王金生

摘要：任何一個(gè)建筑物打好地基基礎(chǔ)至關(guān)重要，本文作者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，引發(fā)思考。

關(guān)鍵詞：建筑物 ?基礎(chǔ)設(shè)計(jì) ?承載力

0 引言

任何一個(gè)建筑物打好地基基礎(chǔ)至關(guān)重要，設(shè)計(jì)是主線，施工是內(nèi)容，統(tǒng)籌規(guī)劃與配合，才會(huì)事半功倍，保證建設(shè)質(zhì)量與效果。因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工對(duì)民用房建筑本身至關(guān)重要，只有選擇合理的基礎(chǔ)形式及計(jì)算方法才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)安全并且降低工程造價(jià)。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題

1.1 基礎(chǔ)的埋深，需要遵守。①建筑物的用途和荷載大小及性質(zhì)：對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，其使用功能在一定程度上決定著基礎(chǔ)埋深，例如，設(shè)置地下室活設(shè)備層的建筑物、半埋式結(jié)構(gòu)物等。位于圖紙地基上的高層建筑，由于豎向荷載大，又要承受風(fēng)力和地震力等水平荷載，在這種情況下，隨著建筑高度的增加需要適當(dāng)增大基礎(chǔ)的埋深，進(jìn)而在一定程度上確保建筑物的穩(wěn)定性要求。對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)，如果位于巖石地基上，這是需要借助基礎(chǔ)側(cè)面土來(lái)承擔(dān)水平荷載，同時(shí)確保埋深滿足抗滑性要求。②工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件：在選擇基礎(chǔ)埋深的過(guò)程中，需要對(duì)地下水的埋深條件、動(dòng)態(tài)等因素進(jìn)行綜合考慮。與潛水面的基礎(chǔ)相比，如果建筑物底面較低，在這種情況下，一方面需要考慮基坑排水、坑壁維護(hù)以及保護(hù)基土不受擾動(dòng)，另一方面需要考慮可能出現(xiàn)的化學(xué)腐蝕作用，地下室防滲，上浮力引起的基礎(chǔ)底板的內(nèi)力變化等其他施工與設(shè)計(jì)問(wèn)題。③相鄰建筑物的埋深：在靠近原有建筑物基礎(chǔ)修建新的基礎(chǔ)時(shí)，與原有基礎(chǔ)的底面相比，新修建的基礎(chǔ)埋深要低些，否則因新舊基礎(chǔ)之間存在一定的凈距，其值需要根據(jù)原有的基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)進(jìn)行確定，通常情況下，不宜小于相鄰基礎(chǔ)底面高差的1-2倍，如果上述要求不能滿足時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施，進(jìn)而在一定程度上確保臨近建筑物的安全。④地基凍脹和融陷的影響：與基底以上的荷載重相比，如果季節(jié)性凍土的凍脹力比較大，在這種情況下，有可能抬高基礎(chǔ)，進(jìn)一步導(dǎo)致土層解凍發(fā)生融陷，使得建筑物出現(xiàn)下沉。在一定程度上導(dǎo)致建筑物發(fā)生開(kāi)裂損壞，所以，需要在凍深以下設(shè)計(jì)基底。

1.2 承載力驗(yàn)算。確定了建筑物的基礎(chǔ)類型和埋深以后，需要對(duì)已知的基礎(chǔ)底面尺寸，進(jìn)行地基礎(chǔ)持力層承載力驗(yàn)算，進(jìn)一步確定承載力的大小。在地基受力層范圍內(nèi)，如果存在承載力小于持力層的土層，這種土層通常情況下被稱為軟弱下臥層，在這種情況下，需要對(duì)軟弱下臥層的承載力進(jìn)行計(jì)算。

1.3 驗(yàn)算基礎(chǔ)沉降：在建造房屋的過(guò)程中，如果選擇軟弱地基，對(duì)于強(qiáng)度、變形兩個(gè)因素，其中，變形條件更為重要。受荷載和其他因素的影響和制約，地基會(huì)發(fā)生不同程度的變形，如果地基變形過(guò)大，會(huì)使得建筑物結(jié)構(gòu)安全受到危害，或者直接影響建筑物的正常使用。在這種情況下，需要對(duì)地基的變形，尤其是不均勻沉降等進(jìn)行控制，進(jìn)而在一定程度上防止建筑物發(fā)生開(kāi)裂與損壞，確保其正常使用。

