浅析地基基础分类

摘 要：分析基础的分类及基础的处理方法，最后浅论柱下独立基础的简化计算方法。

关键词：地基处理换填垫层法强夯法独立基础

中图分类号：TU47文献标识码： A 文章编号：

引言

基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见，竖向结构体系将荷载集中于点，或分布成线形，但作为最终支承机构的地基，提供的是一种分布的承载能力。如果地基的承载能力足够，则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。如果地基承载力不足，就可以判定为软弱地基，就必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。

在初步计算时，最好先计算房屋结构的大致重量，并假设它均匀的分布在全部面积上，从而等到平均的荷载值，可以和地基本身的承载力相比较。如果地基的容许承载力大于4倍的平均荷载值，则用单独基础可能比伐形基础更经济。

一、地基的处理方法

在选择地基处理方法时，应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础型式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。 地基处理设计时，应考虑上部结构，基础和地基的共同作用，必要时应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度，以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。

常用的地基处理方法有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法等。现在我就经常用到的换填垫层法和强夯法分析比较：

1、换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。

2、强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土，软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程，在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。在确定地基处理方案时，宜选取不同的多种方法进行比选。

二、基础的设计

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独立基础。

如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求，又不宜采用桩基或人工地基时，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。

现在我就多层框架结构经常采用柱下独立基础进行设计的讨论

三、工程实例

1、工程概况

本工程为抚顺安信化学有限责任公司研发中心楼新建工程，层数为二层，层高为3.60米，总建筑高度7.20米，建筑物长为40.500m，宽为13.200m。建筑耐久等级为Ⅱ级，耐火等级为Ⅱ级，抗震设防烈度为7度。附底层柱、墙最大组合内力简图。

2、地质条 本工程±0.000标高相当于绝对标高84.000米，场地内地层自上而下依次为：①杂填土，厚度：自然地面～0.5m。②圆砾厚度：0.5m～1.80M，fk=260KPa

3、基础选择原则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。 因此本工程经过综合考虑采用柱下独立基础。

4、设计过程

基础设计选择中柱KZ1进行设计，采用柱下独基。基础混凝土等级用C30，垫层混凝土等级C10，钢筋采用一二级。再根据地质资料，基础坐在承载力特征值为260Kpa的圆砾层上。初步确定d=1200mm，按规范阶形基础每阶高度宜为300～500mm，取为400mm。基础计算简图如下图：

1KZ1基础设计计算

经过比较计算用于设计KZ1的内力组合值为Nmax=1140.2KN ，M=47.3KM·m，V=1.2KN。

预估地基承载力设计值时，先不考虑宽度修正，查表e或IL大于等于0.85的粘性土，ηd=1.0，则

fa=fak+ηdγm（d-0.5）=260+1.0×20×（1.2-0.5）=274.0KPa

底面面积A≥

初步确定基础的底面尺寸为b=2.8m，l=2.2m，A=6.16m2。

如下图：

2验算荷载偏心距e

基底处的总竖向力：F+G=1140.2+25×2.8×2.2×1.2=1325.0KN

基底处的总力矩：M=47.3+1.2×1.2=48.7KM·m

偏心距：e=48.7/1325=0.036m （

3局部受压承载力验算

根据《建筑地基基础设计规范》8.2.7.4条规定，当扩展基础的混凝土强度等级小于柱的混凝土强度等级时，尚应验算柱下扩散基础顶面的局部受压承载力。即局部受压区的截面尺寸应符合下列要求：

则

满足要求。

4验算基底边缘最大压力pmax

W=

（

（

均满足要求。

5基础冲切计算

土壤净反力Fl的计算：

（不包括基础及回填土自重）

如计算简图3，对阶梯基础柱边或边阶处作450的扩散角，各冲切面积如图所示。

柱与基础交接处：

h0=700-40=660㎜=0.66m

Al=（2.8/2-0.85/2-0.66）×2.2-（2.8/2-0.75/2-0.66）2=0.6m2

Fl=Pj·Al=202×0.6=121.2KN

根据《建筑地基基础设计规范》得，

am=（at+ab）/2=（0.75+0.85+0.66×2）/2=1.46m

[Fl]=0.7βhpftαmh0=0.7×0.90×1.43×1000×1.46×0.66=868.1KN>Fl

故该基础高度满足受冲切承载力要求。

6基础底面配筋计算

如上图，沿基础长边方向，对柱边截面1-1处的弯矩M1为

=87.6kN·m

故基础的长边方向应按A1配筋，选配Φ12@200，As=565mm2。

变阶处截面2—2的弯矩M2为

=137.5kN·m

故基础的短边方向应按Aa配筋，选配Φ12@150，实有As=754mm2。

7 结束语

（1）基础设计关键是上部荷载的准确性，上部荷载准确性的关键是结构选型，即结构计算模型和软件计算模型的拟合程度。象纯砖混、剪力墙、框架等拟合程度，导荷准确，可直接用基础设计。如果混合结构、复杂结构等导荷准确性与实际差别很大的话，那这个设计就完了。

（2）结构设计使用用任何软件进行上部结构计算都可以，在于每个人的设计习惯。而其他结构必须用两种以上软件进行上部结构计算，对结果进行分析，手算综合确定上部荷载。

（3）基础设计软件核心简单，荷载相同，各种软件的计算结果相同。

参考文献：

[1]《建筑地基基础设计规范》GBJ-7-89

[2]《建筑地基基础勘察设计规范》DBJ13-17-91

[3]《软土地基与地下工程》孙更生、郑大同

[4]《建筑桩基技术规范》 JGJ94-94

[5]《建筑地基处理技术规范》 GBJ79-91

[6]《基础工程设计原理》袁聚云