庫、水池等防滲地板的功能。

(6)殼體基礎:為了充分發揮混凝土抗壓性能好的優點,可將基礎的形式做成殼體。常見的形式有:正圓錐殼、M型組合殼和內球外錐殼。其優點是材料省、造價低。但是施工工期長、工作量大且技術要求高。

2、深基礎一般在淺層土質不能滿足建筑物對地基承載力和變形要求,而又不適宜采取地基處理措施時采用。深基礎的類型主要有樁基礎,地下連續墻,沉井基礎,最為常用的是樁基礎。

(1)樁基礎:樁基礎由基樁和聯接于樁頂的承臺共同組成。若樁身全部埋于土中,承臺底面與土體接觸,則稱為低承臺樁基;若樁身上部露出地面而承臺底位于地面以上,則稱為高承臺樁基。建筑樁基通常為低承臺樁基礎。高層建筑中,樁基礎應用廣泛。樁支承于堅硬的(基巖、密實的卵礫石層)或較硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力層,具有很高的豎向單樁承載力或群樁承載力,足以承擔高層建筑的全部豎向荷載(包括偏心荷載)。

(2)地下連續墻:利用各種挖槽機械,借助于泥漿的護壁作用,在地下挖出窄而深的溝槽,并在其內澆注適當的材料而形成一道具有防滲(水)、擋土和承重功能的連續的地下墻體。地下連續墻可以組成具有很大承載力的任意多邊形連續墻代替樁基礎、沉井基礎或沉箱基礎。對土壤的適應范圍很廣,在軟弱的沖積層、中硬地層、密實的砂礫層以及巖石的地基中都可施工。初期用于壩體防滲,水庫地下截流,后發展為擋土墻、地下結構的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街、地下鐵道、地下倉庫、礦井等均可應用。

(3)沉井基礎:以沉井作為基礎結構,將上部荷載傳至地基的一種深基礎。沉井是一個無底無蓋的井筒,一般由刃腳、井壁、隔墻等部分組成。在沉井內挖土使其下沉,達到設計標高后,進行混凝土封底、填心、修建頂蓋,構成沉井基礎。沉井基礎具有較大的承載面積,能承受較大的垂直和水平荷載。此外,沉井既是沉井基礎,又是施工時的擋土和擋水圍堰結構物,其施工工藝簡便,技術穩妥可靠,無需特殊專業設備,并可做成補償性基礎,避免過大沉降,在深基礎或地下結構中應用較為廣泛,如橋梁墩臺基礎、地下泵房、水池、油庫、礦用豎井以及大型設備基礎、高層和超高層建筑物基礎等。

綜上可見,地基技術設計是建筑物設計的一個重要組成部分,同時,我們在設計時,還應綜合考慮場地的工程地質和水文地質條件,也應考慮建筑物使用要求、上部結構特點和施工條件等各種因素。在進行地基淺基礎和深基礎的設計時,充分考慮并充分發揮地基的承載能力,深度調查研究,才可以科學合理的確定設計方案。

參考文獻

[1]鄧曉鋒. 房屋建筑工程的軟土地基處理措施[J]. 科技資訊. 2010(28)

第8篇

關鍵詞:鐵路既有電氣化;線路承重;防電棚設計

中圖分類號:U223 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)01-0116-03

1 防電棚設計

本防電棚跨垂直鐵路方向采用四排鋼立柱跨過,在廣深四線外邊Ⅲ、IV線二側各設置一排鋼立柱,在Ⅱ、Ⅲ線間和I、IV線間各設置一排鋼立柱;四排鋼立柱均超出鐵路線軌面7m,每排鋼立柱間通過底部混凝土橫梁、頂部I36c工字鋼和中間剪刀撐連成一排整體;再在鋼立柱頂部采用I36c橫向工字鋼把四排鋼立柱整體連成“門”字結構。跨Ⅲ線工字鋼橫梁因棚頂距鋼梁底凈空不夠且此處為本支撐防電棚承力較小部位,采用I25a工字鋼。

2 結構簡算

2.1 設計方案

基礎采用條形基礎,條形基礎長24m、寬1.5m、深1m。立柱采用320×320×8mm鋼立柱,立柱高度有8m和10m。立柱頂縱梁采用I36c工字鋼、橫梁采用I36c工字鋼,橫梁跨度12.5m,橫梁間距0.4m,橫梁上包裹防電膠,橫梁上鋪設5mm厚鋼板,2.0cm厚夾板、夾板上鋪設彩條布、特種防電絕緣材料防水層和保護層。

2.2 橫梁驗算

橫梁采用I36c工字鋼,以須在跨內設置臨時支墩的第一跨和第二跨橫梁進行計算,第一跨跨度8.2m,第二跨跨度12.5m,橫梁間距0.4m。橫梁承受5mm厚鋼板、2.0cm厚模板、彩條布、特種防電絕緣材料防水層和保護層、鋼箱梁荷載、施工臨時荷載等。荷載統計(第一跨以N2Y46.5t,第二跨以S3的一半鋼箱梁考慮)。