2 不同的基礎(chǔ)形式的對(duì)比

2.1 獨(dú)立基礎(chǔ)。屬于剛性基礎(chǔ)，對(duì)上部結(jié)構(gòu)的剛度依賴性大、強(qiáng)，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)提供足夠的剛度以保證剛性基礎(chǔ)性能的實(shí)現(xiàn)，一般用于單層及多層建筑的基礎(chǔ)，在砌體承重結(jié)構(gòu)中常有應(yīng)用。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)在工程中應(yīng)用普遍，由于其受理簡(jiǎn)單明確、方便施工，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著。因此，在工程設(shè)計(jì)中是首選的基礎(chǔ)形式。

2.2 近年來(lái)獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)在工程中得到了廣泛應(yīng)用，拓展了鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)廣闊的應(yīng)用空間。工程實(shí)踐表明：獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)具有傳力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板可以單獨(dú)計(jì)算。

在獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板基礎(chǔ)中，防水板是一種隨荷載情況變化而變換支撐情況的復(fù)雜板類結(jié)構(gòu)，當(dāng)qw≤qs+qa時(shí)，防水板及其上部重量直接傳給地基土，獨(dú)立基礎(chǔ)對(duì)其不起支撐作用;當(dāng)qw>qs+qa時(shí)，防水板在水浮力的作用下，將凈水浮力傳給獨(dú)立基礎(chǔ)，并加大了獨(dú)立基礎(chǔ)的彎矩?cái)?shù)值。

■

圖1 ?獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)

2.3 條形基礎(chǔ)。柱下條基，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、柱荷載傳遞方式和地基條件，柱下條基可以采用單相布置或雙向布置，設(shè)計(jì)成條形基礎(chǔ)的目的，在于將承受的集中柱荷載較均勻地分部到擴(kuò)展的基底面積上，減少基底壓力，并通過(guò)形成整體剛度調(diào)整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算，目前無(wú)統(tǒng)一計(jì)算方法。①《地基規(guī)范》劃分了安連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力（倒梁法）的適用條件。符合條件時(shí)，對(duì)于一般柱距及中等壓縮性的地基都可以考慮地基反力為直線分布。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖：②彈性地基梁方法，這類方法是考慮了基礎(chǔ)與地基的相互作用而無(wú)需事先假定地基反力的分部，工程中廣泛采用的是文克爾法。由于地基土性的復(fù)雜多變，不能很好地反應(yīng)地基的實(shí)際情況，一般偏于安全。③考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的計(jì)算方法 復(fù)合實(shí)際工作狀況，因而可以得到較為滿意的結(jié)果。計(jì)算復(fù)雜，只能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。

2.4 筏型基礎(chǔ)。筏型基礎(chǔ)是把所有的獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)連成一片的板或梁板，因而減小了地基上單位面積的壓力;有地下室時(shí)，由于地下室挖出的土方量遠(yuǎn)比筏型基礎(chǔ)本身重，固可減少上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的附加應(yīng)力，從而起到了減少地基沉降的作用，也有利于保證地基的穩(wěn)定性。

3 實(shí)例分析

本文針對(duì)同一建筑物（水泵房）采用不同的基礎(chǔ)選型，舉例說(shuō)明如何選用合適的基礎(chǔ)形式及操作，達(dá)到安全使用、經(jīng)濟(jì)合理等要求。

本工程為埋置于底下的水泵房，上部為單層框架結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立基礎(chǔ)+條基+防水板由于地基土承載力較低，條基及獨(dú)立基礎(chǔ)面積較大，不如整體采用筏板基礎(chǔ)對(duì)結(jié)構(gòu)合理。在柱的下方由于筏板不滿足沖切要求，需要加厚，采用加柱墩的結(jié)構(gòu)模型。下面對(duì)柱墩與變厚筏板對(duì)比：“柱墩”一般設(shè)置范圍較小，主要用來(lái)解決筏板在柱根部的抗沖切問(wèn)題，它的設(shè)置對(duì)筏板的其他受力性能不產(chǎn)生明顯的影響;而變厚度筏板的設(shè)置則會(huì)對(duì)筏板的受力性能產(chǎn)生明顯的影響，不應(yīng)再按：“柱墩“計(jì)算。

