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工程的基础形式8篇

时间:2024-01-25 15:55:46

工程的基础形式

工程的基础形式篇1

关键词:房屋建筑基础设计要点

当前,人们的住房理念日益革新,对工程建设及房屋建筑结构设计提出了越来越高的要求。传统的基础设计形式已经无法满足人们的住房需求。近年来,建筑市场竞争日益激烈,工程建设成本也相对较高。基础设计是房屋建筑结构设计中的核心环节,直接关乎房屋建筑的成本及安全问题。项目负责人和设计人员要依据具体工程背景,对基础设计过程进行严格控制,使房屋建筑更加安全、舒适,提高建筑行业的市场竞争力,推进其全面发展。

1房屋建筑结构基础设计形式

基础设计初期,设计人员要依据具体工程背景及设计要求,对地质条件和建筑结构传力体系进行全面考量,并以此为载体,进行基础选型。该过程中,既要使其满足上部建筑荷载作用,又要对其刚度进行严格控制及考量。需抵抗不均匀地基反力和水浮力,并对沉降量进行合理控制。分析各类基础设计形式,依据具体房屋建筑工程情况,选取合理的基础类型,并在实际工程中加以应用。

1.1独立基础设计

独立基础设计应用比较普遍,需对地质条件进行考量。该种施工方式比较简单,也具备成本方面的优势,工程费用比较低,且具备较好的抗震性及抗不均匀沉降能力,整体性相对较好,适用于各类地基土。钢筋混凝土和素混凝土是独立基础设计中的主体性材料。如果建筑物上部为框架结构或者单层排架结构承重,可选用圆柱形、多边形或方形独立基础。在具体工程实践中,对独立基础进行应用,也存在一定的缺点和弊病,由于上部重力由土壤承载,所以,它的应用效果取决于土质情况。如果地质条件差,很容易使独立基础坍塌。

1.2条形基础设计

条形基础由墙下条形基础和柱下条形基础之分。砖、毛石、混凝土刚性基础等,都属于墙下条形基础形式,主要被应用于砌体结构和单层厂房中。该种基础形式成本比较低,且施工速度快,能够提高房屋建筑工程的整体设计刚度。它具有较大的荷载承受力,能够对上部结构荷载进行承担,而地基变形也不会对其产生太大干扰。但是,它不具备抗剪度和抗拉力方面的优势,对地质条件提出了较高的要求。如果地质情况比较复杂,地基承载力不均匀,要避免应用墙下条形基础。也不能够将其应用到持力层埋深比较深的地段[1]。柱下条形基础具有刚性优势,能够依据具体工程情况,对建筑工程施工中的不均匀沉降进行有效控制。如果房屋建筑工程所在地的地基不够稳定,或者柱荷载比较大,可采用该种基础设计形式。实际工程实践中,要控制柱与柱之间的距离,将它的效能发挥到最大。如果在柱网中对柱下条形基础进行双向布置,会形成十字交叉基础,它与柱位相交又会形成交叉条形基础。十字交叉条形基础在房屋结构设计中得到了广泛应用,它的空间刚度很强。如果地基条件较差,可采取该种基础形式调整不均匀沉降。但是,它的计算过程比较复杂,实际应用中,涉及到的相关数据比较多,稍有不慎,就会发生失误。

1.3钢筋混凝土筏板基础

钢筋混凝土筏板基础的应用界面主要有:(1)柱下条形基础、柱下十字交叉条形基础与上部结构对变形的要求及地基承载力要求不符合;(2)柱荷载大,但柱距小,或者柱荷载之间存在较大偏差,容易形成较大的沉降差,需对基础整体刚度进行调整,有效控制不均匀沉降;(3)建筑物中包含地下室,而地下水位又超出地下室地坪,需采用钢筋混凝土筏板基础,避免发生地下水渗漏;(4)部分房屋建筑主要依托于风荷载和地质荷载,对基础刚度和稳定性具有较高要求。

1.4桩基础

桩基础被广泛应用于房屋建筑结构设计中,尤其适用于高层建筑。它具有抗震性、沉降量、承载力方面的优势。将桩基础应用于地基土中,能够对基础持力层埋深比较深问题进行有效规避和解决。而且,具体工程实践中,噪音较小,不会对周边居民产生干扰[2]。

1.5复合基础

复合基础从属于人工地基范畴,它涵盖的范围比较广,包括深层搅拌桩、注浆固结、强夯等基础形式。采用复合基础会使地基具备较好的承载力。它主要是通过基体和增强体共同承担荷载。该基础形式的主要优势表现在沉降、抗震、强度、承载力等方面。如果部分土层状况不佳,需要应用桩基础或进行处理,可选用复合地基,以有效弥补天然地基缺陷。而复合地基也具备一定的局限性,它的荷载承担方式是增强体和基体共同作用。它的组成和受力也比较复杂,在理论研究层面仍然存在一定的缺陷。

2房屋建筑基础设计程序

(1)确定基础设计等级。该过程中,需要综合考量地质情况、建筑规模、功能等。如果基础设计等级不同,它的计算内容也会存在差异。设计人员要依据具体房屋建筑背景及设计要求,分析相关地质资料,明确该工程界面内的具体地质构造及地质灾害类型等,收集整理外部环境、气候等相关数据资料,对房屋建筑基础设计进行等级划分。该过程中,要考量地基状况、建筑物规模、功能以及破坏性等相关指标[3]。(2)确定基础形式。依据地质情况、水文条件、工程条件及房屋建筑各项指标等,对基础形式进行合理选择。以城市高层建筑为例,筏板厚度往往在1m以上。基础设计中,要充分考量大体积混凝土的施工影响因素。(3)基础施工图。建筑基础主要原理是借助自身的刚度和强度,实现荷载传递,将上部荷载传递到基底持力层,而基底反力和水浮力是它的反作用力,基础受力过程比较复杂。执行基础计算时,将抗剪、抗冲切、基底土变形等造成的沉降问题作为主要考量指标,经多次计算和论证,使施工图纸更加准确、规范。审图机构也要依据具体工程情况,对施工图纸进行审核,审查通过后,将其应用到建筑工程施工中,使建筑工程更加安全、合理[4]。

3结语

综上所述,基础设计是房屋建筑结构设计中的主要内容,其涉及到的相关要素比较多,直接关乎房屋建筑工程的经济性及整体使用性能。设计人员要结合具体工程背景,对基础设计过程进行严格控制,并对其进行综合分析和计算,有效避免基础设计不合理导致的工程弊病,提高房屋建筑工程设计质量,为人们提供安全舒适的住宅空间,推进我国建筑工程行业的快速、稳定发展。

作者:周春财 单位:都昌县建筑设计院

参考文献:

[1]王洪波.现行房屋建筑地基基础工程设计与施工技术探究[J].建材与装饰,2015(49):31-32.

[2]吴强.房屋建筑结构设计常见问题及对策探究[J].质量探索,2016(05):31,30.