I36c工字鋼:單位自重量q1=71.2kg/m=0.712kN/m

Q1=0.712×12.5=8.9kN

鋼箱梁自重:S3鋼箱梁兩片共重為96t=960kN,則一片為48t,兩邊臨時支架支座反力各取24t=240kN。

每片鋼箱梁的荷載由2.8/0.4=7片,按6片I36c工字鋼驗算。

每片I36c工字鋼承受外力Q2=240/6=40kN/片

所以I36c工字鋼受力為Q1+Q2=48.9kN,受力模型

如下:

圖1 受力簡圖

由計算可知Mmax=71.9kN·m

2.2.1 彎曲強度驗算:

σ=Mmax/Wx=71.9kN·m/(962㎝3)=74.7MPa

2.2.2 驗算撓度:

=22.4mm

2.3 縱梁驗算(I36c工字鋼驗算)

縱梁采用兩根I36c工字鋼:

在箱梁底部2.8m的范圍內橫梁,每一片I36c工字鋼橫梁支座最大反力為48.9×(12.5-1.703)/12.5=42.24kN,故每片橫梁傳遞給縱梁的力為42.24kN,共6片橫梁。縱梁取計算長度L0=2m,共5根橫梁。

按最不利取值:

2.3.1 彎曲強度驗算:

近似將集中力換算為均布荷載,即:

q=(42.24×5)/2+0.712×2=107.1kN/m

σ=M/Wx=0.125×107.1×22/(2×962㎝3)=27.9MPa

2.3.2 驗算撓度:

fmax=5ql4/384EI=5×107.1×1000×24/(384×2.1×1011×2×17310×10-8)

=0.31mm

2.4 立柱受力及穩定計算

2.4.1 立柱受力計算:

立柱采用320×320×8mm組成的方形鋼立柱,立柱高度10m,立柱間距2m。

荷載統計(以每根立柱為研究對象):

最不利橫梁傳給縱梁的力:105.6kN/m×2m=211.2kN(實際只有幾根能達到這么大的力)

縱梁自重產生的力:0.945kN/m×2×2m=3.78kN

立柱自重產生的力:0.8kN/m×10m=8.0kN

最不利立柱合計:223.0kN,計算取為平均每根柱200kN。

2.4.2 立柱穩定驗算:

對于軸心受壓構件,其整體穩定性滿足N/Am≤φ1[σ]

荷載統計(以每根立柱為研究對象):

由橫梁受力分析可知鋼柱受橫梁最大傳力為223kN

立柱自重產生的力:0.592kN/m×10m=5.92kN

立柱合計:228.92kN,計算取為229kN。

Am=322-(32-0.8)2=50.56cm2

I=[324-(32-0.8)4]/12=8415.881cm4

回轉半徑:i=(I/A)1/2=(8415.881/50.56)1/2

=12.9cm

自由長度:L=1000cm

長細比:λ=μL/i=0.7×1000/12.9=54.26(因相鄰立柱間為剪刀撐聯結,計算長細比時按按一端固定一端鉸支計算,故取長度系數0.7)

σ=N/Am=229×1000/0.00841588=27.2MPa

剛度驗算:《橋規》中規定,對于主桁架中的受壓構件,其長細比不得大于容許長細比[λ]=100,上述λ=54.26

由以上分析可知立柱整體穩定。

2.5 基礎及地基承載力驗算

地基承載力按100kPa計算。基礎采用條形基礎,條形基礎長24m、寬1.5m、深0.8m。

根據計算所得,每根鋼立柱頂承受的外力按200kN

計算。

受力如圖:

圖2 防電棚基礎簡圖

根據《建筑地基基礎設計規范》第8.3.2條:柱下條形基礎的計算,在比較均勻的地基上,上部結構剛度較好,荷載分布較均勻,且條形基礎梁的高度不小于1/6柱距時,地基反力可按直線分布,條形基礎梁的內力可按連續梁計算,此時邊跨跨中彎矩及第一內支座的彎矩值宜乘以1.2的系數。由于防電棚各柱之間沉降量小,剛度大,所以本設計采用倒梁法計算條形基礎。

2.5.1 確定基底尺寸:

地基基本承載力fa=100kPa

基礎總長度L=24m

埋入深度0.8m

基礎底面寬度:

取B=1.5m

2.5.2 確定基底尺寸:在對稱荷載作用下,基底反力呈均勻分布,單位長度的基底凈反力:

取對稱結構,采用力矩分配法,計算基礎內力。

圖3 基礎受力圖

固定端彎矩:

MCD=-MDC=-30.57kN·m

MDE=-MED=-30.57kN·m

MEF=-MFE=-30.57kN·m

彎矩分配系數設EI/2=i。

B節點:

C節點:

依此類推:

圖4 基礎內力圖

由計算得知:最大彎矩為A點的M=44.3kN·m

根據《建筑地基基礎設計規范》第8.3.2條第一款規定,邊跨跨中彎矩及第一內支座的彎矩值乘以1.2的系數,故:

