地基基础设计

地基基础设计（精选12篇）

地基基础设计 篇1

1 地基基础设计的重要性

地基基础是建筑物首先考虑和建造的部位,是一个建筑的根本和立足点。同时,由于地基深埋土中,地质情况复杂,变化较多,加上地下水的影响,使得基础设计的不确定性加大,增加了地基基础设计的难度。根据资料统计,一般基坑支护、基础及地下室的造价占整个土建造价的5%～6%之间,对埋深较深,地质情况复杂,需特殊处理的地基基础,其造价更可达10%以上。通过基础选型及支护方案的优化,可以有效减少基础及基坑支护的混凝土用量,降低造价。所以,设计过程中通过对不同基础形式及基坑支护方案的比较,择优而用,可以产生较好的经济效益,值得在设计中下一番功夫。

2 工程实例

2.1 工程概况

深圳市滨海医院,位于南山区白石路南侧、滨海大道北侧、深圳湾七路东侧、侨城东路西侧, 项目占地面积约1.9万m2,总建筑面积约34万m2,工程投资约30亿元。南面分别为特需诊疗中心(5层),住院楼A(7层)、住院楼B(7层)、住院楼C(7层)以及高压氧舱(2层),中部为医院主体,门诊楼(4层)、医技楼(4层),北面分别为行政信息楼(7层)和后勤服务楼(7层)。除住院楼A、B、C,行政信息楼和后勤楼为1层地下室,局部2层地下室的框架结构外,其余建筑均为2层地下室的框架结构。建筑物标高±0.00 m=绝对标高6.6 m(以黄海高程为参考),现地面相对高程约为-1.3～-2.0 m,地下一层基坑底高程为-6.8 m,地下二层基坑底高程为-11.7 m,基坑开挖深度大部分为6.5～11.4 m 。主要讨论住院楼A、B、C及高压氧舱。场地主要土层情况见表1。

场地地下水主要分为孔隙潜水和基岩裂隙水,抗浮设防水位按地坪标高以下1.0 m,即取绝对标高约4.0 m,地下水对混凝土结构具中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具有中等腐蚀性。

2.2 基础选型

1)浅基础

基坑开挖后,坑底出露的地层为填土层、淤泥质粉质粘土层、淤泥质中粗砂层、含粘性土中粗砂层、含有机质粉质粘土层、含中粗砂粉质粘土层及砾质粘性土层。填土、淤泥质粉质粘土层、淤泥质中粗砂层及含有机质粉质粘土层为软弱土层,未经处理不能作为基础持力层,冲洪积含中粗砂粘性土层及残积层只能作为荷载较小的建筑物基础持力层。如采用复合地基,对承载力不能满足要求的土层进行加固处理存在以下问题:①场地土性质不均,基坑底部多种土层出露,为协调变形,现场施工参数确定困难;②局部存在一定厚度的填石,地基处理施工困难。

由于本工程单柱荷载较大,对差异沉降敏感,所以本工程不采用浅基础。

2)桩基础

由于建筑物荷载较大,基础持力层埋藏较深,适宜采用桩基础。地质报告中建议,若单柱荷载高,或基岩中微风化埋深较浅的位置也可考虑人工挖孔桩,以强、中、微风化花岗岩为持力层,挖桩施工中应加强桩孔内排水、护壁及供风措施,但考虑场地靠近海滨,浅层土层中富含淤泥土,土质稳定性较差,其中中粗砂层为中～强透水层,有液化可能,为避免人工挖孔过程中发生塌孔和海水管涌等安全事故,本工程不采用人工挖孔桩。

虽然场地残积土、强风化层中有中、微风化孤石存在,但发育程度较低,分布概率很小,在场地361个钻孔中仅3个揭露,而预应力管桩施工进度快,且容易控制质量,故本工程选用Φ500高强预应力混凝土管桩,以⑨强风化花岗岩为持力层,住院楼A、B、C及高压氧舱部分单桩承载力特征值为1 600 kN,桩长约15 m。

