建筑基礎結構設計探討

陳輝

摘要 ：本文作者結合實際工作經驗，對建筑基礎結構設計進行了探討，供同行參考。中國論文網 http：//www.xzbu.com/2/view-4177600.htm

關鍵詞 ：建筑基礎 結構設計 探討

Abstract：In this paper， the author combined with practical work experience， to the base of building structure design are discussed， for reference.

key words：building foundation； structure design； discussion

結構設計師好比是設計一個人的骨骼，側重于建筑物的結構安全性能，比如梁、板、柱的材料強度和截面尺寸等，以確保建筑物的抗震等級、承載能力等。作為一個設計人員，要理解規范及規程的定義，結合其專業從基本構件算起，工作中要仔細認真、勤于思考，善于總結積累經驗。

1.淺基礎

1.1 按材料分類

基礎應當具有承受荷載、抵抗變形和適應環境影響的能力，即要求基礎具有足夠的強度、剛度和耐久性。選擇基礎材料，首先要滿足這些技術要求，并與上部結構相適應。常用的基礎材料有磚、毛石、灰土、三合土、混凝土和鋼筋混凝土等。

1.1.1 磚基礎。磚砌體具有一定的抗壓強度。在地下水位以下或當地基土潮濕時，應采用水泥砂漿砌筑。磚基礎取材容易，應用廣泛。

1.1.2 毛石基礎。毛石是指未加工的石材。毛石基礎應采用未風化的硬質巖石，禁用風化毛石。由于毛石之間的間隙較大，如果砂漿黏結的性能較差，則不能用于多層建筑，且不宜用于地下水位以下。

1.1.3 灰土基礎?；彝粱A宜在比較干燥的土層中使用，其本身具有一定的抗凍性。在我國華北和西北地區，廣泛用于5層及5層以下的民用建筑。

1.1.4 三合土基礎。三合土是由石灰、砂和骨料加水混合而成。施工時，石灰、砂、骨料按體積配合比為1：2：4或1：3：6拌和均勻后，再分層夯實。三合土的強度較低，一般只用于4層及4層以下的民用建筑。

1.1.5 混凝土基礎?；炷粱A的抗壓強度、耐久性和抗凍性都比較好，其混合強度等級一般為C15以上。這種基礎常用在荷載較大的墻柱處。

1.2 按構造分類

天然地基上的淺基礎按其構造分有獨立基礎、條形基礎、柱下十字形基礎、片筏基礎、箱形基礎以及錨拉基礎等。

1.2.1 獨立基礎。獨立基礎包括柱下獨立基礎和墻下獨立基礎，它從材料性能上可以分成無筋擴展基礎和擴展基礎。無筋擴展基礎是指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的墻下條形基礎或柱下獨立基礎。擴展基礎是指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎。從形式上，柱下獨立基礎又可以分為臺階式、錐式、板式以及墩式等種類。在工程中，獨立基礎一般用于上部荷載不太大，而且地基承載力較高的情況。柱下獨立基礎是柱基礎的主要類型，常用于一般框、排架柱基以及古建筑中的亭、臺、樓、閣等建筑的基礎。對于墻下地質條件好、上部荷載不大的情況，為了減小土方開挖量和節省基礎材料，有時往往也采用墻下獨立基礎的形式。這時，應在獨立基礎之間放置鋼筋混凝土過梁或磚砌拱來承擔墻體所傳來的上部荷載。究竟采用無筋擴展基礎還是擴展基礎，應視工程實際條件而定。無筋擴展基礎要受臺階寬高比的限制，而鋼筋混凝土獨立基礎則不受此限制，所以，同樣的荷重條件和地質條件下，無筋擴展基礎埋深要大些；另外，鋼筋混凝土基礎的造價又要高于無筋擴展基礎。

1.2.2 條形基礎。墻下條形基礎廣泛用于縱橫墻交叉的建筑中。一般其材料為磚、石、混凝土等。應該注意的是，條形基礎下的地基反力分布十分復雜，不能簡單地理解為線性分布，加上砌體的抗剪和抗彎能力差，故設計時應滿足有關的構造要求，以增強抵抗不均勻沉降的能力。柱下條形基礎也十分常見，可理解為將一排柱子的獨立基礎聯合在一起便形成柱下條形基礎，它具有較大的剛度以及調整地基變形的能力。這種基礎通常用于軟弱地基、不均勻地基和填土地基上的基礎設計，對上部柱子傳來的荷載能起到一定的分布和調整作用。