邊跨跨中彎矩M=1.2×16.5=19.8kN·m

第一內支座彎矩M=1.2×26.5=31.8kN·m

2.5.3 驗算部分:

地基承載力驗算:

根據《建筑地基基礎設計規范》第5.2.2條可知:

偏心荷載作用時:

式中:

Fk—相應于荷載效應標準組合時,上部結構傳至基礎頂面的豎向力

Gk—基礎自重和基礎上的土重

Mk—相應于荷載效應標準組合時,作用于基礎地面的力矩值

W—基礎地面的抵抗矩

本設計:Fk=12×200=2400kN

Gk=23×24×1.5×0.8=662.4kN

A=24×1.5=36m2

Mk=44.3kN·m

W=bh3/6=2.048m3

1.2fa=1.2×100=120kPa

Pkmax=106.6KPa

滿足驗算。

沖切承載力驗算:根據《建筑地基基礎設計規范》第8.2.7條第二款可知:對于矩形截面柱的矩形基礎,應驗算柱與基礎交接處以及基礎變階處的受沖切承載力。

受沖切承載力應按下列公式驗算:

本設計中:

=399.5kN

則Fl=pjAl=88.3×1.4575=128.7kN

滿足驗算。

3 防電棚施工

3.1 防電棚基礎施工

挖孔樁和條形基礎施工注意事項:

3.1.1 挖孔樁和條形基礎施工時間安排必須是下半夜或封鎖施工。

3.1.2 在線間或鐵路兩側進行基礎施工時,同時施工人員要做好列車通過的調度時間的協調與聯絡。

3.1.3 挖孔樁護壁內需加設鋼筋,護壁砼必須及時澆灌;當土質較差時,每挖30~50cm高澆灌一次護壁砼,當土質較好時,每挖1m澆灌一次護壁砼。

3.1.4 由于線間距較小,條形基礎開挖時應先按每1.5m打兩根Φ22~Φ25支撐鋼筋或角鋼(基礎一側一根),一邊開挖基坑一邊加設木擋板及臨時支撐;基坑分段開挖(每晚擬挖15m左右),開挖出來的基坑及時澆灌c25商品砼并埋設好柱子Φ22錨固螺栓。當作業時間不允許灌基礎砼時,及時用袋裝石碴回填,恢復線路狀況,等待第二天封鎖繼續施工,樁基頂部預埋鋼筋與條形基礎連成整體。

3.2 防電棚安裝與拆除施工

3.2.1 安裝施工:

鋼立柱:封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區間K144+280~K144+380之間線路,共有鋼立柱64根,封鎖停電21個晚上,用兩臺16t軌道吊車同時進行吊裝。采用在工字鋼橫梁下每個柱頂位置安放砂箱,為了確保鋼立柱的整體穩定,型鋼與立柱頂法蘭盤點焊牢固,鋼立柱及時用U型螺栓鎖牢固。

橫梁、縱梁、防電棚:封鎖廣深鐵路深圳-深圳北區間K144+280~K144+380之間線路7個晚上,用兩臺16t軌道吊車同時進行吊裝。

3.2.2 拆除施工:在防電棚拆除過程中,由于受橋梁凈高的限制,所有的鋼縱梁必須平移至跨線橋外側方可吊走,所以拆除比安裝更為困難、時間更長。防電棚拆除后還要做路基恢復。

4 結語

通過跨鐵路既有電氣線路承重式防電棚設計與施工的研究,在工程實施過程中鐵路營運安全得以保證,為類似工程施工提供經驗貯備。

參考文獻

[1] 中華人民共和國交通部標準:公路橋涵施工技術規范

(JTJ041-2000)[S].

[2] 中華人民共和國交通部標準:公路工程施工安全技術

規程(JTJ076-95)[S].

[3] 鐵路技術管理規程[(京)新登字063號][S].

[4] 中華人民共和國鐵道部.電氣化鐵路有關人員電氣安

全規則[(79)鐵機字654號] [S].

第9篇

關鍵詞:地基基礎 重要性 特點 設計 研究 探討

一、地基基礎的重要性

隨著我國經濟的快速發展,建筑物的設計和架構日新月異,在滿足人們的行為所需的并且,也給人類的進步和發展提供了依據。既然各種各樣的建筑物在人們強大的想象力下被建造了起來,可是每個建筑物都少不了—個重要的工程施工,那便是地基工程的施工,它是建造整個建筑工程的基礎部份,它的施工好壞,也直接關系到整個工程的完缺。

作為工程建設的第一步重要工序,地基基礎施工的質量是高層建筑施工質量控制的基礎,并且也是包管工程建設質量的關鍵。整個工程建設的質量往往便是由地基基礎施工的質量來決定的,特別是我國作為一個土地面積遼闊的國家,工程所在地的地質情況常常會隨著地域條件的不一樣而存在著較大的差別,這就對工程建設中的地基施工帶來了嚴峻的挑戰,并且對地基基礎施工的質量也就提出了更高的要求。而現在我國的工程施工特別是建筑施工中,地基基礎施工難題并沒有引起充足的重視,也沒有被很好的處理。總體而言,我國工程建設中地基基礎施工的質量控制任重而道遠(比喻責任重大,道路又遙遠,要經歷長期的奮斗),為有增強了工程建筑地基基礎施工的辦理,才氣切實的提升工程建設的質量。要想建設高質量的工程項目,地基基礎施工的質量控制是核心。