工程的基础形式篇2

关键词:土木工程;建筑结构;基础设计

当前,建筑数量和种类越来越多,传统基础设计形式已经无法满足建筑行业的发展需求。只有确保基础设计的科学合理性,才能维护土木工程建筑结构的安全性,进而推动整个建筑行业的良好发展。

1基础形式设计说明

1.1单多层建筑的基础设计说明

一般来说,单多层建筑以框架结构和砌体结构为主。单多层框架结构基础形式主要形式为柱下独立基础或者柱下条形基础,这种基础由于受力简单明确、方便施工、同时经济效益显著。因此,是工程设计的首选。柱下条形基础一般用于柱网布置比较有规律的结构中。近年来,独立基础加防水板基础也在工程中得到了广泛应用。多层砌体结构基础主要以墙下钢筋混凝土条形基础为主,墙下条形基础受力简单,传力直接,墙下条形基础一般均可拆分为两个单向条形基础进行计算。

1.2高层建筑的基础设计说明

高层建筑的垂直高度较高,基础结构所需承受的来自上部结构的重力荷载相对较大。基础形式主要有筏形及箱型基础、桩基础。筏形基础具有整体性好、承载力高、结构布置灵活等优点,箱型基础施工难度大,造价较高,一般用于人防等特殊用途的地下室建筑中。

2土木工程建筑设计中结构基础设计的相关要点

2.1墙下条形基础的设计要点

土木工程建筑的基础设计形式是多种多样的。墙下条形基础是一类较为常见的基础设计形式。在选择材料时,多以砖石、混凝土以及毛石等刚度条件良好的基础材料为主。这些材料不仅具有良好的刚度条件,而且在抗压能力、抗拉能力与抗剪能力等方面也体现出诸多优势。设计人员必须从刚度角度出发,对墙下条形基础内部产生的抗拉能力与抗剪能力展开控制,将基础所承受的拉应力和剪应力控制在耐受限度内。通常来说,多层砌体结构以墙下条形基础为主,比如早些年的小区住宅、办公楼等。如果持力层为良好的天然地基,能承受一定的重力荷载,也可以适当提升建筑的楼层数。总的来说,墙下条形基础具有施工便捷迅速、造价成本低等优势。为增强整体基础的整体性,可采取基础上方增设地圈梁的方式。将钢筋混凝土柔性基础运用到土木工程建筑的条形基础中,当上部结构产生的重力荷载超过地基基础的抗压耐受限度,地基基础就会出现不规则沉降,增大基础断面。此外,基础埋深应根据建筑物的高度、体型、结构形式、地质情况和抗震设防烈度等因素综合考虑。如果地基基础分布不均匀,可以采取增设肋梁的方式,增强基础抗弯矩能力,以此有效抑制地基基础的不规则沉降。

2.2独立基础的设计要点

按照独立基础的刚度差异,可将其划分为刚性基础和柔性基础两大类。独立柱基础断面以矩形和方形为主。通常情况下,设计人员会根据柱荷载偏心距对断面形状加以选择。若柱荷载偏心距较大,以独立柱基础为宜,可以节约投资成本,扩大经济效益。采用拉梁拉结设计形式,可以显著提升地基基础的抗震性能,避免地基基础在发生地震时出现不规则形变。如果土木工程建筑的上部结构是框架结构,而地基基础又具备一定的承载负荷能力,则地基基础出现不规则形变的概率是较低的。对于独立柱基础来说,宜沿两个主轴方向设计基础拉梁。拉梁的主要目的是:(1)加强独立基础之间的整体性;(2)调整柱基之间的不均匀沉降;(3)减小首层柱的计算高度等等。

2.3柱下条形基础和十字交叉基础的设计要点

如果土木工程建筑所处区域的地基条件较差,或者产生的柱荷载较大,单纯采用独立基础形式根本无法满足整体建筑结构的承载负荷力要求。又由于施工现场预留的回旋空间有限,环境杂乱,无法扩大基础面积。所以在这种情况下,柱下条形基础是最佳选择。柱下条形基础具有良好的刚度条件,可以避免地基基础发生不规则沉降。但是如果柱基础的荷载偏心距过大,条形基础的刚度条件也无法满足要求,自然也无法控制地基基础的不规则沉降。为保证柱下条形基础充分发挥实际作用,一般条形基础的梁截面高度高取柱距的1/4~1/8,条形基础的端部宜向外伸出,长度宜为第一跨距的0.25倍。如果地基基础的承载负荷力不足,或者柱基础承受的荷载力过大,则需扩大地基基础底面积,提升基础的承载负荷能力与抗形变能力。此时,十字交叉基础形式是最合适的选择。尽管十字交叉基础形式具有良好的空间刚度条件,但并不适用于所有土木工程建筑。为此,设计人员就要结合实际情况,在条件允许的情况下选择十字交叉基础形式。

2.4钢筋混凝土筏片基础的设计要点

如果地基土质分布不均匀,地基基础承载负荷能力较差,且土木工程建筑上部结构产生的重力荷载较大,可以选择十字交叉基础形式。由于部分地基基础的底面积存在相互重叠的可能性,无法提供充足的底面积空间。对此,可采用钢筋混凝土筏片基础结构形式。通常来说,钢筋混凝土筏片基础结构形式往往更加适用于土木工程建筑的地下室结构设计中。钢筋混凝土筏片基础也分为多种类型,而且不同基础形式的适用条件不同。若地基基础所受到的荷载力较小,可以选择平板式筏片基础;若地基基础所受到的荷载力较大,可以选择梁板式筏片基础。此外,钢筋混凝土筏片基础具有良好的刚度条件,可以有效抑制墙体或柱体的不规则沉降,尤其是对于软土地基,具有良好的效果。

2.5桩基础的设计要点

桩基础具有承载负荷能力强,沉降量小等优势特点。大多数土木工程建筑都会选择浅基础形式。只有当地基基础抗荷载能力与抗形变能力无法满足要求时,才会选择桩基础形式。桩基础形式在土木工程建筑基础结构设计中的应用情况如下。第一,如果土木工程建筑上部结构产生的重力荷载过大,同时,下部结构作为桩端持力层时,可以选择桩基形式;第二,如果土木工程建筑地基浅层基础出现不规则沉降,而软土地基的夯实加固处理无法满足整体结构的沉降需求,需采用桩基础形式;第三,尽管地基基础具有较强的承载负荷能力,但由于土木工程建筑的自身重量较大,对地基基础的抗沉降能力提出了较高的标准要求,所以适宜选择桩基础形式。

3合理设计土木工程建筑基础结构的方法

3.1合理布置建筑总平面图

在建筑总平面图设计时,设计人员还需考虑建筑物周边的具体情况。在土木工程建筑地基基础设计中,必须严格参照建筑抗震设计标准规范进行设计。在科技时代背景下,设计人员要结合工程地质、工程分类、基础等级合理运用设计软件创建建筑结构模型,综合分析基础结构的承载负荷能力,保障整体建筑结构的安全性。

3.2选择合理的基础结构形式

在对建筑物展开基础结构展开时,应根据建筑物功能要求以及建筑物周边环境的特点,选择适宜的基础结构类型。满足安全的前提下避免浪费,同时,在设计中应避免“偷懒”设计。例如,有设计人员在梁板式筏基中,采用满堂布桩,看似是保守设计,但实际中地基梁与筏板的刚度差距较大,基础梁刚度很大,而板相对刚度较小,很难满足梁板同时作用,严重时就有可能造成梁下桩先破坏,进而致使板下桩也遭到破坏,严重危害结构的安全性。

