2020年一级结构工程师《土力学与地基基础》考点总结(三)

图片[1]-2020年一级结构工程师《土力学与地基基础》考点总结(三)-金瓦刀一、地基基础方案及其选择

建筑物可分为上部结构(地下部分)、下部结构(地下部分)-基础两部分。而基础坐落在地基上。地基作为支承建筑物的地层,如为自然状态则为天然地基,若经过人工处理则为人工地基。

基础又分为浅基础与深基础两大类,通常按基础的埋置深度划分。一般埋深小于5m的

为浅基础,大予5m的为深基础。也有建议按施工方法来划分的:用普通基坑开挖和敞坑排水方法修建的基础统称为浅基础,如高层建筑箱型基础(埋深可能大于5m)也属此类,而用特殊施工方法将基础埋置于深层地基中的基础称为深基础,如桩基础、沉井、地下连续墙等。

设计建筑物的地基基础时,须将地基、基础视为一个整体,按照下述的组合关系(见表18-5),确定地基基础方案。其受上部结构类型、使用荷载大小、施工等多种因素制约,对每一个具体工程,应综合考虑,通过经济技术比较,确定最佳方案。不允许时,可比较天然地基上的深基础和人工地基上的浅基础两方案,选定其一,必要时才选用人工地基上的深基础。

地基与基础组合方案表18-5

二、浅基础类型

浅基础有多种形式,是随上部结构类型的发展和荷载的增大、使用功能的要求、地基条件、建筑材料和施工方法的发展而演变的,形成了从独立的、条形的到交叉的、成片的乃至空间整体的基础系列。浅基础的类型划分按不同标准有不同形式。按表18-6分类,可大致看出基础形式发展演变过程、材料及受力特点。

(一)独立基础(含扩展式基础)

独立基础是柱基础的主要类型,所用材料依柱的材料和荷载大小而定。现浇柱下常采用

钢筋混凝土,此时称为扩展式基础。基础截面可做成阶梯形或锥形,预制柱下一般采用杯形基础。砌体柱下可采用无筋扩展基础,材料一般为砖、混凝土等。

(二)条形基础和联合基础

1.条形基础

墙下条形基础有刚性和钢筋混凝土(扩展式)两种。后者一般做成无肋板式,若为了增强基础的整体性和抗弯能力,则可采用带肋式。

当荷载较大且地基承载力较低时,柱列下也常采用条形基础。将同一排的柱基础相连成

为钢筋混凝土柱下条形基础。但若仅是相邻两柱基础相连又称联合基础或=柱联合基础。

2.联合基础

根据建筑物的荷载、地基及限制条件,可能有下列形式。

(1)矩形联合基础

适用于相邻荷载差异不大且地基较为均匀的条件。它整体性能好,可设计成变截面的形式。

(2)梯形联合基础.

边柱基础荷载较大或为偏心荷载,与内柱基础需要连接时,采用梯形形式可使基底压力接近于均匀分布。

(3) 连梁式联合基础

当基础间距较大,地基不均匀,可能产生较大的沉降差时,将联合基础做成连梁式,且设计成刚性梁,使不平衡剪力和弯矩得以传递和调整。

(三)交梁基础

当荷载较大,采用柱下条形基础不能满足地基承载力要求时,可采用交梁基础(或称“十字交叉基础”)。这种基础在纵横两向均具有一定的刚度和调整不均匀沉降的能力。

(四)筏板基础

遇上部结构荷载大、地基软弱或地下防渗需要时,可采用筏板基础,俗称满堂基础。由

基底面积大,故可减小地基单位面积上的压力,并能有效地增强基础的整体性。

筏板基础像倒置的钢筋混凝土楼盖,可分为平板式和梁板式两种类型。它可用在柱网下,

亦可用在砌体结构下。我国南方某些城市大量采用为多层住宅基础,并直接做在地表杂填土上,称无埋深筏基。但在北方应用时,必须考虑能否满足抗冻与采暖要求。

(五)箱形基础

由钢筋混凝土底板、顶板和纵横内外墙组成的整体空间结构,称为箱形基础。其具有很大的抗弯刚度,整体性好,只会产生大致均匀的沉降或整体倾斜而不致产生挠曲,从而基本上消除了因地基变形而使建筑物开裂的可能性。抗震性能较好,适用于软弱地基上高层、重型或对不均匀沉降有严格要求的建筑物。可满足高层建筑对建筑功能与结构受力等方面的要求。

箱基的用料多、工期长、造价高、施工技术比较复杂,尤其当须进行深基坑开挖时要考虑人工降低地下水位1、坑壁支护和对邻近建筑物的影响问题。此外,还要对箱基地下室的防水、通风采取周密的措施。综上所述,箱基的采用与否,应该慎重地综合考虑各方面因素,通过方案比较后确定,才能收到技术和经济上的最大效益。

(六)壳体基础

当荷载较大时,柱下基础也可采用壳体基础。这种基础使径向内力由以弯矩为主,变为以压力为主,通常可节省混凝土30~6~so%。壳体基础常用作筒形构筑物(如烟囱、水塔、料仓、中小型高炉等)的基础,也可用作一般工业与民用建筑柱基。壳体基础常用的结构形式为正圆锥壳、M形组合壳和内球外锥组合壳:

(七)动力机械基础

动力机械基础常采用大块式、墙式及框架式三种形式。大块式基础应用最广,通常做成刚度很大的钢筋混凝土块体。墙式基础则由承重的纵、横向墙组成。基础中均预留有安装和操作机器所必需的沟槽和孔洞。框架式基础一般用于平衡性较好的高频机器,其上部结构是由固定在一起连续底板或可靠基岩上的立柱以及与立柱上端刚性连接的纵、横梁组成的弹性体系,因而可按框架结构计算。

(八)基础选型示例

基础的选型,应根据地质条件、建筑体型、结构类型、荷载情况、有无地下室以及施工条件等,提出适用技术方案,进行经济效果对比。一般按以下原则选型:

1.砖混结构

包括多层房屋,应优先选用刚性基础。按就地取材和方便施工的原则,选择毛石基础、砖基础、灰土基础或三合土基础。地下水位较高时选用混凝土基础,或有混凝土垫层的砖基础,一般做成条形基础。基础宽度大于2. 5m时,宜采用柔性钢觞混凝土基础。上部地基土软弱,基础深度大于3m时,宜用墩式基础。

2.框架结构

无地下室,地基较好,荷载较小,柱网分布比较均匀时,宜选用单独柱基,纵横方向应用拉梁拉结,拉梁位置以设置在柱根为宜。框架底层的砖墙和相邻砖混结构的墙体,宜结合拉梁设置地梁。柱基埋深较浅时直接做条形墙基,此时圈梁与拉梁结合布置。对于多层内框架结构,地基较差时,柱列宜选用柱下条形基础或条形刚性基础。

3.框架或剪力墙结构

(1)无地下室,地基较差,荷载较大时,为了增强整体性,减少不均匀沉降,可选用十字交叉条形基础。如不满足变形条件要求,可考虑采用桩基础,或对地基进行处理。仍不满足要求时,可选用钢筋混凝土筏板基础。

(2)有地下室,无特殊防水要求,柱网、荷载及墙间距比较均匀,地基较好时,可选用十字交叉刚性墙基础。

(3)有地下室,上部结构对不均匀沉降限制较严,防水要求较高时,可选用箱形基础。当高层建筑层数较多,重量较大,地基较软弱时,宜采用复合式箱形基础。

上述事例说明,进行基础工程设计必须洞悉上部结构及地基的特点,发挥上部结构一基

础一地基的相互作用,才可能达到最佳效果。

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THE END
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