二、地基基礎的特點

(一)復雜性

中國幅員廣闊,工程地質條件非常復雜,例如淤泥質土、雜填土、濕陷性黃土、凍土、季節性凍土等。此外,溶巖地質主要在我國的西南地區,在其它地區也有所分布;同時,中國又是個多地震、高震級的國家,而地震對地基基礎的影響是非常大的。這種復雜的地質條件對地基基礎工程的勘察設計處理以及工程施工增加了難度,提出了大量且復雜的技術難題。

(二)多發性

由于地基基礎設計或施工方案不當而導致房裂屋倒,導致嚴重損失的實例時有發生,所造成工程建設中的惡性的巨額浪費確實驚人。

(三)潛在性

從主體結構本身復雜的工序銜接來看,后一道工序都在不同程度上覆蓋前一道工序,工序質量具有明顯的隱蔽性,這也是主體結構工程必須加強隱蔽工程的檢查驗收,存放完整的隱蔽驗收資料的原因所在。

(四)嚴重性

一定程度上講,建設工程一旦建成投入使用,地基基礎出現質量事故問題往往是無法彌補的,由它所帶來的損失,遠比地基基礎工程建設所要投入的成本大得多。不管是選擇場地、勘察設計,還是施工質量問題,地基基礎工程一旦出現質量問題,往往會引起地基失穩,建設工程整體結構的破壞,是建設工程致命性、毀滅性的重大質量事故,不僅造成經濟上的巨大損失,而且直接危及人們的生命和財產安全。由于地基基礎承受上部建筑實體的全部荷載,因此一旦出現局部損壞,其損壞程度擴散很快,而事故的發生又往往是突發性的,常常不易被人們發現,這就更加劇了其危害性和嚴重性。

(五)困難性

地基基礎工程質量事故處理難度大是指它與建設工程其它部位事故處理相比而言,造成的原因是和它的地位與作用密切相關的:(1)地基基礎工程是地下工程,事故處理的施工操作困難性較大;(2)一旦地基基礎承擔了上部荷載,對它本身的處理,必然影響建筑物上部結構性能,尤其是對于建成交付使用的工程,它承受了所有建設工程的全部荷載,再加上地基基礎工程質量事故的連鎖性,因此它的處理是非常困難的。

三、地基基礎設計的研究與探討

房屋基礎設計應根據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抗震烈度等綜合考慮,選擇經濟合理的基礎型式。砌體結構優先采用剛性條形基礎,如灰土條形基礎、C15素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等,當基礎寬度大于2.5m時,可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。多層內框架結構,如地基土較差時,中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎,中柱宜用鋼筋混凝土柱。框架結構、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨柱基,在抗震設防區可按《建筑抗震設計規范》第6.1.11條設柱基拉梁。無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性,減少不均勻沉降,可采用十字交叉梁條形基礎。

如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求,又不宜采用樁基或人工地基時,可采用筏板基礎(有梁或無梁)。框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻,可采用箱形基礎;柱網不均勻時,可采用筏板基礎。有地下室,無防水要求,柱網、荷載較均勻、地基較好,可采用獨立柱基,抗震設防區加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。

筏板基礎上的柱荷載不大、柱網較小且均勻,可采用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱距較大時,宜采用梁板式筏基。無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連結節點。框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻,可選用單獨柱基,墻下條基,抗震設防地區柱基下設拉梁并與墻下條基連結在一起。無地下室,地基較差,荷載較大,柱下可選用交叉條形基礎并與墻下條基連結在一起,以加強整體性,如還不能滿足地基承載力或變形要求,可采用筏板基礎。剪力墻結構無地下室或有地下室,無防水要求,地基較好,宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時,可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建筑一般都設有地下室,可采用筏板基礎;如地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時,采用箱形基礎。當地基較差,為滿足地基強度和沉降要求,可采用樁基或人工處理地基。

多棟高樓與裙房在地基較好、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫。當地基一般,通過計算或采取措施控制高層和裙房間的沉降差,則高層和裙房基礎也可不設縫,建在同一箋基上。施工時可設后澆帶以調整高層與裙房的初期沉降差。后澆帶設計因調整地基初期不均勻沉降而設的后澆帶,帶寬800~1000mm。后澆帶自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部設后澆帶,包括內外墻體。施工時后澆帶兩邊梁板必須支撐好,直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶內的混凝土等級采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時,沉降曲線平緩可在高層封頂一個月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆帶時間。

參考文獻:

第10篇

摘要:目前,隨著科學發展,社會建設需求,在地基基礎設計中包括了對基礎的設計和對地基的處理,二者是密不可分的。而且地基處理的質量會直接影響到基礎的選型和造價兩個方面。目前針對地基的處理和基礎設計進行淺要探討。在地基基礎設計中,基礎的選型一定要根據上部結構的荷載、地基土體的承載力以及工程造價綜合各方面的情況來進行確定的。