2.3 基坑支护及基础做法

1)基坑支护

(a)地下水处理

整个基坑采取全封闭止水帷幕,大部分采取双排水泥搅拌桩进行止水,局部采用旋喷桩止水,止水桩均要求穿越砂层1.5 m。

搅拌桩:采取双排Ф550@400,排距350的搅拌桩,内排与外排搅拌桩呈梅花型布置。

旋喷桩:场地北侧和西北侧填石和杂填土厚度约5～6 m,采用Ф600@350的单管旋喷桩止水,桩锚支护桩间采用三管旋喷桩止水。

(b)结构支护

根据基坑深度、周边位置关系,采取支护结构如下:

①地下室一层和二层之间有平台处,高程-4.0 m以上采用放坡喷锚支护,按1∶1.25放坡,插HRB335级ϕ16钢筋锚杆@1500,L=1.5 m,挂Φ6@200×200钢筋网,喷射混凝土层为C20,厚度100 mm,平台下设2(3)排Φ48δ3.5的钢花管锚杆,长6 m;地下室一层和二层之间采用悬臂桩支护,采用ϕ1000@1500钻孔灌注桩,桩顶设1 000×600冠梁,冠梁顶高程为-4.0 m,桩间挂Φ6@200×200钢筋网,喷射混凝土层为C20,厚度100 mm。

②地下室一层和二层边线重合或相近处,采用复合土钉墙支护结构,高程-4.0 m设一3 m宽平台,平台上以上采用放坡放坡喷锚支护,按1∶1.25放坡;平台下设6排ϕ25钢筋锚杆,长9～12 m,如钢筋锚杆施工困难,可改用Φ48δ3.5的钢花管代替,设置1～2排预应力锚索,锚索为3×7ϕ5,1 860 MPa级高强度钢绞线。

2)基础设置

住院楼A、B、C及高压氧舱主要为1层地下室,局部有2层地下室,地下2层为细长连廊。初始基础设置随地下室,即主要管桩和承台在地下1层,局部随2层地下室下到地下2层。此时,基坑支护方案如图1所示。

该分项工程局部地下2层较细长,为此需沿地下二轮廓布置钻孔桩做支护,基坑完成后形成3块独立土体,形成的土体因土质较差(为淤泥质土),底板不能考虑自承重,无实际意义,为减少造价,合理发挥建筑各构件的作用,对基坑支护及基础方案优化如图2所示。

优化后该分项工程基坑全部开挖至地下2层,桩及承台全部在地下2层施工。因此,只有地下1层的部分,柱子需从地下1层下伸至地下2层。地下室施工顺序为基坑开挖完成后,先在地下2层施工预应力管桩及承台,然后施工地下2层底板、柱及挡墙,完成后需先回填土体至地下1层,再施工地下1层底板、柱及挡墙。

方案调整后的混凝土用量变化如表2所示。

主要减少项目为基坑挡墙,主要增加项目为土方量,其余为相应调整项目,从表2中数据可见,调整后的经济效益明显。

2.4 抗拔桩及抗拔锚杆的设置

1)抗浮设计概况

工程地下二层的水头约为9.1 m,地下一层的水头约为4.1 m,抗拔桩直径为500 mm,单根抗拔力特征值为500 kN;抗拔锚杆直径为180 mm,单根抗拔力特征值为200 kN,抗拔锚杆在地下二层的布置间距为1.6 m×1.6 m,在地下一层为2.5 m×2.5 m。

2)抗拔桩及抗拔锚杆的比较

单根抗拔桩的混凝土用量大约相当于7根抗拔锚杆,可对增设抗拔桩或布置抗拔锚杆作一比较。工程柱跨约为8 m×8 m,地下2层中柱承受水浮力约为(9.1×10-25×0.3×0.9-20×.3×0.9)×8×8=4 960 kN,柱跨内约布置25根锚杆才能抗浮,相当于在中柱下增设4根抗拔桩,若不布置锚杆,则柱底桩数与所需增设抗拔桩桩数的比较如表3所示。

从表3中数据可知,当柱底桩数多于4根时,仅需将桩设置为抗拔桩,无需新增抗拔桩即可抵抗浮力,当柱底桩数仅为1根时,最少需新增6根抗拔桩,而设置锚杆仅相当于新增4根抗拔桩,故设置锚杆较经济,以此作为布置指导思想,可节省混凝土,降低造价。