3.3合理设计上部结构设计

基础结构的主要作用是承担上部结构产生的重力荷载。由此,上部结构的设计形态决定了基础结构的设计形态。为维持基础结构设计的稳固性,就需要对上部结构展开合理设计。

工程的基础形式篇3

【摘要】筏形基础具有刚度大、整体性好,以及抗震能力强等优点,近年来筏形基础由于其独特的优点在高层建筑设计中的应用也越来越多。但是很多设计或施工人员由于忽略了高层建筑自重大、结构平面复杂等特点,没有选择正确的基础类型,而影响了高层建筑的安全和使用。通过对筏板基础类型及特点的分析介绍,讨论了梁式筏板与板式筏板在设计与施工中应注意的问题,并深入研究了梁式筏板与板式筏板基础的优缺点以及在高层建筑中的应用,对于优化高层建筑的基础设计,保证人们的生命财产安全具有重要的理论和现实意义。

【关键词】高层建筑;筏形基础;应用

1 引言

由于高层建筑可以节省大面积的建筑用地,减少市政建设投资,缩短建筑工程工期等优点,因此近年来高层建筑在建筑工程中的应用日益增多。但是多高层建筑结构与一般建筑不同,它是一种建筑面积、高度、自重大,结构平面布置、受力情况复杂的特殊性建筑,因此必须正确选择合理的高层建筑基础,以保证建筑工程的安全、投资和施工进度。目前高层建筑中比较常用的基础类型主要有箱型基础、桩基和筏型基础,桩基虽能有效满足建筑承载力和变形的要求,但是施工难度大、工期长、造价高;箱型基础由于设置了太多内墙,地下空间的利用率比较低;筏板基础由于具有刚度大、整体性强、抗震能力强、施工简便、工期短、技术质量易于保证等优点,它不仅能够有效结合地下室的埋深,利用天然地基这一补偿性基础,充分发挥地基的承载力,减小基础的沉降量,调整地基不均匀沉降,还可以满足地下大空间(如地下停车场、地下仓库、地下商场等)的要求。因此,当建筑物荷载较大,地基承载力较弱时,筏板基础逐渐成为高层建筑结构的首选基础方案。通过对筏板基础类型及特点的分析和介绍,讨论了梁式筏板与板式筏板在设计与施工中应注意的问题,并深入研究了梁式筏板与板式筏板基础在高层建筑中应用中的优缺点。

2 高层建筑中的梁式与板式筏板基础

高层建筑物的基础选型应根据地基土条件,结合建筑物荷重、结构平面布置、抗震设防要求、受力特点、工期要求、施工难易及工程造价、周围建筑物和环境条件等因素,进行综合比较来确定。对于高度在60~100m的建筑物来说,上部荷载比较大,当下部地基承载力比较弱,简单的独立基础或条形基础就不能够适应地基变形的需要,而采用桩基由于入土较深,造价又较大时,可以考虑采用筏形基础。根据构造型式的不同,筏板基础的主要分为平板式筏板基础和梁板式筏板基础,筏形基础由于其底面积大,故可减小基底压力,同时也可提高地基土的承载力,并能更有效地增强基础的整体性,调整不均匀沉降,使基础可浅埋,减少了基坑开挖的土方量,施工方便,工期较短,但造价比条形基础略高。

2.1筏形基础的选用原则

对于高层建筑筏形基础的选择应按照以下几条原则。

2.1.1 当上部荷载较大,地基土质软弱又不均匀,而柱下条形基础不能满足上部结构对变形和地基承载力的要求时,可采用筏形基础。

2.1.2 当建筑物的柱距较小而柱的荷载又很大,或柱的荷载相差较大,可能导致基础产生较大的不均匀沉降时,可采用筏形基础。

2.1.3 当建筑物需要较大的地下空间(如地下停车场、地下仓库、地下商场等)时,可考虑采用筏形基础。

2.1.4 当风荷载及地震荷载对高层建筑物起主要作用,而要求基础必须有足够的刚度和稳定性时,可采用筏形基础。

2.2 平板式筏板基础

平板式筏形基础的底板是一块厚度相等的钢筋混凝土平板,但在局部部位可以对筏板进行加厚处理。

平板式筏板基础适用于柱荷载不大、柱距较小且等柱距的情况,而且不受平面布置不规则的影响,较好地处理梁板式筏板基础中遇到的问题,有效提高筏板基础的整体刚度及调整应力和变形的能力。同时,平板式筏板基础还具有结构简单、内力传递简单明确、施工简便、施工工期短、施工质量易于保证、造价较低等优点,因此在工程中的应用比较广泛。

2.3 梁式筏板基础

梁板式筏板基础与板式筏板基础的最大区别就是梁板式筏板基础带有肋梁。当上部建筑结构比较复杂,荷载又比较大时,而且地基软弱不均匀,平板式筏板基础不能满足这一承载力和变性要求时,可以将两根或两根以上的柱下条形基础中间用底板连接成一个整体,或是在纵、横两个方向上的柱下都布置肋梁、次梁,以扩大基础的底面积并加强基础的整体刚度。

一般来说与平板式筏基相比,梁式筏板基础受平面布置的影响较大,而且地基梁布置较复杂,节点处理不宜,而且施工工序较为复杂、施工工期较长、施工质量难于保证、造价较高。但是梁式筏板基础对于减少地基不均匀沉降,改善筏板内力分布,有效提高地基刚度都具有比较明显的优点。因此当地基承载力不均匀或者地基软弱时,或者上部荷载较大、柱网间距大的时候,可以考虑选用梁式筏形基础。

3 筏板基础的结构设计与施工中应注意的问题

筏板基础的结构设计要综合考虑等多方面的因素,以保证筏板基础有较强的整体刚度、抗冲切和抗剪强度以及配筋等要求。

3.1 平板式筏板基础

平板式筏板基础可近似按无梁楼盖设柱上板带和跨中板带(倒楼盖法) 的计算方法进行计算。按照抗震构造要求可以在柱间设置板带,但是由于基础构件不需要太高的抗震延性所以在柱间和墙下可以不设暗梁。

3.2 肋梁式筏板基础

肋梁式筏板基础在设计的时候,一般情况下宜将基础肋梁置于底板上面,如果地基不均匀或有使用要求时,可将肋梁置于板下,框架柱位于肋梁交点处。

3.3 筏板基础的施工流程

筏板基础在建筑工程中并不常见,尤其在施工设备和施工工艺比较简单的条件下,要保证钢筋、模板、混凝土三部分的施工方法切实可行。因此筏板基础的施工要严格按照以下工序进行:桩基础施工基坑开挖、同时做基坑支护平整基坑土方浇基坑防水垫层(如果有砖胎模也要做砖胎模)做基筏板底防水涂做防水保护层绑扎筏板钢筋浇灌筏板混凝土养护混凝土。

4 结束语

高层建筑基础的选型和设计,是整个结构设计中的重要组成部分,直接关系到整个建筑工程的施工进度和质量。因此,工程设计和施工人员应合分析拟建场地的岩土性质和上部结构特点,进行高层建筑的基础选型和设计。当上部荷载较大,地基土质软弱又不均匀,以致柱下独立基础或条形基础均不能满足地基承载力的要求时,可考虑采用筏板基础,来扩大基底面积,加强基础整体刚度,避免建筑物局部发生不均匀沉降。因此,高层建筑基础的选型应该因地制宜,选择合适的基础形式,除了要满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值外, 整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的要求,从而保证高层建筑的安全可靠、经济合理。

参考文献

[1] GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S]

[2] 华南理工大学,东南大学,等. 地基及基础[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 1991

[3] 原冬霞. 筏板基础设计与计算方法的讨论[J]. 中国西部科技,2011,(1):29-30

[4] 石广辉. 浅谈筏板基础设计田. 林业科技情报,2007,(3):59-60

工程的基础形式篇4

Abstract: Any water conservancy and civil engineering and construction structures must be constructed in the formation. The culverts foundation in the municipal engineering is the lowermost part which structures directly contact with the formation, and the foundation itself will generate additional stress and deformation after suffered the various loads. In order to ensure the normal use and safety of the structures, culvert foundation must have sufficient strength and stability, its deformation should be within the allowable range.