關鍵詞:高層設計;地基設計;處理方法;

前言

基礎對建筑物和地基來說是必要的連接體。基礎把建筑物豎向體系傳來的荷載都傳給地基。從平面上可以看得出,豎向結構體系將荷載集中于點,或著分布成線形,可是作為最終支承機構的地基,可以提供的是一種分布的承載能力而已。

1.地基的處理方法

(1)淤泥和淤泥質土,宜利用其上覆較好土層作為持力層,當上覆土層較薄,應采取避免施工時對淤泥和淤泥質土擾動的措施;

(2)沖填土、建筑垃圾和性能穩定的工業廢料,當均勻性和密實度較好時,均可利用作為持力層;

(3)對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業廢料等雜填土,未經處理不宜作為持力層。局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等,可采用基礎梁、換土、樁基或其他方法處理。在選擇地基處理方法時,應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求、建筑結構類型和基礎型式、周圍環境條件、材料供應情況、施工條件等因素,經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。

2.地基設計時注意點

地基處理設計時,應考慮上部結構,基礎和地基的共同作用,必要時應采取有效措施,加強上部結構的剛度和強度,以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力。對已選定的地基處理方法,宜按建筑物地基基礎設計等級,選擇代表性場地進行相應的現場試驗,并進行必要的測試,以檢驗設計參數和加固效果,同時為施工質量檢驗提供相關依據。經處理后的地基,當按地基承載力確定基礎底面積及埋深而需要對地基承載力特征值進行修正時,基礎寬度的地基承載力修正系數取零,基礎埋深的地基承載力修正系數取1.0;在受力范圍內仍存在軟弱下臥層時,應驗算軟弱下臥層的地基承載力。對受較大水平荷載或建造在斜坡上的建筑物或構筑物,以及鋼油罐、堆料場等,地基處理后應進行地基穩定性計算。結構工程師需根據有關規范分別提供用于地基承載力驗算和地基變形驗算的荷載值;根據建筑物荷載差異大小、建筑物之間的聯系方法、施工順序等,按有關規范和地區經驗對地基變形允許值合理提出設計要求。地基處理后,建筑物的地基變形應滿足現行有關規范的要求,并在施工期間進行沉降觀測,必要時尚應在使用期間繼續觀測,用以評價地基加固效果和作為使用維護依據。復合地基設計應滿足建筑物承載力和變形要求。地基土為欠固結土、膨脹土、濕陷性黃土、可液化土等特殊土時,設計要綜合考慮土體的特殊性質,選用適當的增強體和施工工藝。復合地基承載力特征值應通過現場復合地基載荷試驗確定,或采用增強體的載荷試驗結果和其周邊土的承載力特征值結合經驗確定。

常用的地基處理方法有:換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。

3.基礎的設計

房屋基礎設計應根據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抗震烈度等綜合考慮,選擇經濟合理的基礎型式。砌體結構優先采用剛性條形基礎,如灰土條形基礎、C15素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等,當基礎寬度大于2.5m時,可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。多層內框架結構,如地基土較差時,中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎,中柱宜用鋼筋混凝土柱。框架結構、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨柱基,在抗震設防區可按《建筑抗震設計規范》第6.1.11條設柱基拉梁。無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性,減少不均勻沉降,可采用十字交叉梁條形基礎。

如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求,又不宜采用樁基或人工地基時,可采用筏板基礎(有梁或無梁)。框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻,可采用箱形基礎;柱網不均勻時,可采用筏板基礎。有地下室,無防水要求,柱網、荷載較均勻、地基較好,可采用獨立柱基,抗震設防區加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。

筏板基礎上的柱荷載不大、柱網較小且均勻,可采用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱距較大時,宜采用梁板式筏基。無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連結節點。框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻,可選用單獨柱基,墻下條基,抗震設防地區柱基下設拉梁并與墻下條基連結在一起。無地下室,地基較差,荷載較大,柱下可選用交叉條形基礎并與墻下條基連結在一起,以加強整體性,如還不能滿足地基承載力或變形要求,可采用筏板基礎。剪力墻結構無地下室或有地下室,無防水要求,地基較好,宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時,可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建筑一般都設有地下室,可采用筏板基礎;如地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時,采用箱形基礎。當地基較差,為滿足地基強度和沉降要求,可采用樁基或人工處理地基。

多棟高樓與裙房在地基較好、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫。當地基一般,通過計算或采取措施控制高層和裙房間的沉降差,則高層和裙房基礎也可不設縫,建在同一箋基上。施工時可設后澆帶以調整高層與裙房的初期沉降差。后澆帶設計因調整地基初期不均勻沉降而設的后澆帶,帶寬800~1000mm。后澆帶自基礎開始在各層相同位置直到裙房屋頂板全部設后澆帶,包括內外墻體。施工時后澆帶兩邊梁板必須支撐好,直到后澆帶封閉并混凝土達到設計強度后拆除。后澆帶內的混凝土等級采用比原構件提高一級的微膨脹混凝土。如沉降觀測記錄在高層封頂時,沉降曲線平緩可在高層封頂一個月后封閉后澆帶。沉降曲線不緩和則宜延長封閉后澆帶時間。