3 地基基础设计建议

1)可以看出,因基坑挡墙单价较高,若局部基坑形状复杂,导致支护长度较长,在基坑深度不大时,可以采用大面开挖,待局部结构施工完成后回填,节省挡墙费用,从而降低造价。

2)抗浮设计时,抗拔桩和锚杆的布置也有可比性,具体设计中根据增设抗拔桩与增设抗拔锚杆混凝土量的比较,可以指导设计。

3)地基基础设计过程中,虽然地质情况复杂,考虑因素较多,设计难度较大,但是通过不同支护及基础施工方案的比较,能得出经济较优方案,具有相当大的实际意义。

摘要：通过工程实例具体分析,通过不同基础形式及支护方案的比较,给出地基基础设计优化的建议,可供其它地基基础设计参考。

关键词：地基基础,支护方案,设计,建议

参考文献

[1]深圳市滨海医院地质报告[R].

[2]深圳市滨海医院基坑支护说明[R].

[3]建筑地基基础设计规范[S].

[4]建筑桩基设计规范[S].

地基基础设计 篇2

一、强制性条文的变化

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002版共有强制性条文27条，分别为3.0.2、3.0.4、5.1.3、5.3.1、5.3.4、5.3.10、6.1.1、6.3.1、6.4.1、7.2.7、7.2.8、8.2.7、8.4.5、8.4.7、8.4.9、8.4.13、8.5.9、8.5.10、8.5.18、8.5.19、9.1.3、9.1.6、9.2.8、10.1.1、10.1.6、10.1.8、10.2.9条。

修订后的《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011版共有强制性条文28条，分别为3.0.2、3.0.5、5.1.3、5.3.1、5.3.4、6.1.1、6.3.1、6.4.1、7.2.7、7.2.8、8.2.7、8.4.6、8.4.9、8.4.11、8.4.18、8.5.10、8.5.13、8.5.20、8.5.22、9.1.3、9.1.9、9.5.3、10.2.1、10.2.10、10.2.13、10.2.14、10.3.2、10.3.8条，即2个旧强条改为非强条，增加3个新强条。内容的主要变化有：

1、原3.0.2条将旧条文中可不进行地基变形计算的设计等级为丙级的建筑物范围（表）单独列出成为第3.0.3条并由强条改为非强条，取消地基承载力特征值为60≤fak＜80KPa一栏。

2、原3.0.4条变为3.0.5条，旧规范中的“荷载效应最不利组合”改为“作用效应”，“荷载”或“荷载效应”改为“作用”；增加了基础抗浮稳定计算时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，其分项系数取1.0的设计要求；增加了挡土墙截面及承载力计算时，土压力以及滑坡推力应按承载能力极限状态下作用的基本组合，并采用相应的分项系数的设计要求。——需检查基础抗浮稳定计算（安全系数与省地基规范同）、挡土墙承载力计算书中作用组合的选择是否恰当。

3、原5.1.3条强条内容不变，非强条内容单独列出成为第5.1.4条。

4、原5.3.1、5.3.4、6.3.1、6.4.1、7.2.8条维持不变。

5、原5.3.10条（在同一整体大面积基础上多栋高层和底层建筑，按上部结构、基础与地基的共同作用进行变形计算）改为非强条，原用词“应”改为“宜”。

6、原6.1.1条山区地基设计需要分析认定的设计条件增加了：a)有无不稳定边坡；b)地基内岩石厚度及空间分布情况、基岩面起伏情况、有无影响地基稳定性的临空面；c)有无采空区；d)出现危岩的可能性。——需检查地质勘察报告中有无相关内容。

7、原7.2.7条下半句改为“设计采用的增强体和施工工艺应满足处理后地基土和增强体共同承担荷载的技术要求”。——针对地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土层等特殊性土，需检查施工说明中是否包含新增加的相关内容。