1.2.3 柱下十字形基礎。柱下十字形基礎增強了整個建筑物的剛度，其調整不均勻沉降的能力較之柱下條形基礎有進一步的增強，而且有時還能跨越地基中可能出現的溶洞、暗塘。目前，國內外多、高層結構常采用這種形式的基礎。

1.2.4 筏形基礎。筏形基礎整體性強，能減少不均勻沉降。應用時，當地質條件基本均勻和土質較軟弱時，不僅能減少土方開挖量，而且還能減少基底附加壓力，效果很好。所以，在實際工程中，它廣泛用于多層和高層建筑、水池、油庫、油罐以及大型儲液結構物等建筑中。

1.2.5 箱形基礎。箱形基礎具有很大的整體剛度，能減小不均勻沉降。箱形基礎還具有“補償性設計”的優點，能減小地基的基底附加壓力和沉降，且其形成的地下室可作人防、空洞、車庫等許多建筑功能使用。另外，箱形基礎抗震性能很好，可以有效地減少震害。所以，在高層建筑中應用極為廣泛。箱形基礎有用鋼量大、造價高、施工周期長等特點，不能盲目采用。實際情況中，盡量做到經濟、合理。只有在上述情況不能或不必滿足時，才考慮采用深基礎的形式，以避免過多的浪費。此外，還有一些特殊用途的基礎，如專門用于高聳結構中的錨拉基礎、殼體基礎等，也有其專門的適用范圍。

2.深基礎

2.1 樁基礎

樁基礎由若干根樁和承臺兩個部分組成。樁是全部或部分埋入地基土中的鋼筋混凝土柱體。承臺是框架柱下的錨固端，使得上部結構荷載可以向下傳遞。同時，它又將全部樁頂箍住，把上部結構荷載傳遞給各樁，使其共同承受外力。在建筑結構中，樁基礎多用于以下情況：

2.1.1 荷載較大，地基上部土層較弱，適宜的地基持力層位置較深，采用淺基礎或人工地基在技術上、經濟上不合理。

2.1.2 當高層建筑荷載較大，箱形基礎、筏形基礎不能滿足沉降變形、承載能力要求時，往往采用樁-箱基礎、樁-筏基礎的形式。對于樁-箱基礎，宜將樁布置在墻下；對于帶梁的樁-筏基礎，宜將樁布置在梁下；這種布樁方法對箱、筏底板的抗沖切、抗剪十分有利，可以減小箱基或筏基的底板厚度。

2.2 地下連續墻深基礎

地下連續墻的嵌固深度由基坑支擋計算和使用功能相結合決定。寬度往往由其強度、剛度要求決定，與基坑深淺和側壁土質有關。地下連續墻可以穿過各種土層進入基巖，有地下水時無須采取降低地下水位的措施。用它作為建筑物的深基礎時，可以地下、地上同時施工，尤其在工期緊張的情況下，為采用“逆作法”施工提供了可能。目前，在橋梁基礎、高層建筑箱基、地下車庫、地鐵車站、碼頭等工程中，都有實用成功的實例。它既是地下工程施工時的臨時支護結構，又是永久建筑物的地下結構部分。

3.結束語

基礎應埋入地下一定深度，進入較好的地層。一般將基礎底面到室外設計地面的距離，稱為埋置深度，簡稱基礎埋深。通常把埋置深度不大，只需經過挖槽、排水等普通施工程序就可以建造起來的基礎，稱作淺基礎。若淺層土質不良，須將基礎埋置于較深的良好土層中，并需借助特殊施工方法建造的基礎，稱為深基礎。此外，還有深淺結合的基礎，如樁-筏基礎、樁-箱基礎等?；A工程為隱蔽工程，一旦失事，損失巨大，補救十分困難，因此，基礎設計在土木工程中占有十分重要的位置。

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