基礎后澆帶封閉前要求施工時覆蓋,以免雜物垃圾掉落難于清理。并提出清除雜物垃圾的措施,如后澆帶處墊層局部降低等。有必要時后澆帶中設置適量加強鋼筋,如梁面、底鋼筋相同等措施。設計者必須認真對待由于超長給結構帶來的不利影響,當增大結構伸縮縫間距或者是不設置伸縮縫時,必須采取切實可行的措施,防止結構開裂。在適當增大伸縮縫最大間距的各項措施中,在結構施工階段采取防裂措施是國內外通用的減小混凝土收縮不利影響的有效方法,我國常用的做法是設置施工后澆帶。另外,當建筑物存在較大的高差,但是結構設計根據具體情況可不設置永久變形縫時,例如高層建筑主體和多層(或低層)裙房之間,也常常采用施工后澆帶來解決施工階段的差異沉降問題。這兩種施工后澆帶,前者可稱之為收縮后澆帶,后者可稱之為沉降后澆帶。

第11篇

1996年,陶陽煤礦在其原有的礦區宿舍西邊征得108畝采煤塌陷地,在前期調研分析的基礎上,建設了職工小區,小區每棟住宅均有三個單元組成,平面長度均為36.6米,寬為11.7米。地下室層高2.2米,標準層層高2.9米,樓房頂標高+15.250。住宅墻體材料為MU10機制磚,M5.0混合砂漿,砼為C20。利用大型有限元程序分析軟件ANSYS對建筑結構進行有限元分析。

2整體結構ANSYS計算分析

(1)幾何參數:混凝土筏板厚度400mm,地基梁400mm×1000mm,圈梁240mm×300mm,預制樓板厚度130mm,磚墻厚240mm。底層層高2.2m,其余五層層高均為2.9m。

(2)材料參數:普通粘土磚強度等級MU10,混合砂漿強度等級M5.0,砌體抗壓強度設計值1.5MPa,砌體彈性模量為2400MPa。砌體抗壓強度設計值為1.5MPa,抗剪強度設計值為0.11MPa,抗拉強度設計值為0.13MPa。

(3)荷載參數:混凝土容重取25kN/m3,砌體容重取21.8kN/m3。住宅樓樓面活荷載取2.0kN/m2。

(4)計算結果。1)在恒載和活載共同作用下結構分析:本有限元模擬分析中,用彈簧模擬地基對筏板的支撐作用。地基和筏板間只受壓、不受拉力作用。荷載組合只考慮恒荷載和活荷載作用,分項系數分別為1.2和1.4。在自重作用下,結構最大豎向變形2.1mm,出現在陽臺板位置。建筑結構整體下沉量約為12mm。墻體中σx最大值為0.15MPa,σy最大值為0.17MPa,σz最大值為5.4MPa。Τxy墻體中最大值0.56MPa,樓板中為3.88MPa。τyz墻體中應力值0.11MPa。τxz墻體中剪應力最大值為0.43MPa。2)建筑端部400mm沉降作用下:根據實測,長度為36.6m住宅樓長方向兩端最大沉降差約為400mm,在墻體中會產生附加應力。由于筏板的整體作用以及沉降的連續變化,則有利于減小上部結構中的應力。本有限元模擬分析中,用彈簧模擬地基對筏板的支撐作用,筏板一端固定,另一端施加-400mm位移作用。結構-筏板-彈簧模型及應力分布計算結果:房屋底部一端下沉400mm,頂層側移169mm,沿長方向傾斜1.01%。σx筏板基礎中壓應力1.4MPa,拉應力0.4MPa,局部應力集中部位壓應力8.87MPa。頂部樓板拉應力為0.4MPa,壓應力1.4MPa。墻體中壓應力1.4MPa。σy筏板中壓應力為0.9MPa,局部應力集中部位應力為2.7MPa,出現在筏板下沉400mm端部。頂層樓板和墻體中壓應力為0.9MPa。σz筏板中壓應力0.28MPa。頂部樓板拉應力為0.05MPa。墻體中壓應力0.28MPa,局部為0.6~0.9MPa。τxy筏板基礎應力0.14~0.39MPa。頂部樓板和墻體中應力0.39MPa。τyz墻體和樓板中應力0.04MPa,筏板應力最大值為0.43MPa。τxz在筏板中最大應力為0.72MPa,存在應力集中現象。墻體中剪力為0.05MPa,局部0.2~0.7MPa。3)條形基礎結構分析:設結構基礎形式為墻下條形基礎,地基為砂墊層。在自重作用下,結構豎向變形豎向沉降量約為28mm。端部施加400mm豎向位移荷載,得到結構應力分布。4)計算結果:σx頂部樓板拉應力為1.03MPa,局部2.94MPa。墻體中0.87MPa。σy頂部樓板拉、壓應力為0.5MPa。墻體中0.5MPa。σz墻體中應力0.6~0.9MPa,局部1.2~1.5MPa。樓板中拉應力為0.09MPa。τxy墻體中應力0.04MPa。頂層樓板應力0.2~0.4MPa。τyz墻體和樓板中拉應力0.46MPa,最大壓應力0.42MPa。τxz在墻體中剪力值為0.13MPa,局部0.3~0.8MPa,最大拉、壓應力分別為0.7、0.8MPa。