8、原8.2.7条的非强条内容单独列出，分别成为第8.2.8、8.2.11、8.2.14条；强条内容中，扩展基础需要验算抗冲切承载力的条件改为“对柱下独立基础，当冲切破坏椎体落在基础地面以内时”；增加了第2项“对基础底面短边尺寸≤柱宽加2倍基础有效高度的柱下独立基础，以及墙下条形基础，应验算柱（墙）与基础交接处的基础受剪承载力”。——需检查天然地基基础计算书中是否包含新增加的相关内容。

9、原8.4.5条改为8.4.11条，强条内容不变，非强条内容单独列出成为第8.4.12条。

10、原8.4.7条改为8.4.6条，强条内容不变，非强条内容单独列出成为第8.4.7条。

11、原8.4.9条强条内容不变，非强条内容单独列出成为第8.4.10条。

12、原8.4.13条改为8.4.18条，增加了平板式筏基顶面局部受压承载力验算要求；增加了9度高层建筑验算柱下基础梁、筏板局部受压承载力时应计入竖向地震作用对柱轴力影响的要求。——需检查平板式筏基及9度高层建筑的基础计算书是否包含新增加的相关内容。

13、原8.5.9条改为8.5.10条，内容不变。

14、原8.5.10条改为8.5.13条，强条内容不变，非强条内容单独列出成为8.5.14条。

15、原8.5.18条改为8.5.20条，强条内容不变，非强条内容单独列出成为8.5.21条。

16、原8.5.19条改为8.5.22条，内容不变。

17、原9.1.3条基坑工程设计的内容增加地下水控制设计、对周边环境影响的控制设计。——需检查基坑工程计算书中是否包含新增加的相关内容。

18、原9.1.6条改为9.1.9条，用词略有调整。

19、原9.2.8条改为9.5.1条，由强条改为非强条，增加了“优先采用超静定内支撑结构体系”，取消“对排桩式支护结构应设置帽梁和腰梁”的要求。

20、增加第9.5.3条：支撑结构的施工与拆除顺序，应与支护结构的设计工况相一致，必须遵循先撑后挖的原则。——需检查基坑工程施工说明中是否包含新增加的相关内容。

21、原10.1.1条改为10.2.1条，用词略有调整。

22、原10.1.6条改为10.2.13条，原“空洞”改为“土洞、溶洞”。

23、原10.1.8条改为10.2.14条，检验项目增加了桩身完整性检验，还增加了“承受水平力较大的桩应进行水平力检验，抗拔桩应进行抗拔承载力检验”的要求。——需检查桩基础施工说明中是否包含新增加的相关内容。

24、原10.2.9条改为10.3.8条，第2项复合地基上设计等级为乙级的建筑物单列为第3项，改为“处理地基上的建筑物”。——当采用处理地基时，需检查有否要求建筑物进行变形观测（不分设计等级）。

25、增加10.2.10条（原10.1.3条修改并变为强条）：复合地基应进行桩身完整性和单桩竖向承载力检验以及单桩或多桩复合地基载荷试验，施工工艺对桩间土承载力有影响时还应进行桩间土承载力试验。——当采用复合地基时，需检查施工说明中是否包含新增加的相关内容。

26、增加10.3.2条（原10.2.4条修改并变为强条）：基坑开挖应根据设计要求进行监测，实施动态设计和信息化施工。——需检查基坑工程施工说明中是否包含新增加的相关内容。

二、关于地基基础设计

1、新增加的3.0.7条规定地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限。

2、新增加的5.3.11条规定了回弹再压缩变形量计算方法。

3、对于土岩组合地基，当地基中下卧基岩面未单向倾斜、岩面坡度大于10%、基底下的土层厚度大于1.5m时，应按新增加的6.2.2条进行设计。

4、对于填土地基，应按新增加的第6.3.2、6.3.3、6.3.4、6.3.5条进行设计。

5、对于岩石地基，应按新增加的第6.5节进行设计。

6、对于存在岩溶、土洞等现象的地基，应按新增加的第6.6.2、6.6.3、6.6.4、6.6.6、6.6.7、6.6.8条，根据岩溶发育程度进行地基基础设计。

7、新增加的7.2.9、7.2.10、7.2.11、7.2.12条规定了复合地基基础底面压力及复合地基最终变形量的计算方法。

8、对于大面积地面堆载，新增加的7.5.3条规定了当堆载量超过地基承载力特征值时应进行专项设计。

9、对于扩展基础，第8.2.9条增加了当基础底面短边尺寸≤柱宽加2倍基础有效高度时，柱与基础交接处受剪承载力计算方法；第8.2.10条增加了墙下条形基础中柱与基础交接处受剪承载力计算方法；第8.2.12条增加了按最小配筋率计算的底板钢筋面积计算方法，阶形基础或锥形基础截面的折算宽度和有效高度按附录U计算。