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圖3 ?水泵房PKPM立體模型

模型建好后，設(shè)置好參數(shù)，進(jìn)行有限元計(jì)算。在此強(qiáng)調(diào)，有限元法采用何種計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分對(duì)于計(jì)算的精度和準(zhǔn)確度有很大關(guān)系，應(yīng)斟酌選擇。

對(duì)于運(yùn)算的結(jié)果不能直接采用，要憑借工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷后，方能運(yùn)用，進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。

4 小結(jié)

建筑地基基礎(chǔ)方案的選型，必須充分掌握設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，特別是巖土工程勘察資料，一定要真實(shí)可靠。對(duì)于同一建筑而言，不同的基礎(chǔ)形式會(huì)有不同的工程造價(jià)。設(shè)計(jì)人員因地制宜的選擇基礎(chǔ)形式，提高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的可靠性，有效地控制工程造價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]陳妍哲.土力學(xué)與地基基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[4]劉長(zhǎng)江.對(duì)高層建筑基礎(chǔ)埋置深度及嵌固端選取問(wèn)題的探討[D].重慶交通大學(xué)，2008（12）.endprint

摘要：任何一個(gè)建筑物打好地基基礎(chǔ)至關(guān)重要，本文作者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，引發(fā)思考。

關(guān)鍵詞：建筑物 ?基礎(chǔ)設(shè)計(jì) ?承載力

0 引言

任何一個(gè)建筑物打好地基基礎(chǔ)至關(guān)重要，設(shè)計(jì)是主線，施工是內(nèi)容，統(tǒng)籌規(guī)劃與配合，才會(huì)事半功倍，保證建設(shè)質(zhì)量與效果。因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工對(duì)民用房建筑本身至關(guān)重要，只有選擇合理的基礎(chǔ)形式及計(jì)算方法才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)安全并且降低工程造價(jià)。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題

1.1 基礎(chǔ)的埋深，需要遵守。①建筑物的用途和荷載大小及性質(zhì)：對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，其使用功能在一定程度上決定著基礎(chǔ)埋深，例如，設(shè)置地下室活設(shè)備層的建筑物、半埋式結(jié)構(gòu)物等。位于圖紙地基上的高層建筑，由于豎向荷載大，又要承受風(fēng)力和地震力等水平荷載，在這種情況下，隨著建筑高度的增加需要適當(dāng)增大基礎(chǔ)的埋深，進(jìn)而在一定程度上確保建筑物的穩(wěn)定性要求。對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)，如果位于巖石地基上，這是需要借助基礎(chǔ)側(cè)面土來(lái)承擔(dān)水平荷載，同時(shí)確保埋深滿足抗滑性要求。②工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件：在選擇基礎(chǔ)埋深的過(guò)程中，需要對(duì)地下水的埋深條件、動(dòng)態(tài)等因素進(jìn)行綜合考慮。與潛水面的基礎(chǔ)相比，如果建筑物底面較低，在這種情況下，一方面需要考慮基坑排水、坑壁維護(hù)以及保護(hù)基土不受擾動(dòng)，另一方面需要考慮可能出現(xiàn)的化學(xué)腐蝕作用，地下室防滲，上浮力引起的基礎(chǔ)底板的內(nèi)力變化等其他施工與設(shè)計(jì)問(wèn)題。③相鄰建筑物的埋深：在靠近原有建筑物基礎(chǔ)修建新的基礎(chǔ)時(shí)，與原有基礎(chǔ)的底面相比，新修建的基礎(chǔ)埋深要低些，否則因新舊基礎(chǔ)之間存在一定的凈距，其值需要根據(jù)原有的基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)進(jìn)行確定，通常情況下，不宜小于相鄰基礎(chǔ)底面高差的1-2倍，如果上述要求不能滿足時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施，進(jìn)而在一定程度上確保臨近建筑物的安全。④地基凍脹和融陷的影響：與基底以上的荷載重相比，如果季節(jié)性凍土的凍脹力比較大，在這種情況下，有可能抬高基礎(chǔ)，進(jìn)一步導(dǎo)致土層解凍發(fā)生融陷，使得建筑物出現(xiàn)下沉。在一定程度上導(dǎo)致建筑物發(fā)生開(kāi)裂損壞，所以，需要在凍深以下設(shè)計(jì)基底。