(5)計算結果分析。通過36.6m長筏板基礎形式、36.6m長條形基礎形式和48.8m長筏板基礎形式的結構對比分析,可以發現:①自重作用下,筏板基礎形式結構沉降量約為12mm,條形基礎形式結構約為28mm;②結構端部地基出現400mm沉陷時,建筑沿長度方向傾斜約1.0%;③通過筏板基礎、圈梁及構造柱的整體作用,結構應力分布明顯小于條形基礎形式的結構應力,基本符合規范規定的強度要求,且應力分布均勻,改善了應力集中現象;④條形基礎形式建筑地基壓縮量較大,約為筏板基礎的2.4倍,且整體性較差,樓板及墻體中應力較大,且存在明顯的應力集中部位,易造成局部開裂現象;⑤當建筑物長度加大到四個單元(長48.8m),對比分析發現,相同基礎形式下,長度增加,筏板應力和墻體應力均有所增大,且由于沉降不均勻導致結構內力分布不均勻,存在應力集中現象。

3結論及建議

(1)住宅樓通過400厚筏板及圈梁、構造柱等構造措施,顯著加強了結構的整體性,能夠承受已出現的地基沉降作用,有限元分析結果表明應力分布基本滿足規范要求。

(2)單體住宅樓平面面積36.6m×13.32m結構內力符合規范要求,增加平面尺寸會增加結構內力和應力集中現象,地基不均勻沉降導致的附加應力顯著增加。實際結構由于不均勻沉降局部存在應力集中現象,但由于結構材料的彈塑性性能,應力集中現象會有所改善。

第12篇

關鍵詞:天然地基;淺基礎;設計

Abstract: Designing of the foundation is the important part of project designing. The designer should properly select the scheme of the foundation, should attach great importance on timely adjusting measures to local conditions and conducting design carefully, and should make every effort to ensure the project safe, economical and easy of application, thus to ensure the safety and normalization of the whole building (structure ).

Keywords: Natural groundShallow foundationDesign

中圖分類號:TU471文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)

1 引言

建(構)筑物的設計和施工中,地基和基礎占有很重要的地位,它對建(構)筑物的正常使用有很大的影響,地基基礎是建筑物的根基,若地基基礎不穩固,將危及整個建筑物的安全,因此,地基基礎設計必須根據建(構)筑物的用途和安全等級,建筑布置和上部結構類型,充分考慮建筑場地和地基上的工程地質條件,結合施工條件和環境保護等要求,合理選擇基礎形式,因地制宜、精心設計,力求基礎工程安全可靠,經濟合理、施工方便,以確保建(構)筑物的安全和正常使用。地基基礎的工程量、造價及施工工期,在整個建筑工程中占相當大的比重,尤其是高層建筑或軟弱地基,有的工程地基基礎的造價超過主體工程總造價的1/4~1/3。而且建筑物的基礎是地下隱蔽工程,工程竣工驗收時已經埋在地下,無法檢驗,地基基礎事故的預兆不易察覺,一旦失事,難以補救。因此,應當充分認識地基基礎的重要性。

2淺基礎的類型

天然地基上的淺基礎,根據基礎形狀和大小可分為:條形基礎,十字交叉基礎、獨立基礎、筏板基礎、箱型基礎、殼體基礎等。當建筑場地土質均勻、堅實,性質良好,地基承載力f≥120kpa時,對于一般多層建筑,可將基礎直接坐落在淺層天然土層上,稱為天然地基上的淺基礎,例如白銀市區內絕大多數多層建筑就是這類基礎。當建筑地基土層軟弱,壓縮性高,強度低、無法承受上部荷載時,需經過人工處理后作為建筑物的地基,稱為人工地基。例如:會寧縣絕大多數地質為濕陷性黃土,需要把基底落在換土處理后的人工地基上。

3 基礎的材料和埋置深度

3.1基礎材料

基礎埋入地下、工程竣工時看不見,摸不著,無法檢驗,因此,有些個別的施工單位,為了搶工期,趕工程,不能嚴格控制基礎的施工質量,是造成工程事故的主要原因。前已闡述,基礎是建筑物的根基,必須保證基礎材料有足夠的強度和耐久性。根據地基的潮濕程度和氣候條件不同,基礎材料可分為磚、石料、砂漿、混凝土、鋼筋混凝土、灰土等類型。磚和灰土基礎一般用于中小型工程;混凝土基礎由于強度、耐久性與抗凍性均優于磚,便于機械化施工和預制,因此經常用于單層或多層砌體結構的基礎;鋼筋混凝土基礎不僅抗壓,而且具有抗彎和抗剪性能,是基礎的最優材料,現階段廣泛用于高層建筑、重型設備或軟弱地基以及地下水位以下的基礎。