10、对于筏形基础，第8.4.3条增加了按刚性地基假定计算的基底水平地震剪力、倾覆力矩的折减系数取值条件。

11、对于平板式筏形基础，第8.4.7条增加了对基础边柱和角柱冲切验算时，其冲切力应分别乘以1.1和1.2的增加系数的要求；筏板最小厚度由不应小于400改为不应小于500mm。

12、对于平板式筏形基础，第8.4.17条增加了当筏形基础作为上部结构嵌固端，计算柱下板带截面组合弯矩设计值时，底层框架柱下端内力应考虑地震作用组合及相应的增大系数的要求。

三、关于天然地基基础的构造要求

1、对于扩展基础，第8.2.1条增加了锥形基础两个方向的坡度不宜大于1:

3、基础受力筋最小配筋率不小于0.15%的要求；受力筋最小直径10mm，最大间距200mm；墙下条形基础纵向分布筋最小直径8mm，最大间距300mm；每延米分布筋面积与受力筋的面积比由10%改为15%，以上用词均由“不宜”改为“不应”。垫层混凝土强度等级不低于C10，用词由“不应”改为“不宜”。

2、对于扩展基础，第8.2.2条增加了当基础高度小于柱（墙）纵向受力钢筋锚固长度La（LaE）时，除要求总锚固长度不小于La（LaE）外，增加直锚段长度不应小于20d、弯折段长度不应小于150mm的要求。

3、对于扩展基础，第8.2.13条增加了当柱下独立基础长短边之比≥

2、≤3时，基础短向钢筋总面积的λ倍（λ=1-A/6B）应集中布置在与柱中心重合的宽度等于基础短边的中间带宽范围内，其余短向钢筋均匀分布在中间带宽两侧的要求。

4、对于筏形基础，第8.4.5条增加了外墙厚度不应小于250mm、内墙厚度不宜小于200mm、墙身钢筋不宜采用光面钢筋、水平筋直径不应小于12mm、竖向筋直径不应小于10mm、间距不应大于200mm的要求。

5、对于梁板式筏形基础，第8.4.12条增加了底板厚度与最大双向板格的短边净跨之比不应小于1/14，且板厚不应小于400mm的要求。

6、对于筏形基础，第8.4.20、8.4.21、8.4.22、8.4.23、8.4.25、8.4.26条增加了带裙房的高层建筑下筏形基础控制变形或差异沉降的构造要求、与主楼连接的外扩地下室角隅处楼板及主裙楼交界处楼板等构造加强要求。

四、关于桩基础设计及构造要求

1、第8.5.3-5条，设计使用年限不小于50年时，非腐蚀环境中灌注桩最低混凝土强度等级由C20改为C25；增加了二b类及三~五类微腐蚀环境中不应低于C30、腐蚀环境中灌注桩最低混凝土强度等级应符合《混凝土结构设计规范》GB50010有关规定的要求。增加了设计使用年限不小于100年时，桩身混凝土强度等级宜适当提高的要求。还增加了水下灌注混凝土的桩身混凝土强度等级不宜高于C40的要求。

2、新增加的8.5.3-6条，要求桩身混凝土的材料、最小水泥用量、水胶比、抗渗等级等应符合《混凝土结构设计规范》GB50010、《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046、《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476的有关规定。

3、第8.5.3-7条，增加了预应力桩主筋的最小配筋率不宜小于0.5%的要求；增加了灌注桩桩顶以下3~5倍桩身直径范围内箍筋宜适当加强加密的要求。

4、第8.5.3-8条，对钻孔灌注桩纵向构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3的规定取消了桩径大于600mm的前提条件（即适用于所有钻孔灌注桩）；增加了桩施工在基坑开挖前完成时，其钢筋长度不宜小于1.5倍基坑深度的要求。