1.2 承載力驗(yàn)算。確定了建筑物的基礎(chǔ)類型和埋深以后，需要對(duì)已知的基礎(chǔ)底面尺寸，進(jìn)行地基礎(chǔ)持力層承載力驗(yàn)算，進(jìn)一步確定承載力的大小。在地基受力層范圍內(nèi)，如果存在承載力小于持力層的土層，這種土層通常情況下被稱為軟弱下臥層，在這種情況下，需要對(duì)軟弱下臥層的承載力進(jìn)行計(jì)算。

1.3 驗(yàn)算基礎(chǔ)沉降：在建造房屋的過(guò)程中，如果選擇軟弱地基，對(duì)于強(qiáng)度、變形兩個(gè)因素，其中，變形條件更為重要。受荷載和其他因素的影響和制約，地基會(huì)發(fā)生不同程度的變形，如果地基變形過(guò)大，會(huì)使得建筑物結(jié)構(gòu)安全受到危害，或者直接影響建筑物的正常使用。在這種情況下，需要對(duì)地基的變形，尤其是不均勻沉降等進(jìn)行控制，進(jìn)而在一定程度上防止建筑物發(fā)生開(kāi)裂與損壞，確保其正常使用。

2 不同的基礎(chǔ)形式的對(duì)比

2.1 獨(dú)立基礎(chǔ)。屬于剛性基礎(chǔ)，對(duì)上部結(jié)構(gòu)的剛度依賴性大、強(qiáng)，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)提供足夠的剛度以保證剛性基礎(chǔ)性能的實(shí)現(xiàn)，一般用于單層及多層建筑的基礎(chǔ)，在砌體承重結(jié)構(gòu)中常有應(yīng)用。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)在工程中應(yīng)用普遍，由于其受理簡(jiǎn)單明確、方便施工，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著。因此，在工程設(shè)計(jì)中是首選的基礎(chǔ)形式。

2.2 近年來(lái)獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)在工程中得到了廣泛應(yīng)用，拓展了鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)廣闊的應(yīng)用空間。工程實(shí)踐表明：獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)具有傳力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板可以單獨(dú)計(jì)算。

在獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板基礎(chǔ)中，防水板是一種隨荷載情況變化而變換支撐情況的復(fù)雜板類結(jié)構(gòu)，當(dāng)qw≤qs+qa時(shí)，防水板及其上部重量直接傳給地基土，獨(dú)立基礎(chǔ)對(duì)其不起支撐作用;當(dāng)qw>qs+qa時(shí)，防水板在水浮力的作用下，將凈水浮力傳給獨(dú)立基礎(chǔ)，并加大了獨(dú)立基礎(chǔ)的彎矩?cái)?shù)值。

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圖1 ?獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)

2.3 條形基礎(chǔ)。柱下條基，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、柱荷載傳遞方式和地基條件，柱下條基可以采用單相布置或雙向布置，設(shè)計(jì)成條形基礎(chǔ)的目的，在于將承受的集中柱荷載較均勻地分部到擴(kuò)展的基底面積上，減少基底壓力，并通過(guò)形成整體剛度調(diào)整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算，目前無(wú)統(tǒng)一計(jì)算方法。①《地基規(guī)范》劃分了安連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力（倒梁法）的適用條件。符合條件時(shí)，對(duì)于一般柱距及中等壓縮性的地基都可以考慮地基反力為直線分布。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖：②彈性地基梁方法，這類方法是考慮了基礎(chǔ)與地基的相互作用而無(wú)需事先假定地基反力的分部，工程中廣泛采用的是文克爾法。由于地基土性的復(fù)雜多變，不能很好地反應(yīng)地基的實(shí)際情況，一般偏于安全。③考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的計(jì)算方法 復(fù)合實(shí)際工作狀況，因而可以得到較為滿意的結(jié)果。計(jì)算復(fù)雜，只能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。