关键词: 市政工程;道路;涵洞;基础;设计;质量

Key words: municipal engineering;road;culverts;foundation;design;quality

中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)36-0075-03

0 引言

涵洞主要是为宣泄地面水流,根据连通器的原理而设置的横穿路堤的构筑物。它是路堤通过洼地或跨越水沟,或为把路基上方的水流宣泄到下方,而设置的横穿路基的小型地面排水结构物。其单跨计算跨径L小于5m,多孔跨径小于8m。涵洞是市政道路工程中的小型构造物,虽然在工程总造价中所占的比例很小,但涵洞设计和施工质好坏,直接影响到市政道路工程的整体质量及使用性能,也影响到周围农田的灌溉和排水。

1 涵洞的类型

涵洞的分类方法很多,主要有按建筑材料、断面形式、洞顶填土、水力性能、结构构造等进行分类。按涵洞建筑材料不同可分为黏土砖涵洞、石材涵洞、混凝土涵洞和钢筋混凝土涵洞等。黏土砖使用年限较短,在工程中不提倡采用。按涵洞断面形式不同可分为圆管涵洞、盖板涵洞、箱式涵洞和拱式涵洞等。

1.1 拱式涵洞:拱式涵洞主要由拱圈、护拱、涵台、基础、铺底、沉降缝及排水设施等组成。拱式涵洞是指洞身顶部呈拱形的涵洞,一般超载潜力较大,砌筑技术容易掌握便于修建,是一种普遍的涵洞形式。

1.2 圆管涵洞:圆管涵由洞身及洞口两部分组成。洞身是过水孔道的主体,主要由管身、基础、接缝组成。洞口是洞身、路基和水流三者的连接部位,主要有八字墙和一字墙两种洞口型式。圆管涵的管身通常由钢筋混凝土构成,管径一般有0.50m、0.75m、1.00m、1.25m和1.50m等五种,管径的大小根据排水要求选择,多采用预制安装,预制长度通常为2.00m。当采用0.50m或0.75m管径时用单层钢筋,而孔径在1m及1m以上时采用双层钢筋。0.50m管径时其管壁厚度不小于6cm,0.75m管径时管壁厚度不小于8cm,1.00m管径时管壁厚度不小于10cm,1.25m及1.50mm管径时管壁厚度不小于12cm。

1.3 箱式涵洞:箱式涵洞主要由钢筋混凝土涵身、翼墙、基础和变形缝等组成。箱式涵洞不同于盖板明渠,箱涵的盖板及涵身、基础是用钢筋}昆凝土浇筑起来的一个整体,可用来排水、过人及车辆通过。箱形涵洞特别适用于软土地基,但造价会高一些。

1.4 盖板涵洞:盖板涵洞主要由盖板、涵台、洞身铺底、伸缩缝和防水层等构成。盖板涵洞是涵洞的一种形式,它具有受力明确、构造简单、施工方便等优点。盖板涵洞与单跨简支板梁桥的结构形式基本相同,只是盖板涵洞的跨径较小。

2 涵洞基础设计要求

2.1 基本要求:涵洞基础的设计应保证具有足够强度、稳定性和耐久性。应结合结构物和地基特点、要求,根据桥涵处的水文、地质、地形、结构形式、材料供应和施工条件等,合理地选择基础的类型,地基的加固形式,确定基础的埋置深度,做到全面分析、综合考虑、精心设计。涵洞址处的工程地质好坏,直接影响基础的强度和稳定。地质构造对基础类型的选择有着决定性的意义,设计时应当认真查明涵洞处的地质情况,为涵洞的基础设计提供可靠的原始资料。

2.2 基础设计的资料收集:涵洞基础的设计方案与计算中有关参数的选用,都需要根据当地的地质条件、水文条件、结构形式、荷载特性、材料情况及施工要求等因素全面考虑。施工方案和方法也应当结合设计要求、现场地形、施工技术设备、施工季节、气候条件、水文等情况来研究确定。因此,应在正式设计之前通过仔细地调查研究,充分掌握必要的、符合实际情况的资料。涵洞基础的设计除应掌握有关该涵洞所需的资料,包括结构形式、涵洞孔径、承受荷载及国家颁发的设计、施工技术规范外,还应注意工程地质、水文资料的搜集和分析,重视土质、建筑材料的调查和试验。涵洞基础的设计应掌握的资料,其中各项资料的内容范围,可根据涵洞工程的规模、重要性及涵洞处的工程地质、水文条件的具体情况和设计阶段确定取舍。

3 涵洞基础类型的选择

涵洞的基础类型很多,可根据建筑材料、结构形式和工作条件不同来划分。各类基础的特点和适用条件如下。

3.1 按建筑材料不同划分:涵洞基础按建筑材料不同,可分为石材基础、砖材基础、混凝土基础和钢筋混凝土基础。在选择基础建筑材料时,主要应从材料的耐久性,包括抗冻性、抗水性和抗风化性,当地材料的储量,并结合机械化程度、劳动力条件、施工方法及施工期限等方面综合考虑。石材基础:一般采用水泥砂浆砌块片石,在地下水位以上也可用掺石灰的混合砂浆砌筑。砖材:基础在缺乏石材的地区,也可采用砌砖基础。由于砖的强度和耐久性均较差,所以在永久性涵洞中不提倡应用。根据施工实践经验,如将基础四周面层用浸透沥青的砖砌筑,可以大大提高砖砌体的抗冻性和耐久性。石材的强度等级不应小于MU30,砌筑砂浆的强度等级不应小于M5。由于浆砌块片石水泥用量较少,所以在石材丰富地区,一般的永久性涵洞采用较多。但是,浆砌块片石劳动强度较大,砌体的整体性稍差。混凝土基础混凝土:基础工程中最常用的材料,具有施工简便、整体性好、便于机械化施工等特点。涵洞基础混凝土的最低强度等级为C15。为了节约水泥、降低造价,可在混凝土中掺入含量不大于25%的片石,片石的强度等级不低于MU25,且不低于混凝土的强度等级。另外,还可采用各种形状的混凝土预制块来砌筑。钢筋混凝土基础:当基础承受较大挠曲时,可采用钢筋混凝土浇筑。混凝土的强度等级不应低于C15。由于钢筋混凝土的抗压和抗拉强度均较高,因此能够在较小的埋置深度内取得较大的支撑面积。

