地基處理和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)（三）

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　三、基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

　　房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎(chǔ)情況、施工條件和材料供應(yīng)以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)型式。

　　砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用剛性條形基礎(chǔ)，如灰土條形基礎(chǔ)、Cl5素混凝土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)和四合土條形基礎(chǔ)等，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2.5m時，可采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)即柔性基礎(chǔ)。

　　多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，如地基土較差時，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，中柱宜用鋼筋混凝土柱。

　　框架結(jié)構(gòu)、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨(dú)柱基，在抗震設(shè)防區(qū)可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.1l條設(shè)柱基拉梁。

　　無地下室、地基較差、荷載較大為增強(qiáng)整體性，減少不均勻沉降，可采用十字交叉梁條形基礎(chǔ)。

　　如采用上述基礎(chǔ)不能滿足地基基礎(chǔ)強(qiáng)度和變形要求，又不宜采用樁基或人工地基時，可采用筏板基礎(chǔ)（有梁或無梁）。

　　框架結(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對不均勻沉降要求嚴(yán)、防水要求高、柱網(wǎng)較均勻，可采用箱形基礎(chǔ)；柱網(wǎng)不均勻時，可采用筏板基礎(chǔ)。

　　有地下室，無防水要求，柱網(wǎng)、荷載較均勻、地基較好，可采用獨(dú)立柱基，抗震設(shè)防區(qū)加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。

　　筏板基礎(chǔ)上的柱荷載不大、柱網(wǎng)較小且均勻，可采用板式筏形基礎(chǔ)。當(dāng)柱荷載不同、柱距較大時，宜采用梁板式筏基。

　　無論采用何種基礎(chǔ)都要處理好基礎(chǔ)底板與地下室外墻的連結(jié)節(jié)點(diǎn)。

　　框剪結(jié)構(gòu)無地下室、地基較好、荷載較均勻，可選用單獨(dú)柱基，墻下條基，抗震設(shè)防地區(qū)柱基下設(shè)拉梁并與墻下條基連結(jié)在一起。

　　無地下室，地基較差，荷載較大，柱下可選用交叉條形基礎(chǔ)并與墻下條基連結(jié)在一起，以加強(qiáng)整體性，如還不能滿足地基承載力或變形要求，可采用筏板基礎(chǔ)。剪力墻結(jié)構(gòu)無地下室或有地下室，無防水要求，地基較好，宜選用交叉條形基礎(chǔ)。當(dāng)有防水要求時，可選用筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。高層建筑一般都設(shè)有地下室，可采用筏板基礎(chǔ)；如地下室設(shè)置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時，采用箱形基礎(chǔ)。

　　當(dāng)?shù)鼗^差，為滿足地基強(qiáng)度和沉降要求，可采用樁基或人工處理地基。

　　多棟高樓與裙房在地基較好（如卵石層等）、沉降差較小、基礎(chǔ)底標(biāo)高相等時基礎(chǔ)可不分縫（沉降縫）。當(dāng)?shù)鼗话?，通過計(jì)算或采取措施（如高層設(shè)混凝土樁等）控制高層和裙房間的沉降差，則高層和裙房基礎(chǔ)也可不設(shè)縫，建在同一箋基上。施工時可設(shè)后澆帶以調(diào)整高層與裙房的初期沉降差。

　　當(dāng)高層與裙房或地下車庫基礎(chǔ)為整塊筏板鋼筋混凝土基礎(chǔ)時，在高層基礎(chǔ)附近的裙房或地下車庫基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)后澆帶，以調(diào)整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。

　　現(xiàn)在就大型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中較多見的基礎(chǔ)類型的樁基礎(chǔ)和后澆帶的設(shè)計(jì)討論一下

　　1、當(dāng)天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求，或經(jīng)過經(jīng)濟(jì)比較采用淺基礎(chǔ)反而不經(jīng)濟(jì)時，可采用樁基礎(chǔ)。

　　2、樁平面布置原則：

　　1）力求使各樁樁頂受荷均勻，上部結(jié)構(gòu)的荷載重心與樁的重心相重合，并使群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩。

　　2）在縱橫墻交叉處都應(yīng)布樁，橫墻較多的多層建筑可在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。

　　3）同一結(jié)構(gòu)單元不宜同時采用摩擦樁和端承樁。

　　4）大直徑樁宜采用一柱一樁；筒體采用群樁時，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內(nèi)或不超出筒體外緣1倍板厚范圍之內(nèi)。