3.2 基礎的埋置深度

基礎埋深是從室外地面算起至基礎底面的深度,為了防止基礎日曬雨淋,人來車往造成基礎損傷,基礎埋深應不小于0.5米,并結合建筑物的用途、類型、規模、荷載大小與性質、凍土深度等綜合確定基礎埋深,要在保證建筑物基礎安全穩定、耐久使用的前提下盡量淺埋,以節省工程量與投資且便于施工。

4 淺基礎設計

作者根據多年的設計經驗,就當前最常用的條形基礎、獨立基礎、筏板基礎、箱型基礎的設計做以下簡述。

4.1條形基礎設計

當基礎的長度大于或等于10倍基礎寬度時稱為條形基礎(見圖1),條形基礎設計時,可取長度方向1沿米按平面問題進行計算,基底面積計算公式為:

取L=1.0米,則基底面積A=b.

若基礎材料采用剛性材料時,基礎高度設計還應滿足規范規定的剛性角要求,(即),剛性角的大小可根據基礎材料不同從基礎規范中查得。通常磚混結構的墻基、擋土墻基礎都是條形基礎。如遇單柱荷載較大,地基承載力較低時、按常規設計的柱下獨立基礎之間凈距很小,甚至重合在一起,為施工方便,可采用柱下條形基礎(見圖2)。柱下條形基礎可視為一狹長的矩形基礎進行計算,其底面積為:

基礎梁高H=(1/4~1/8)L(L為柱距),通常梁高H=1.0~2.0米。

4.2 獨立基礎設計

框架結構的柱基、高爐、水塔基礎均為獨立基礎(見圖3),

有時墻下也可采用獨立基礎,并在獨立基礎頂面架一道鋼筋混凝土過梁,再在過梁上砌磚墻。獨立基礎在中心荷載作用下的基底面積為:

通常中心荷載作用下采用正方形基礎,即A=b2, 在偏心荷載作用下的基底面積可采用試算法,并驗算基礎底面平均應力,基礎邊緣最大應力不能超過地基承載力設計值的20%,防止基底應力嚴重不均勻導致基礎發生傾斜,其基底面積可估算為:

A=(1.1~1.4)A1

基底邊緣最大與最小應力為:

基底應力驗算公式為:

Pmax≤1.2f

若以上兩式均滿足要求,說明基底面積A合適,否則應修改A值,重新計算,只到滿足為止。

4.3 筏板基礎設計

若上部結構荷載較大,地基軟弱,采用條形基礎或十字交叉基礎不能滿足地基承載力要求;或基礎底面積與建筑物第一層面積相差不大;或地下防滲需要時可采用筏板基礎,這種基礎是用鋼筋混凝土材料做成的連續整片基礎(見圖4)。筏板基礎宜為等厚的鋼筋混凝土平板,懸挑墻外的長度不宜過大,從軸線算起,橫向宜小于1500mm,縱向宜小于1000mm,當采用不埋式筏板基礎時,基礎四周必須有封閉式向下的邊梁,邊梁深度不宜小于500mm,底板四周應布置放射狀附加鋼筋。筏板基礎長度L不能過長,通常要求L≤50米,且L/B=2.5~5.5.筏板基礎的厚度按抗沖切、剪切要求確定。其基礎底面面積計算公式為:

4.4 箱型基礎設計

由現澆鋼筋混凝土底板、頂板、縱橫外墻與內墻組成箱型整體,稱為箱型基礎(見圖5)箱型基礎的平面尺寸通常與整個建筑平面外形輪廓相同,箱型基礎的高度至少超過3米,超高層建筑的箱型基礎超過10米。這種基礎功能大,地基承載力高,沉降量小,抗震性能好的基礎形式,主要用于高層建筑、重型設備或對不均勻沉降有嚴格要求的建筑物或用作人防、設備間、商店、文化廳等的地下車庫及地震烈度較高的建筑物。箱型基礎的關鍵是防止傾斜,因此要求上部結構豎向靜荷載的中心與基底平面的形心相重合,必要時可以將箱型基礎底板外升伸。如無法做到重心與形心重合,則要求小偏心,偏心距應滿足:(w為基礎底面的地抗拒),箱型基礎的埋置深度必須滿足地基強度和穩定性的要求,防止建筑物的整體傾斜,避免傾覆及滑移,在地震區時埋深應滿足:

(Hg為自天然底面算起的建筑物高度)箱型基礎高度根據使用要求和基礎自身剛度確定,一般設計取值為:

(L為箱型基礎長度)

5 結語

總之,基礎是建筑物下部的承重構件,作用是承受建筑物的全部荷載,并傳遞給地基,基礎設計的好壞直接影響建筑物的安全性與穩定性,因此,基礎設計必須堅固、穩定而可靠。

參考文獻:

[1] 陳希哲.土力學地基基礎.北京:清華大學出版社,1998.01

[2] GB50017-2002.地基基礎設計規

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