3.2 按结构形式不同划分:根据上部构造的要求及地基情况的不同,涵洞基础的构造形式可分为非整体性基础和整体式基础。非整体性基础非整体性基础又称为分离式基础,它是单独修筑在各涵台下相互独立的基础,一般在跨径较大及地基强度较高时采用。整体式基础一般为矩形基础,其尺寸通常是由上部结构的大小而定,而不受地基承载力的控制。当地基土质不均匀时,为防止不均匀沉降和局部破坏,或因涵洞跨径较小基础相距太近,或为了施工过程中的便利,往往将涵台下基础联合成整体式基础。

3.3 按工作条件不同划分:涵洞按其工作条件不同,可分为刚性基础和柔性基础,它们分别适用于不同的情况下。刚性基础:当基础材料的强度较低时,其结构尺寸可以不满足抗弯曲强度的要求,计算中可不计其弯曲变形,这种基础称为刚性基础,如石料、黏土砖及混凝土基础等。柔性基础:在上部荷载作用考虑其弯曲变形者,则称为柔性基础。如将涵管置于天然土层或砂砾石垫层上,这种无基涵管的下部也属于柔性基础。但在经常有水或涵洞前壅水较高,以及淤泥、沼泽和严寒地区,均不宜采用柔性基础。

4 基础的埋置深度设计

工程实践证明,影响涵洞基础埋置深度主要有三个因素:一是地基土壤的强度,即地基承载力大小;二是水流的流速及冲刷能力;三是地基冰冻的程度。考虑这三个方面的因素,基础的埋置深度应符合下列要求。

4.1 埋置深度:设置于基岩上的基础。一般可直接置于基岩上,但应当将风化层彻底清除。如果风化层较厚难以清除干净时,也可置于风化层中,埋置深度应根据风化程度、冲刷情况及承载力大小而定。当地基为一般土壤河床且无冲刷时,基础应埋置于地面下不小于0.6m或1.0m,盖板涵为0.6m,石拱涵为1.0m。如河床上有铺砌时,一般宜设置在铺砌层底面以下1.0m。当地基为一般淤泥或软弱层时,应根据地质情况采用扩大基础、倒拱、块石挤淤、砂及木桩挤密、换土、砂垫层等加固措施。在有冲刷的河道上,由于涵洞都设置铺底,一般不考虑冲刷深度对基础埋深的影响。冰冻对地基的影响较大,地基土壤冻胀后承载能力大大降低,特别是在春季消融后会引起土基翻浆,严重影响基础的稳定。因此在冰冻地区,基础埋置深度还应考虑冰冻深度。

4.2 涵洞的刚性扩大基础:当地基承载能力不足时,可采用设置多层的扩大基础,刚性基础扩大时,台阶的挑出长度应与台阶高度保持一定的比例,通常用刚性角口来控制。对于砖、片石、块石和料石砌体,当采用M5级以下砂浆砌筑时,刚性角应当取口≤30°;当采用M5级以上砂浆砌筑时,刚性角应取a≤35°。当采用混凝土浇筑时,刚性角应取口≤40°或口≤45°。基础的厚度应根据墩台身的结构形式、荷载大小、选用的基础材料等来确定。基底的标高应按照上述埋置深度要求确定,水中基础的顶面一般不高于最低水位,在季度性河流或旱地上的墩台基础,应不宜高出地面,以免将基础碰坏。这样,基础的厚度可按上述要求所确定的基础底面和顶面标高求得。基础的平面尺寸基础的平面形状一般应根据墩台身底面的形状而确定,实体墩身的截面常采用圆端形基础的剖面尺寸刚性扩大基础的剖面形状,一般做成矩形或台阶形。自墩台身底边缘至基顶边缘的距离称为襟边,其一方面是扩大基底面积,提高基础的承载力,同时也便于对基础施工时在平面尺寸上可能发生的误差进行调整,也为了满足支立墩台身模板的需要。其值应视基底面积的要求、基础厚度及施工方法而定。根据工程施工经验,墩台基础的襟边最小值为20cm。所拟定的基础尺寸,应是在可能的最不利荷载组合条件下,能保证基础本身足够的结构强度,并能使地基与基础的承载力和稳定性均能满足要求。台阶式基础每层的台阶高度,通常为0.5~1.0m。在一般情况下,各层台阶宜采用相同厚度。

5 结束语

工程实践充分证明,涵洞的基础设计和施工质量好坏,是整个结构物质量的根本。基础工程属于是隐蔽工程,如有缺陷很难发现,也很难进行弥补或修复,而这些缺陷往往直接影响整个结构物的使用及安危。在某种情况下,基础工程施工的进度,经常控制整个结构物施工的进度。

参考文献:

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[8]肖诗伟.浅谈高填土和软土地基中的涵洞设计问题分析[J]. 建筑知识,2010,(S2).

工程的基础形式篇5

【关键词】浅基础;深基础

浅基础与深基础作为建筑基础,传递由上部荷载施加于地基上的附加压力,在附加压力作用下,要求地基满足承载力及变型条件的要求,进而达到满足建筑设计的各项使用功能。

顾名思义,浅基础与深基础的主要区别在于基础埋深上的差异,但两者没有严格意义上的数值界定。

一般以埋深大于等于5.0米为深基础,埋深在0.5-5.0米之间,侧面磨阻力对地基承载力的影响可忽略不计的基础称为浅基础,但基础埋深不得小于0.5米。若浅层土质不良,需将基础加大埋深,深度超过5.0m,此时需要一些特殊的施工手段和相应的基础形式。如桩基、沉箱、沉井和地下连续墙等,这样的基础称为深基础。

浅基础相对于深基础,基础故然埋深较浅,同时,基础形式及施工工艺较简单,施工质量易于控制,工程造价亦较低。而深基础情况恰于浅基础相反,除基础埋深较深外,基础形式及施工工艺复杂,质量控制因素较多,工程造价亦较高等。

建筑采用何种基础形式,即采用浅基础抑或采用深基础,决定于基础持力层的选择,一般而言,持力层埋深小于5.0m的为天然基础,采用的基础形式自然就是浅基础。

持力层的选择取决于上部结构对地基的要求和选择。

基础持力层的选择,要求承载力必须满足下式要求:

(1)当轴心荷载时

Pk≤fa

式中Pk————相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值(kpa)

fa—修正后的地基承载力特征值(kpa)

(2)当偏心荷载时,除符合上式要求外,尚应符合下式规定:

Pkmax≤1.2fa

式中Pkmax—相应于作用的标准组合时,基础底面边缘的最大压力值(kpa)。

由此可见建筑类型与地基土特征决定了基础形式。

建筑物的尺寸以及荷载的大小可将建筑分为两大类,一类为多层民用建筑及一般工业厂房,此类建筑高度较小,单位荷载较小,对地基条件要求较低,属地基基础设计等级为乙级或小于乙级的地基;另一类为高层建筑,有地下室的多层建筑,重要的一类建筑物,其单位荷载较大,地基基础设计等级为乙级及二级以上的建筑。

建筑场地的工程地质条件,尤其是地基土的条件决定了基础埋深。

地基土的一般规律是上软下硬,从软土至坚硬岩石,岩土类型繁多,空间分布不稳定,工程力学性状差异较大,同一层土的力学性状存在着较大的变异性。此外,还有液化土,岩溶,湿陷性黄土,膨胀性土,多年冻土等特殊类型土。只有在充分查明地基土结构,力学性状,以及地下水条件的基础之上才能有针对性的确定持力层的位置。

