浅议房屋地基基础设计中的问题处理措施

　　摘要：地基基础的设计，是建筑物安全可靠、经济合理的关键，因此必须给予足够的重视。本丈主要就基础设计及其施工进行具体的举例分析，并提出了其设计方法和处理方案。

　　关键词：地基,基础设计,基础类型,设计分析

　　0. 引 言

　　由于承载建筑物的地基复杂多样，即使同一建筑物其地基也可能不一样，又由于建筑物功能、结构形式的多样性 传至地基的荷载差别很大，因此地基是否需要处理，如何处理，基础形式怎样选取，应该认真研究，并做出多方案的技术经济比较。

　　1. 做好地基及基础的设计，理论重要，实践同样重要。

　　1.1岩石和土体在其形成和存在的整个历史过程中，经受了各种复杂的地质作用，因而有着复杂的结构和地应力场环境。不同地区不同类型的岩土工程性质往往具有很大的区别，其性质的区域性和个性很强。我国幅员辽阔，气候各异，分布着各种特殊地质条件，如：湿陷性黄土、膨胀土、软土、红粘土、冻土等等，尤其是岩土在地震作用时会发生大的变化，如断裂、液化等。工程实践证明 岩土工程是一门实践性很强的科学，未知的领域还很多，需要研究深化的领域也很多。

　　1.2鉴于此，地基基础的设计者不能以为有地质工程报告、有规范为依据就取得了输入数据， 就有了根据，这还远远不够，还需要有较强的理论功底和善于思辨的能力，更要注重实践，实践才能出真知。地基基础的设计方案不是唯一的，将各种地基及基础的处理方法和当地的实际、实践经验相结合，才能获得较理想的方案。根据作者的工作体会，仅仅靠地质报告提供的数据方案建议不一定合理，甚至铸成大错。因为很多地质报告中，野外描述与实际不符， 缺少地下水位数据，成果报告图表不全，数据混乱，数据不实，关键的问题交代不清等屡见不鲜，甚至有弄虚作假现象。因此必须认真分析，仔细推敲，注意所提供的各项物理力学的指标正确性，注意所建议的地基基础方案的合理性及可行性是极其重要的。

　　1.3以下两例有助于说明上述观点

　　1.3.1某住宅小区项目，各单体楼均为11-15层的短肢剪力墙结构小高层建筑。地质报告建议采用大直径钻孔灌注桩基础，桩端持力层为中风化灰层，但经仔细分析后发现，因户型原因不易布桩。另外，需要穿越4m左右的卵石层。原建筑方案各单体仅设置半地下室，经分析，若增加一层地下室，不但可以保证基础埋深要求，而且可以将基础坐落于卵石层上，卵石层fak= 260kpa， E0=22M pa 最后该项目采用了本方案，不但施工方便，而且取得了较好的经济效果。

　　1.3.2某工程，地质报告给出的各层土的承载力与实际开挖后的目测结果相差甚远，重新进行土工实验后，证明承载力取低近一倍。这从另一个侧面也说明了地基基础设计，必须有一流的岩土工程勘察，而勘察是设计的先导，同时还可将地基基础事故消灭在设计之前。

　　2. 基础的设计分析

　　2.1房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑，选择经济合理的基础型式。砌体结构优先采用刚性条形基础,如灰土条形基础、Cl5 素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等，当基础宽度大于2.5m时，可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。多层内框架结构，如地基土较差时，中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础，中柱宜用钢筋混凝土柱。框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基，在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.11条设柱基拉梁。

　　2.2无地下室、地基较差 、荷载较大为增强整体性，减少不均匀沉降，可采用十字交叉梁条形基础。如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采用桩基时，可采用筏板基础(有梁或无梁)。框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀，可采用箱形基础;柱网不均匀时，可采用筏板基础。有地下室，无防水要求，柱网、荷载较均匀、地基较好，可采用独立柱基。抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀，可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时，宜采用梁板式筏基。

　　2.3无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。框剪结构无地下室、

　　地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基,墙下条基，抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。无地下室，地基较差，荷载较大，柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起，以加强整体性，如还不能满足地基承载力或变形要求，可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室，无防水要求，地基较好，宜选用交叉条形基础。当有防水要求时，可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室，可采用筏板基础;如地下室设里有均匀的钢筋混凝土隔墙时，采用箱形基础 。当地基较差,为满足地基强度和沉降要求，可采用桩基或人工处理地基。

　　3. 大型基础类型的讨论

　　3.1当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求，或经过经济比较采用浅基础反而不经济时，可采用桩基础。

　　3.2桩平面布置原则

　　3.2.1力求使各桩桩顶受荷均匀，上部结构的荷载重心与桩的重心相重合，并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。

　　3.2.2在纵横墙交叉处都应布桩，横坡较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩，门洞口下面不宜布桩。

　　3.2.3同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩.

　　3.2.4大直径桩宜采用一柱一桩;筒体采用群桩时，在满足桩的最小中心距要求的前提下，桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。

　　3.2.5在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。

　　3.2.6剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响，而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。

　　3.3桩端进入持力层的最小深度

　　3.3.1应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d(d为桩径);砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d;且不小于0.5m。

　　3.3.2桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m，嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少，但不宜小于0.2m。

　　3.3.3当场地有液化土层时，桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层，进入深度应由计算确定，对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小0.5m，对其他非岩石土且不宜小于1.5m。

　　3.3.4当场地有季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定，其深度不应小于4倍桩径，扩大头直径及1.5m。

　　3.3.5桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求，上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。

　　4.其他一些建筑基础设计分析

　　4.1应充分考虑复合地基中褥垫的作用

　　实践证明，在桩和桩间土顶部加一层砂性土褥垫可充分发挥桩间土的作用，使桩间土的承载力大大提高，避免了由于不考虑桩间土承载力而造成的大量浪费。

　　①保证了桩土共同承担荷载。由于桩的弹性模量远远高于桩间土桩产生的沉降量比桩间土小，褥垫在压密过程中使用桩刺入垫层，将上部总荷载传到桩和桩间土上，此时桩间土承载力超前发挥而桩的承载力发挥滞后。②一定厚度的褥垫可调整桩、土荷载的分担比。当垫层厚度大于等于1000mm时，即可保证桩间土承载力超前发挥，同时减少桩顶面的应力集中，使基础底面反力分布更均匀些。③垫层厚度调整可使桩、土水平荷载分布比变化。当垫层厚度较大时，作用在桩顶和桩间土表面的应力相差不大，基础与褥垫材料之间的摩擦系数一般为0.25-0.45故此天然地基抵抗水平力的能力增强，因此褥垫作用对刚、柔性复合地基具有普遍意义，对节省工程投资有显著的效果。

　　4.2应重视地基沉降计算的范围和要求

　　4.2.1 计算沉降的荷载只考虑静荷载及准永久荷载，而不考虑风荷载、吊车吊重、地震等瞬间荷载，所以计算地基承载力与计算沉降的荷载组合不同，这一区别规范中有明确规定，但在设计中却往往被忽视。

　　4.2.2注意对计算沉降点的地质资料分析，更要注意分析土层分布不均匀性及地下水位变化对地基差异沉降带来的影响。

　　4.2.3沉降计算中应力值只采用附加应力值，而自重应力随深度增大自然形成的变形已经形成，不产生新的沉降量。

　　5. 结 语

　　本文针对地基基础的设计与施工作了一些综合论述，足以证明任何一个建筑物打好地基基础至关重要，设计是主线，施工是内容，统筹规划与配合，才会事半功倍，保证建设质量与效果。

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