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柱下天然地基獨立基礎(chǔ)埋深較大時的處理方法探討
【摘要】 本文結(jié)合工程實例對地基持力層埋藏較深,柱下獨立基礎(chǔ)底部不能置于持力層上時,通過方案比較,提出可通過增設(shè)擴大短柱或柱側(cè)增設(shè)短墻肢的方法加大基礎(chǔ)埋深,把基礎(chǔ)置于地基持力層上,即滿足工期要求又不改變上部結(jié)構(gòu)底層柱的計算高度。
關(guān)鍵詞:埋深、嵌固面、短柱、短墻肢 一、 工程概況 某工程為單層工業(yè)廠房,上部結(jié)構(gòu)為框排架,無吊車,屋蓋為網(wǎng)架,上弦支承,跨度36米,現(xiàn)澆框架柱間距為6米,柱凈高8.5米,地震設(shè)防烈度6度,基本風壓為0.55KN/m2,建筑場地類別為Ⅱ類,地基持力層為圓礫,承載力特征值為200kPa,設(shè)計基礎(chǔ)埋深-2.5m,持力層深度-2.5米至-4.0米,擬建場地現(xiàn)狀標高-2米至-3.5米,設(shè)計要求先進行場地平整,再進行基礎(chǔ)施工,基底持力層超挖部分采用砂石換填處理,室外地面標高-0.3m,底層計算嵌固面為-0.90m。為滿足施工工期要求,場地暫不平整,先施工基礎(chǔ),再進行場地土回填,為此須對原設(shè)計基礎(chǔ)進行調(diào)整。 二、 處理方法 方法一:維持原設(shè)計,基底超挖部分仍采用砂石換填,壓實系數(shù) ≥0.94,此方法對施工質(zhì)量控制較高,工期較長,不能滿足要求。 方法二:基底超挖換填材料采用C15毛石混凝土,方便快捷,工期相對較短,但因超挖較多,換填量大,投資較高。 方法三:加大基礎(chǔ)埋深,基底降低置于持力層上,調(diào)整上部結(jié)構(gòu)底層計算高度,此方法施工工期最短,但設(shè)計修改工作量大,同樣不能滿足工期要求。 方法四:在方法三基礎(chǔ)上增設(shè)擴大短柱或短墻肢,對擴大短柱或短墻肢進行受力分析配筋,滿足原設(shè)計上部結(jié)構(gòu)底層排架柱計算高度的要求,即底層排架柱計算高度不變,嵌固面置于擴大短柱或短墻肢頂部。本方法設(shè)計修改量小,施工期較短,投資增加不多。 綜合分析,采用方法四進行處理,但須對擴大短柱或短墻肢進行受力分析,并采取相應的構(gòu)造措施加以保證。 三、 擴大短柱設(shè)計 (一)計算假定 排架柱為大偏心受壓構(gòu)件,排架柱的變形特征為彎曲變形,擴大短柱頂能否作排架柱柱腳的嵌固面,取決于短柱的抗彎剛度,即短柱抗彎剛度愈大,其約束排架柱柱腳轉(zhuǎn)動的能力越強,當短柱抗彎剛度遠大于排架柱的抗彎剛度時,即認為短柱頂為為排架柱的嵌固面,假定短柱頂作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。 (二)設(shè)計依據(jù) 根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007-2002 中第8.2.6條:“預制鋼筋混凝土柱(包括雙肢柱)與高杯口基礎(chǔ)的連接(圖8.2.6-1),應符合本規(guī)范第8.2.5條插入深度的規(guī)定。杯壁厚度符合表8.2.6的規(guī)定且符合下列條件時,杯壁和短柱配筋,可按圖8.2.6-2的構(gòu)造要求進行設(shè)計。 1、起重機起重量小于或等于75t,軌頂標高小于或等于14m,基本風壓小于0.5kPa的工業(yè)廠房,且基礎(chǔ)短柱的高度不大于5m; 2、起重機起重量大于75t,基本風壓大于0.5kPa,且符合下列表達式E2I2/E1I1≥10(8.2.6-1); 3、當基礎(chǔ)短柱的高度大于5m,并符合下列表達式: △2/△1≤1.1 式中 △1——單位水平力作用在以高杯口基礎(chǔ)頂面為固定端的柱頂時,柱頂?shù)乃轿灰疲?△2——單位水平力作用在以短柱底面為固定端的柱頂時,柱頂?shù)乃轿灰疲?hellip;…” 工程所在地基本風壓為0.55kPa,上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土排架柱,短柱與排架柱間連接采用現(xiàn)澆,二者間的連接好于高杯口基礎(chǔ)與預制鋼筋混凝土柱的連接,因此參照此條第2小條的要求進行短柱的設(shè)計是可行的。 (三) 短柱的計算 1、計算簡圖: 2、計算參數(shù):擴大短柱平面圖見圖2示。 排架柱axb=600x800,擴大短柱a’xb’=800x1600,h1=9m,h2=3m,C30,fc=14.3N/mm2,fy=360 N/mm2,E1=E2,M=150KN-m,F(xiàn)=35KN,N=550KN。
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