如此可见,建筑采用浅基础还是深基础,完全取决于持力层的深浅,而持力层的深浅又取决于地基土的软硬。

建筑的上部结构与基础形式及地基土的共同作用必须满足地基承载力及变形条件的要求,三者的组合关系参见下表。

注:本表未考虑液化土、岩溶、湿陷性黄土、膨胀土、多年冻土等特殊性岩土以及处理后的人工地基

综合上述分析可归纳为以下几点:

(1)浅基础以天然地基为持力层,以地基承载力满足上部结构受力要求即可。基础与侧壁土的磨阻力可忽略不计。

(2)深基础以深部硬质岩土层为持力层,或者以基础与侧壁土层磨擦力作为承受上部结构的荷载为主,又或以前两种受力方式结合作为承受上部结构荷载。

(3)浅基础的适用条件以浅部土层坚实,满足承载力要求,浅基础的选择形式可根据上部结构需要,选择采用柱下独立基础或墙下条形基础。对于上部荷载较大的高层建筑,只要浅部岩土层工程性状好,同样可以选择浅基础,如筏板式基础。

(4)深基础的适用条件以浅部土层软弱,承载力或变形条件满足不了工程要求,向下寻求硬质岩土层,直到满足上述地基条件。其基础形式自然也就为深基础。

(5)深基础的形式有桩基础,箱形基础,沉井,沉箱,地下连续墙等。具体采用何种基础形式要视建筑 及场地的工程地质条件而定。

因浅基础工程造价低,只要浅部地基坚实,就应优先考虑采用天然地基。对于七度及七度以上的抗震设防区,为了抗震的需要,上部结构常采用框架、框剪结构以增强上部结构的整体刚度,其基础形式往往采用筏板基础,箱型基础等以增强地基的刚度,使基础与上部结构协调工作。

对于上软下硬地基土,尤其是上部有液化土层的地基,往往采用桩基将桩端坐在坚实土层上,如有地下室,就应采用桩筏,桩箱联合基础。

随着城市化进程的逐步加快,土地寸土寸金,向山要地,向海要地,常见形成大规模挖方和填方的不均匀地基,必须采用深基础以防止地基的不均匀沉降以满足地基的变形要求。

对于地下水位较高,含水丰富的海岸、河岸、地基土,就应采用沉井、沉箱和地下连续墙等深基础形式,来克服基础施工的恶劣不利环境,并满足工程的需要。

对于液化土、岩溶、湿陷性黄土、膨胀土地基,除采用地基处理措施以外,亦于采用深基础,将基础放在坚实土层上,达到地基稳定的目的。

对于高边坡的路基,岸基,及深基坑土层,其边坡即是地基又是荷载,除采用挡土墙外,还可采用锚杆基础,以平衡土压力。锚杆铆固深度一般均超过5.0m,所以锚杆基础亦应属于深基础。另外锚杆还可用于克服地下水对箱型基础的上浮力,以满足抗浮要求。

对于偏心荷载的建筑物,可以采用疏密桩,或变更桩径等结构措施,来调整基底压力的不均匀导致的地基变形的差异,使单桩荷载达到基本平衡。

对于经处理的人工地基或复合地基,可直接在人工地基或复合地基上做浅基础,其对软弱下卧层验算要满足承载力和变形要求。

概言之,浅基础与深基础均为建筑的重要组成部分,重要的不在于两者定义上的区别,重要的在于两者的工作原理和其适用条件的差异。这是岩土工程师必须潜心研究的问题。

【参考文献】

工程的基础形式篇6

【关键词】基础工程;造价;影响因素;动态管理;

一、前言

基础工程属于地下工程, 由于基础工程的不可见性, 基础工程必然存在着各种各样的问题。要想有效的控制基础的造价, 就必须正确认识影响基础的因素, 认真落实以上控制方法, 使基础造价做到最低。

二、基础工程造价影响因素及其控制方法分析

基础工程作为建筑中的一个分项工程, 它的费用在整个工程费用中占越来越大的比例, 尤其是高层建筑中, 基础的费用更是不可忽略。基础工程费用与建筑物总造价的比例, 视其复杂程度和设计、施工的合理与否, 变动可以从百分之几到百分之几十之间。一般采用浅基础的多层建筑的基础造价占建筑造价的 15% ~20% 左右, 采用深基础的高层建筑基础工程造价占总建筑费用的比例为 20% ~ 30% 左右。既然基础费用在整个造价中占了这么大的分量, 则影响价格的因素有以下几点。

1、影响基础造价的因素。大量的工程事实证明, 影响基础工程造价的因素主要有以下5 个:1) 在建工程所在位置的水文地质条件。工程的水文地质条件对基础的影响最大, 地质条件越好, 基础的承载力越高, 基础埋深也就越浅。相反, 基础持力层越深, 基础的埋深就应该越深。基础埋深超过一定的深度, 相应的必须采取一定的措施, 才能保证基础的顺利施工, 另一方面, 随着基础深度的增加, 基础形式也必然发生相应的改变。基础的结构形式和基础的埋深, 在一定程度上就已经决定了基础的造价。因此, 在工程建设前期, 我们必须准确的了解建筑所处的水文地质条件。当然, 工程地质条件是一个相当复杂的因素, 不同的地理位置有着不同的地质条件, 就算是相邻的地方, 地质条件也有可能发生改变。也就因为如此,基础的造价浮动变化很大, 基础工程造价预算的结果并不是很准确, 基础工程造价“三超”现象很严重。决算严重偏离工程预算结果。2)基础设计对工程造价也是一个较大的影响因素。一般情况下, 基础形式在设计的过程中予以确定。基础形式对基础价格有着很大的影响。不同的基础形式, 采用的地基处理方式也不同, 这就在一定程度上影响着基础造价。目前在我国的工程造价过程中, 人们在谈论控制工程造价的时候, 关心的总是控制施工过程中的造价。其实, 这种控制工程造价的方法的效果并不是很大, 控制施工过程中的造价只是一种事后的控制方法。一旦设计方案确定, 基础的结构形式以及埋深很多因素都已经确定, 更可以说是施工工艺都在一定程度上已经确定, 这样基础的造价在一定程度上也已经确定。所以, 在控制工程造价的过程中如果我们把重点放在施工过程中, 那样的效果并不是很理想。我们应该改变以往的控制造价的方法, 把控制造价的方法从事后控制慢慢的转化到事前控制, 在工程设计时就对工程的价格进行严格的控制。3)材料价格的变动对基础造价的影响也非常大。在工程的建设过程中, 无论基础工程, 还是上部结构, 材料的费用总是在整个工程中所占的比例最大, 材料费用占整个工程费用的 70% ~80% 左右。但是材料的价格却不是一成不变, 材料价格每天都在不停的变化。随着价格的变化, 基础工程造价也就发生着不停的变化。因此, 在工程的预算过程中, 我们必须要充分考虑价格的变动因素, 才能准确的预测整个工程的造价。4) 施工过程中施工人员的管理水平在很大程度上也影响了工程的造价。施工人员的管理水平越高, 产生窝工、返工的现象越少发生。窝工、返工现象不仅耽误了施工的总体进度, 浪费人力物力, 而且也增加了不必要的工程开支。5) 基础工程的施工工艺也是影响基础造价的一个重要因素。选用不同的施工工艺, 所选择的施工设备也就不同。不同的施工设备, 不管是选择国产设备还是进口设备, 更是严重的影响着基础的造价。其次, 企业应该重视施工工艺的改进, 采用先进的施工工艺, 不仅可以提高施工的效率, 还可以降低工程的造价。因此, 施工企业在运营的过程中, 必须要注意改进企业的施工水平, 这不仅可以增加企业的利润, 也在一定的程度上提高了企业的竞争能力。除了上述 5 个影响造价的因素之外, 施工过程中设计的变更以及工程签证的发生, 工程资料的准备不够齐全都影响着基础的造价。