2.4 筏型基礎(chǔ)。筏型基礎(chǔ)是把所有的獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)連成一片的板或梁板，因而減小了地基上單位面積的壓力;有地下室時(shí)，由于地下室挖出的土方量遠(yuǎn)比筏型基礎(chǔ)本身重，固可減少上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的附加應(yīng)力，從而起到了減少地基沉降的作用，也有利于保證地基的穩(wěn)定性。

3 實(shí)例分析

本文針對(duì)同一建筑物（水泵房）采用不同的基礎(chǔ)選型，舉例說(shuō)明如何選用合適的基礎(chǔ)形式及操作，達(dá)到安全使用、經(jīng)濟(jì)合理等要求。

本工程為埋置于底下的水泵房，上部為單層框架結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立基礎(chǔ)+條基+防水板由于地基土承載力較低，條基及獨(dú)立基礎(chǔ)面積較大，不如整體采用筏板基礎(chǔ)對(duì)結(jié)構(gòu)合理。在柱的下方由于筏板不滿足沖切要求，需要加厚，采用加柱墩的結(jié)構(gòu)模型。下面對(duì)柱墩與變厚筏板對(duì)比：“柱墩”一般設(shè)置范圍較小，主要用來(lái)解決筏板在柱根部的抗沖切問(wèn)題，它的設(shè)置對(duì)筏板的其他受力性能不產(chǎn)生明顯的影響;而變厚度筏板的設(shè)置則會(huì)對(duì)筏板的受力性能產(chǎn)生明顯的影響，不應(yīng)再按：“柱墩“計(jì)算。

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圖3 ?水泵房PKPM立體模型

模型建好后，設(shè)置好參數(shù)，進(jìn)行有限元計(jì)算。在此強(qiáng)調(diào)，有限元法采用何種計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分對(duì)于計(jì)算的精度和準(zhǔn)確度有很大關(guān)系，應(yīng)斟酌選擇。

對(duì)于運(yùn)算的結(jié)果不能直接采用，要憑借工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷后，方能運(yùn)用，進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。

4 小結(jié)

建筑地基基礎(chǔ)方案的選型，必須充分掌握設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，特別是巖土工程勘察資料，一定要真實(shí)可靠。對(duì)于同一建筑而言，不同的基礎(chǔ)形式會(huì)有不同的工程造價(jià)。設(shè)計(jì)人員因地制宜的選擇基礎(chǔ)形式，提高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的可靠性，有效地控制工程造價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB 50007—2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]陳妍哲.土力學(xué)與地基基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[4]劉長(zhǎng)江.對(duì)高層建筑基礎(chǔ)埋置深度及嵌固端選取問(wèn)題的探討[D].重慶交通大學(xué)，2008（12）.endprint

摘要：任何一個(gè)建筑物打好地基基礎(chǔ)至關(guān)重要，本文作者結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，引發(fā)思考。

關(guān)鍵詞：建筑物 ?基礎(chǔ)設(shè)計(jì) ?承載力

0 引言

任何一個(gè)建筑物打好地基基礎(chǔ)至關(guān)重要，設(shè)計(jì)是主線，施工是內(nèi)容，統(tǒng)籌規(guī)劃與配合，才會(huì)事半功倍，保證建設(shè)質(zhì)量與效果。因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工對(duì)民用房建筑本身至關(guān)重要，只有選擇合理的基礎(chǔ)形式及計(jì)算方法才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)安全并且降低工程造價(jià)。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題