　　5）在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺的布樁形式。

　　6）剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應(yīng)力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置。

　　3、樁端進(jìn)入持力層的最小深度：

　　1）應(yīng)選擇較硬上層或巖層作為樁端持力層。樁端進(jìn)入持力層深度，對于粘性土、粉土不宜小于2d（d為樁徑）；砂土及強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖不宜小于1.5d；對于碎石土及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖不宜小于1d，且不小于0.5m。

　　2）樁端進(jìn)入中、微風(fēng)化巖的嵌巖樁，樁全斷面進(jìn)入巖層的深度不宜小于0.5m，嵌入灰?guī)r或其他未風(fēng)化硬質(zhì)巖時，嵌巖深度可適當(dāng)減少，但不宜小于0.2m。

　　3）當(dāng)場地有液化土層時，樁身應(yīng)穿過液化土層進(jìn)入液化土層以下的穩(wěn)定土層，進(jìn)入深度應(yīng)由計(jì)算確定，對碎石土、礫、粗中砂、堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土且不應(yīng)小于0.5m，對其他非巖石土且不宜小于1.5m.

　　4）當(dāng)場地有季節(jié)性凍土或膨脹土層時，樁身進(jìn)入上述土層以下的深度應(yīng)通過抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算確定，其深度不應(yīng)小于4倍樁徑，擴(kuò)大頭直徑及1.5m.

　　樁型選擇原則。樁型的選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的使用要求，上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及分布、工程地質(zhì)情況、施工條件及周圍環(huán)境等因素綜合確定。

　　1）預(yù)制樁（包括混凝土方形樁及預(yù)應(yīng)力混凝土管樁）適宜用于持力層層面起伏不大的強(qiáng)風(fēng)化層、風(fēng)化殘積土層、砂層和碎石土層，且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土，穿越層中存在孤石等障礙物的石灰?guī)r地區(qū)、從軟塑層突變到特別堅(jiān)硬層的巖層地區(qū)均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。

　　2）沉管灌注樁（包括小直徑D＜5O0mm，中直徑D＝500～600mm）適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土；對于樁群密集，且為高靈敏度軟土?xí)r則不適用。由于該樁型的施工質(zhì)量很不穩(wěn)定，故宜限制使用。

　　3）在飽和粘性土中采用上述兩類擠土樁尚應(yīng)考慮擠土效應(yīng)對于環(huán)境和質(zhì)量的影響，必要時采取預(yù)鉆孔。設(shè)置消散超孔隙水壓力的砂井、塑料插板、隔離溝等措施。鉆孔灌注樁適用范圍最廣，通常適用于持力層層面起伏較大，樁身穿越各類上層以及夾層多、風(fēng)化不均、軟硬變化大的巖層；如持力層為硬質(zhì)巖層或地層中夾有大塊石等，則需采用沖孔灌注樁。無地下水的一般土層，可采用長短螺旋鉆機(jī)干作業(yè)成孔成樁。鉆（沖）孔時需泥漿護(hù)壁，故施工現(xiàn)場受限制或?qū)Νh(huán)境保護(hù)有特殊要求的，不宜采用。

　　4）人工挖孔樁適用于地下水水位較深，或能采用井點(diǎn)降水的地下水水位較淺而持力層較淺且持力層以上無流動性淤泥質(zhì)土者。成孔過程可能出現(xiàn)流砂、涌水、涌泥的地層不宜采用。

　　5）鋼樁（包括H型鋼樁和鋼管樁）工程費(fèi)用昂貴，一般不宜采用。當(dāng)場地的硬持力層極深，只能采用超長摩擦樁時，若采用混凝土預(yù)制樁或灌注樁又因施工工藝難以保證質(zhì)量，或?yàn)榱艘s工期，此時可考慮采用鋼樁。鋼樁的持力層應(yīng)為較硬的土層或風(fēng)化巖層。

　　6）夯擴(kuò)樁，當(dāng)樁端持力層為硬粘土層或密實(shí)砂層，而樁身穿越的土層為軟土、粘性土、粉土，為了提高樁端承載力可采用夯擴(kuò)樁。由于夯擴(kuò)樁為擠土樁，為消除擠土效應(yīng)的負(fù)面影響，應(yīng)采取與上述預(yù)制樁和沉管灌注樁類似的措施。