2、造价控制方法。由于工程造价受时间、地点、环境等众多因素的影响, 所以降低工程造价并不是一件容易的事, 要想合理地降低工程造价, 就必须要全方位地实行工程造价的动态管理。1) 基础形式的优化选择。在基础工程中, 基础形式主要有桩基础, 扩大基础, 条形基础, 满堂基础等几种。不同的基础类型,采用的施工工艺必然不同, 地基的处理方式也会发生相应改变, 从而基础的价格也就千变万化, 因此, 在工程设计中, 我们必须选用合理的形式, 不要造成不必要的浪费。2) 选用先进的、经济合理的施工方案, 落实技术组织措施。施工方案主要包括四项内容: 施工方法的确定、施工机具的选择、施工顺序的安排和流水施工的组织。施工方案不同, 工期就会不同, 所需机具也不同。工期越长, 人工费用越多, 相应的管理费用, 材料租赁费用相应增加。特别在施工的过程当中, 应尽量避免不同工种之间的相互干扰, 造成窝工返工现象的发生。3) 重视材料设备的采购、保管, 降低材料成本。材料成本一般可占整个工程费用的 70% 左右, 因此在工程建设过程中, 降低材料的成本也是降低工程造价的一个重要的手段。在采购过程中, 我们应尽量做到货比三家, 反复比较, 购买物美价廉的材料。4) 必须加强施工队伍的建设, 加强施工人员的素质培养。施工人员素质的提高, 必然带动施工质量、施工水平的提高。这也是企业提高竞争力的重要方式之一。

三、结语

“万丈高楼平地起”, 没有结实的基础, 建筑物的质量就难以保障。对建筑物来说, 基础工程就是工程的咽喉要塞, 基础的设计和质量直接关系着建筑物的安危, 由此可见, 基础工程在建筑中占有非常重要的地位。基础工程作为建筑物中的一个部分, 基础的费用在整个建筑造价中占有相当大的比例。基础工程属于隐蔽工程, 有着很多的不可见性。在建筑界中, 基础的费用总是大大的超过预算价格。怎样控制基础的价格是我们每一个从事建筑行业的人将要面对的问题。本文以上谈了谈自己的一些观点。

参考文献:

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工程的基础形式篇7

关键词:高层建筑;基础设计;分析方法

一、高层建筑基础设计选型的重要性

1、高层基础如果设计方法不对或者选型不当,将严重影响建筑物的安全性。不恰当的基础设计,可能因承载力不足引起建筑物的不均匀沉降,导致建筑物开裂或倾斜,引起难以修复的工程质量问题。

2、选择合理的基础形式是降低工程造价的一个有效措施。基础工程在建筑工程造价中占有很大的比重,通常情况下可以达到25%左右,在结构复杂或者地质情况复杂时,所占比重还会有所增加。因此,选择合理的基础形式能够有效降低工程造价。

3、合理选择基础形式对缩短施工工期具有重要意义。据统计,基础工程的施工工期可以占到土建工程工期的 30%左右,因此正确选择合理的基础形式对节省施工工期有很大的意义。

二、高层建筑基础设计分析方法

经过工程技术人员多年的实践与研究,高层建筑地基、基础共同作用的事实已被人们所认同。目前,最理想的分析方法是上部结构与地基、基础共同作用的分析方法。在这种方法中,地基、基础、上部结构之间,同时满足接触点的静力平衡和接触点的变形协调两个条件,即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体进行分析。

三、高层建筑基础选型

1、基础选型的依据

在一般情况下,高层建筑基础设计选型时应考虑以下因素的影响。

①地质条件的影响。地质条件是影响高层基础选型的一个非常重要因素,虽然建设场地的地质条件在多数情况下是隐蔽的、复杂的和可变的,但目前的工程勘察和技术手段,一般能做到相对的准确。作为设计人员,对提供的地质资料要能够进行准确分析和正确判断,进而能够合理地进行基础设计,并在施工过程中根据具体的地质条件变化修改设计。

②上部建筑结构形式的影响。不同的上部结构,对地基不均匀沉降的敏感程度也不相同,对地基不均匀沉降越敏感的上部结构,则应选择刚度较大的基础形式。因此要根据上部结构的不同结构形式(框架、框架剪力墙、剪力墙结构等)选配合理的基础型式。

③要根据建筑结构的特点,荷载大小,建筑物层数,高度、跨度大小等因素来选择最佳的基础形式。

④高层建筑基础设计应满足建筑物使用上的具体要求。例如要满足人防、地下车库、地下商场等各种建筑类型的具体要求。

⑤高层建筑基础设计还要满足构造的要求。例如箱型基础,要满足埋深、高度,基底平面形心与结构竖向静荷载重心相重合,偏心距、沉降控制等要求。

⑥抗震性能对基础选型的影响。高层建筑对地震作用更加敏感,在地震作用下,基础可能出现过大变形、不均匀沉降和倾覆,所以在基础选型时,一定要充分考虑到地震作用的影响。

⑦周围已有建筑物对基础选型的影响。周围已有建筑物对基础选型影响也很大,如与已建建筑物间距过小时,若采用筏型或箱型基础,在深基坑开挖时,是否会对已有建筑物的基础或主体造成局部下沉、开裂等;如基础采用预制桩,打桩时的震动能否造成已有建筑物开裂或女儿墙、雨篷等构件的倾覆、倒塌、坠落等。

⑧施工条件对基础选型的影响。施工队伍素质能否保证施工质量;材料、设备、机具等能否就近购买或租赁;施工期间的气候条件等都是影响基础选型的因素。

⑨工程造价对基础选型的影响。应在满足功能的前提下,选用造价最经济的基础设计方案。

2、几种常见基础类型的适用条件分析。

2.1筏型基础。是高层建筑常用的基础形式之一。它的适用条件为:①对于软土地基,当使用条形基础不能满足上部结构的容许变形和地基容许承载力时;②当高层建筑的柱距较小,而柱子的荷载较大,必须将基础连成一整体,才能满足地基容许承载力时;③风荷载或地震荷载起主要作用的高层建筑,欲使基础有足够的刚度和稳定性时。

2.2箱形基础。箱形基础是高层建筑中广泛使用的一种基础,具有很大的刚度和整体性。对地基的不均匀沉降起到调节或减小的作用。因此适用于上部荷载大而地基土又比较软弱的情况。