5、新增加的8.5.3-9条，要求腐蚀环境中的灌注桩主筋直径不宜小于16mm，非腐蚀环境中的灌注桩主筋直径不应小于12mm。

6、新增加的8.5.3-11条，要求腐蚀环境中的灌注桩主筋混凝土保护层厚度不应小于55mm。

7、第8.5.11条，增加了当桩顶以下5倍桩身直径范围内螺旋式箍筋间距不大于100mm且钢筋耐久性得到保证的灌注桩，按桩身混凝土强度计算桩的承载力时，可适当计入桩身纵向钢筋的抗压作用的规定。

8、新增加的8.5.12条：非腐蚀环境中的抗拔桩应根据环境类别控制裂缝宽度满足设计要求，预应力混凝土管桩应按桩身裂缝控制等级为二级的要求进行桩身混凝土抗裂验算。腐蚀环境中的抗拔桩和受水平力或弯矩较大的桩应进行桩身混凝土抗裂验算，裂缝控制等级应为二级；预应力混凝土管桩裂缝控制等级应为一级。

——根据《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008第4.2.4条，钢筋混凝土结构在强腐蚀环境下按裂缝控制等级三级、允许裂缝宽度0.15mm控制，中、弱腐蚀时均为三级、0.20mm；预应力混凝土结构在强、中腐蚀环境下均按一级控制，弱腐蚀时为二级。可见GB50007-2011的要求比GB50046-2008更为严格。

根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010第3.4.4条：裂缝控制等级为二级时，一般要求不出现裂缝，构件按荷载标准组合计算的受拉边缘混凝土拉应力不应大于混凝土抗拉强度标准值。这意味着桩身普通纵筋在此已无贡献，需大大提高混凝土强度等级或加大桩径，或采用预应力纵筋以保证不出现裂缝，实际操作起来难度相当大。以下为一工程实例：中等腐蚀环境下的钻孔灌注桩d＝ 800mm，混凝土强度等级C35，单桩抗拔承载力特征值Rta＝1500KN，则ftk＝2.20N/mm2，σck＝Nk/Ao＝1500×103/(3.142×4002)＝2.98＞2.20N/mm2，需提高混凝土强度等级到C70（ftk＝2.99N/mm2），或加大桩径到10000mm。另一钻孔灌注桩d＝1000mm，混凝土强度等级C35，单桩抗拔承载力特征值Rta＝3200KN，则ftk＝2.20N/mm2，σck＝Nk/Ao＝3200×103/(3.142×5002)＝4.07＞2.20N/mm2，混凝土强度等级C80时ftk＝2.99N/mm2，仍无法满足要求，需加大桩径到1400mm，或配置预应力纵筋。

Deer认为在根据防腐蚀规范按不同的腐蚀等级对抗拔桩桩身采取相应保护措施的前提下，可以按GB50046-2008第4.2.4条执行，即采取保护措施后的钢筋混凝土桩桩身裂缝控制等级仍取三级，根据腐蚀等级选择允许裂缝宽度限值；预应力混凝土桩桩身在强、中腐蚀环境下均按一级，弱腐蚀时按二级控制。当限于具体工程条件无法采取（或仅能采取部分）防护措施时，则应执行GB50007-2011第8.5.12条。

9、第8.5.15条，桩基沉降按实体深基础方法计算时，附录R.0.3中的沉降经验系数改为可以内插；增加了按明德林应力公式方法计算时的沉降经验系数（附录R.0.5）。

10、第8.5.17条，增加了柱下独立桩基承台最小配筋率不应小于0.15%的要求。新增加的承台钢筋锚固长度要求与桩基规范同。

五、关于基坑工程

1、第3.0.1条，增加了基坑工程的设计等级划分：开挖深度大于15m以及周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程为甲级；非软土地区且场地条件/周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5m的基坑工程为丙级，其余为乙级。

2、第4.2.5-3条，土的压缩性指标可采用原状土室内压缩试验、原位浅层或深层平板载荷试验确定，增加了当考虑深基坑开挖卸荷和再加荷时，应进行回弹再压缩试验，其压力的施加应与实际的加卸荷状况一致的要求。