1.1 基礎(chǔ)的埋深，需要遵守。①建筑物的用途和荷載大小及性質(zhì)：對(duì)于建筑物來(lái)說(shuō)，其使用功能在一定程度上決定著基礎(chǔ)埋深，例如，設(shè)置地下室活設(shè)備層的建筑物、半埋式結(jié)構(gòu)物等。位于圖紙地基上的高層建筑，由于豎向荷載大，又要承受風(fēng)力和地震力等水平荷載，在這種情況下，隨著建筑高度的增加需要適當(dāng)增大基礎(chǔ)的埋深，進(jìn)而在一定程度上確保建筑物的穩(wěn)定性要求。對(duì)于建筑來(lái)說(shuō)，如果位于巖石地基上，這是需要借助基礎(chǔ)側(cè)面土來(lái)承擔(dān)水平荷載，同時(shí)確保埋深滿足抗滑性要求。②工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件：在選擇基礎(chǔ)埋深的過(guò)程中，需要對(duì)地下水的埋深條件、動(dòng)態(tài)等因素進(jìn)行綜合考慮。與潛水面的基礎(chǔ)相比，如果建筑物底面較低，在這種情況下，一方面需要考慮基坑排水、坑壁維護(hù)以及保護(hù)基土不受擾動(dòng)，另一方面需要考慮可能出現(xiàn)的化學(xué)腐蝕作用，地下室防滲，上浮力引起的基礎(chǔ)底板的內(nèi)力變化等其他施工與設(shè)計(jì)問(wèn)題。③相鄰建筑物的埋深：在靠近原有建筑物基礎(chǔ)修建新的基礎(chǔ)時(shí)，與原有基礎(chǔ)的底面相比，新修建的基礎(chǔ)埋深要低些，否則因新舊基礎(chǔ)之間存在一定的凈距，其值需要根據(jù)原有的基礎(chǔ)荷載和地基土質(zhì)進(jìn)行確定，通常情況下，不宜小于相鄰基礎(chǔ)底面高差的1-2倍，如果上述要求不能滿足時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施，進(jìn)而在一定程度上確保臨近建筑物的安全。④地基凍脹和融陷的影響：與基底以上的荷載重相比，如果季節(jié)性凍土的凍脹力比較大，在這種情況下，有可能抬高基礎(chǔ)，進(jìn)一步導(dǎo)致土層解凍發(fā)生融陷，使得建筑物出現(xiàn)下沉。在一定程度上導(dǎo)致建筑物發(fā)生開(kāi)裂損壞，所以，需要在凍深以下設(shè)計(jì)基底。

1.2 承載力驗(yàn)算。確定了建筑物的基礎(chǔ)類型和埋深以后，需要對(duì)已知的基礎(chǔ)底面尺寸，進(jìn)行地基礎(chǔ)持力層承載力驗(yàn)算，進(jìn)一步確定承載力的大小。在地基受力層范圍內(nèi)，如果存在承載力小于持力層的土層，這種土層通常情況下被稱為軟弱下臥層，在這種情況下，需要對(duì)軟弱下臥層的承載力進(jìn)行計(jì)算。

1.3 驗(yàn)算基礎(chǔ)沉降：在建造房屋的過(guò)程中，如果選擇軟弱地基，對(duì)于強(qiáng)度、變形兩個(gè)因素，其中，變形條件更為重要。受荷載和其他因素的影響和制約，地基會(huì)發(fā)生不同程度的變形，如果地基變形過(guò)大，會(huì)使得建筑物結(jié)構(gòu)安全受到危害，或者直接影響建筑物的正常使用。在這種情況下，需要對(duì)地基的變形，尤其是不均勻沉降等進(jìn)行控制，進(jìn)而在一定程度上防止建筑物發(fā)生開(kāi)裂與損壞，確保其正常使用。

2 不同的基礎(chǔ)形式的對(duì)比

2.1 獨(dú)立基礎(chǔ)。屬于剛性基礎(chǔ)，對(duì)上部結(jié)構(gòu)的剛度依賴性大、強(qiáng)，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)提供足夠的剛度以保證剛性基礎(chǔ)性能的實(shí)現(xiàn)，一般用于單層及多層建筑的基礎(chǔ)，在砌體承重結(jié)構(gòu)中常有應(yīng)用。鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)在工程中應(yīng)用普遍，由于其受理簡(jiǎn)單明確、方便施工，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著。因此，在工程設(shè)計(jì)中是首選的基礎(chǔ)形式。

2.2 近年來(lái)獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)在工程中得到了廣泛應(yīng)用，拓展了鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)廣闊的應(yīng)用空間。工程實(shí)踐表明：獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)具有傳力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板可以單獨(dú)計(jì)算。

在獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板基礎(chǔ)中，防水板是一種隨荷載情況變化而變換支撐情況的復(fù)雜板類結(jié)構(gòu)，當(dāng)qw≤qs+qa時(shí)，防水板及其上部重量直接傳給地基土，獨(dú)立基礎(chǔ)對(duì)其不起支撐作用;當(dāng)qw>qs+qa時(shí)，防水板在水浮力的作用下，將凈水浮力傳給獨(dú)立基礎(chǔ)，并加大了獨(dú)立基礎(chǔ)的彎矩?cái)?shù)值。

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圖1 ?獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)的受力特點(diǎn)

2.3 條形基礎(chǔ)。柱下條基，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、柱荷載傳遞方式和地基條件，柱下條基可以采用單相布置或雙向布置，設(shè)計(jì)成條形基礎(chǔ)的目的，在于將承受的集中柱荷載較均勻地分部到擴(kuò)展的基底面積上，減少基底壓力，并通過(guò)形成整體剛度調(diào)整可能產(chǎn)生的不均勻沉降。條形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算，目前無(wú)統(tǒng)一計(jì)算方法。①《地基規(guī)范》劃分了安連續(xù)梁計(jì)算內(nèi)力（倒梁法）的適用條件。符合條件時(shí)，對(duì)于一般柱距及中等壓縮性的地基都可以考慮地基反力為直線分布。計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖：②彈性地基梁方法，這類方法是考慮了基礎(chǔ)與地基的相互作用而無(wú)需事先假定地基反力的分部，工程中廣泛采用的是文克爾法。由于地基土性的復(fù)雜多變，不能很好地反應(yīng)地基的實(shí)際情況，一般偏于安全。③考慮上部結(jié)構(gòu)剛度的計(jì)算方法 復(fù)合實(shí)際工作狀況，因而可以得到較為滿意的結(jié)果。計(jì)算復(fù)雜，只能在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。

2.4 筏型基礎(chǔ)。筏型基礎(chǔ)是把所有的獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)連成一片的板或梁板，因而減小了地基上單位面積的壓力;有地下室時(shí)，由于地下室挖出的土方量遠(yuǎn)比筏型基礎(chǔ)本身重，固可減少上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的附加應(yīng)力，從而起到了減少地基沉降的作用，也有利于保證地基的穩(wěn)定性。

3 實(shí)例分析

本文針對(duì)同一建筑物（水泵房）采用不同的基礎(chǔ)選型，舉例說(shuō)明如何選用合適的基礎(chǔ)形式及操作，達(dá)到安全使用、經(jīng)濟(jì)合理等要求。

本工程為埋置于底下的水泵房，上部為單層框架結(jié)構(gòu)，采用獨(dú)立基礎(chǔ)+條基+防水板由于地基土承載力較低，條基及獨(dú)立基礎(chǔ)面積較大，不如整體采用筏板基礎(chǔ)對(duì)結(jié)構(gòu)合理。在柱的下方由于筏板不滿足沖切要求，需要加厚，采用加柱墩的結(jié)構(gòu)模型。下面對(duì)柱墩與變厚筏板對(duì)比：“柱墩”一般設(shè)置范圍較小，主要用來(lái)解決筏板在柱根部的抗沖切問(wèn)題，它的設(shè)置對(duì)筏板的其他受力性能不產(chǎn)生明顯的影響;而變厚度筏板的設(shè)置則會(huì)對(duì)筏板的受力性能產(chǎn)生明顯的影響，不應(yīng)再按：“柱墩“計(jì)算。

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圖3 ?水泵房PKPM立體模型

模型建好后，設(shè)置好參數(shù)，進(jìn)行有限元計(jì)算。在此強(qiáng)調(diào)，有限元法采用何種計(jì)算模型及網(wǎng)格劃分對(duì)于計(jì)算的精度和準(zhǔn)確度有很大關(guān)系，應(yīng)斟酌選擇。

對(duì)于運(yùn)算的結(jié)果不能直接采用，要憑借工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷后，方能運(yùn)用，進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。

4 小結(jié)

建筑地基基礎(chǔ)方案的選型，必須充分掌握設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，特別是巖土工程勘察資料，一定要真實(shí)可靠。對(duì)于同一建筑而言，不同的基礎(chǔ)形式會(huì)有不同的工程造價(jià)。設(shè)計(jì)人員因地制宜的選擇基礎(chǔ)形式，提高基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的可靠性，有效地控制工程造價(jià)。

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