2.3桩基础。桩基础也是高层建筑中常用的一种基础形式。它的适用条件为:①浅表土层软弱,在较深处有能承受较大荷载土层作为桩基础的持力层时;②在较大深度范围内,土层均较软弱,且承载力较低时;③高层建筑结构传递给基础的垂直和水平荷载很大时;④高层建筑对于不均匀沉降非常敏感和控制严格时;⑤地震区采用桩基础可提高建筑物的抗震能力时。

2.4柱下独立基础。它的适用条件为:当上部结构为框架结构、无地下室、地基土质较好、荷载较小、柱网分布较均匀时,可采用柱下独立基础。在抗震设防区,其纵横方向应设连系梁,连系梁可按柱垂直荷载的 10%引起的拉力和压力分别验算。

2.5十字交叉钢筋混凝土条形基础。它的适用条件为:①当上部结构为框架剪力墙结构、无地下室、地基条件较好时;②当上部结构为框架剪力墙结构、有地下室、无特殊防水要求、柱网、荷载及开间分布比较均匀、地基较好时;③当上部结构为框架或剪力墙结构、无地下室、地基较差、荷载较大时,为了增加基础的整体性和减少不均匀沉降。

2.6其它基础形式,如板式、桩箱基础、桩筏基础等,可根据各种影响因素的具体情况,合理地进行比选,由设计者自行选择。

四、结论

设计人员在进行高层建筑基础选型设计时,一定要综合考虑各方面因素的影响,针对具体情况选择合理的基础形式,采用正确的设计方法,这样才能保证结构的安全与稳定,也会给建筑工程的质量、造价和工期带来效益。

参考文献:

工程的基础形式篇8

摘要:随着高层建筑在我国的工程建设中越来越普遍,高层建筑基础作为高层建筑结构体系的一个重要组成部分,也日益被业内人士所重视,那是因为高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用,在设计时,应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑,选择合理的基础形式。

关键词:高层建筑;基础设计选型;分析方法;适用条件

1 高层建筑基础设计选型的重要性

1.1 高层基础如果设计方法不对或者选型不当,将严重影响建筑物的安全性。不恰当的基础设计,可能因承载力不足引起建筑物的不均匀沉降,导致建筑物开裂或倾斜,引起难以修复的工程质量问题。

1.2 选择合理的基础形式是降低工程造价的一个有效措施。基础工程在建筑工程造价中占有很大的比重,通常情况下可以达到25%左右,在结构复杂或者地质情况复杂时,所占比重还会有所增加。因此,选择合理的基础形式能够有效降低工程造价。

1.3 合理选择基础形式对缩短施工工期具有重要意义。据统计,基础工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%左右,因此正确选择合理的基础形式对节省施工工期有很大的意义。

2 高层建筑基础设计分析方法

经过工程技术人员多年的实践与研究,高层建筑地基、基础共同作用的事实已被人们所认同。目前,最理想的分析方法是上部结构与地基、基础共同作用的分析方法。在这种方法中,地基、基础、上部结构之间,同时满足接触点的静力平衡和接触点的变形协调两个条件,即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体进行分析。

3 高层建筑基础选型

3.1 基础选型的依据。在一般情况下,高层建筑基础设计选型时应考虑以下因素的影响:

①地质条件的影响。地质条件是影响高层基础选型的一个非常重要因素,虽然建设场地的地质条件在多数情况下是隐蔽的、复杂的和可变的,但目前的工程勘察和技术手段,一般能做到相对的准确。作为设计人员,对提供的地质资料要能够进行准确分析和正确判断,进而能够合理地进行基础设计,并在施工过程中根据具体的地质条件变化修改设计。②上部建筑结构形式的影响。不同的上部结构,对地基不均匀沉降的敏感程度也不相同,对地基不均匀沉降越敏感的上部结构,则应选择刚度较大的基础形式。因此要根据上部结构的不同结构形式(框架、框架剪力墙、剪力墙结构等)选配合理的基础型式。③要根据建筑结构的特点,荷载大小,建筑物层数,高度、跨度大小等因素来选择最佳的基础形式。④高层建筑基础设计应满足建筑物使用上的具体要求。

例如要满足人防、地下车库、地下商场等各种建筑类型的具体要求。⑤高层建筑基础设计还要满足构造的要求。例如箱型基础,要满足埋深、高度,基底平面形心与结构竖向静荷载重心相重合,偏心距、沉降控制等要求。⑥抗震性能对基础选型的影响。高层建筑对地震作用更加敏感,在地震作用下,基础可能出现过大变形、不均匀沉降和倾覆,所以在基础选型时,一定要充分考虑到地震作用的影响。⑦周围已有建筑物对基础选型的影响。周围已有建筑物对基础选型影响也很大,如与已建建筑物间距过小时,若采用筏型或箱型基础,在深基坑开挖时,是否会对已有建筑物的基础或主体造成局部下沉、开裂等;如基础采用预制桩,打桩时的震动能否造成已有建筑物开裂或女儿墙、雨篷等构件的倾覆、倒塌、坠落等。⑧施工条件对基础选型的影响。施工队伍素质能否保证施工质量;材料、设备、机具等能否就近购买或租赁;施工期间的气候条件等都是影响基础选型的因素。⑨工程造价对基础选型的影响。应在满足功能的前提下,选用造价最经济的基础设计方案。

3.2 几种常见基础类型的适用条件分析。

3.2.1 筏型基础。是高层建筑常用的基础形式之一。它的适用条件为:①对于软土地基,当使用条形基础不能满足上部结构的容许变形和地基容许承载力时;②当高层建筑的柱距较小,而柱子的荷载较大,必须将基础连成一整体,才能满足地基容许承载力时;③风荷载或地震荷载起主要作用的高层建筑,欲使基础有足够的刚度和稳定性时。

3.2.2 箱形基础。箱形基础是高层建筑中广泛使用的一种基础,具有很大的刚度和整体性。对地基的不均匀沉降起到调节或减小的作用。因此适用于上部荷载大而地基土又比较软弱的情况。

3.2.3 桩基础。桩基础也是高层建筑中常用的一种基础形式。它的适用条件为:①浅表土层软弱,在较深处有能承受较大荷载土层作为桩基础的持力层时;②在较大深度范围内,土层均较软弱,且承载力较低时;③高层建筑结构传递给基础的垂直和水平荷载很大时;④高层建筑对于不均匀沉降非常敏感和控制严格时;⑤地震区采用桩基础可提高建筑物的抗震能力时。

3.2.4 柱下独立基础。它的适用条件为:当上部结构为框架结构、无地下室、地基土质较好、荷载较小、柱网分布较均匀时,可采用柱下独立基础。在抗震设防区,其纵横方向应设连系梁,连系梁可按柱垂直荷载的10%引起的拉力和压力分别验算。

3.2.5 十字交叉钢筋混凝土条形基础。它的适用条件为:①当上部结构为框架剪力墙结构、无地下室、地基条件较好时;②当上部结构为框架剪力墙结构、有地下室、无特殊防水要求、柱网、荷载及开间分布比较均匀、地基较好时;③当上部结构为框架或剪力墙结构、无地下室、地基较差、荷载较大时,为了增加基础的整体性和减少不均匀沉降。

3.2.6 其它基础形式,如板式、桩箱基础、桩筏基础等,可根据各种影响因素的具体情况,合理地进行比选,由设计者自行选择。

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