3、第9.1.4、9.1.5、9.1.6、9.1.7条，增加了基坑工程设计的有关要求。设计等级为甲级、乙级的基坑工程，应进行因土方开挖、降水引起的基坑内外土体的变形计算。高地下水位地区设计等级为甲级的基坑工程，应按第9.9节进行地下水控制的专项设计。

4、第9.2.3、9.2.4、9.2.5、9.2.6条，增加了基坑工程勘察与环境调查的有关要求。

5、新增加的9.3.4条：基坑工程采用止水帷幕并插入坑底下部相对不透水层时，基坑内外的水压力可按静水压力计算。

6、第9.4.1-1条，增加了基坑支护结构设计时，基本组合的效应设计值可采用简化规则Sd=1.25Sk的计算规定（Sk为标准基本组合的效应设计值）。

7、第9.4.2、9.4.3、9.4.4、9.4.5、9.4.7条，增加了基坑支护结构设计的有关要求。

8、新增加的9.5.2条，规定了支护结构内支撑的计算分析原则。

9、第9.6.2条，当土层锚杆极限承载力小于400KN时，可采用HRB335级钢筋（旧规范为500KN、II、III级钢筋）。

10、第9.6.3-2~4条，增加了沿锚杆轴线方向宜每隔1~2m设置一个锚杆定位支架；锚杆杆体的保护层厚度不得小于20mm；锚固体宜采用水泥砂浆或纯水泥浆，浆梯设计强度不宜低于20MPa；锚杆钻孔直径不宜小于120mm等要求。

11、新增加的9.6.4条，规定了锚杆设计应包括的内容。

12、新增加的9.6.6条，规定了上层锚杆锚固段长度估算方法。

13、第9.6.7条，锚杆张拉锁定的条件由锚固体和外锚头强度达到15MPa改为设计强度的80%。

14、第9.6.8条，增加了锚杆自由段超过潜在的破裂面不应小于1m的规定；自由段长度由不得小于5m改为不宜。

15、新增加的9.6.9条，规定对设计等级为甲级的基坑工程，锚杆轴向拉力特征值应按附录Y土层锚杆试验确定。设计等级为乙级、丙级时可按物理参数或经验数据设计，现场试验验证。

16、新增加的9.7.1、9.7.2、9.7.3、9.7.4条，规定了基坑工程逆作法设计内容和设计要求。

17、新增加的9.7.5条，规定了地下连续墙同时作为地下室永久结构使用时地下连续墙的设计要求。

18、新增加的9.7.6条，规定了主体地下结构的水平构件用作支撑时的设计要求。

19、新增加的9.7.7条，规定了竖向支承结构的设计要求。

地基基础设计 篇3

【关键词】高层建筑;施工设计;工程施工

0.引言

高层建筑的建造过程中，其建筑负荷全都由地层来承担，影响建筑物负荷的那部分地层被称之为地基，向地基传递负荷的下部结构被称为基础。近年来，在高层建筑工程的施工中因基础问题影响到施工质量的情况时有发生，在工程的整体设计上，一般认为施工难度较大的部分，在于建筑的上层结构，其实这是一种错误的认识，高层建筑地基基础才是施工中的重点。地基基础是工程基础建设质量的重要保障。为了确保地基基础的安全性，就必须对它加以研究，并在工程施工中对施工方法和施工手段进行分析，论证、监督。以下文章主要对高层建筑的地基基础的施工进行系统的分析和论述。

1.高层建筑基础设计与选型条件

1.1选型条件

现阶段，我国的建筑行业随着经济的进步而快速发展，给建筑工程地基提出了更高的要求。在建筑工程的整体设计中，经常有地基强度不足，抗压抗震性不强的，沉降不均匀的情况发生，这就要求设计部门根据实际情况设计地基基础。地基的处理方法有很多，每种方法都有其适应的环境和范围，在施工中要注意施工方法的局限性和优缺点，每个工程都要从地基的实际情况、处理要求、技术难度，工程费用等方面综合考虑，以确保用合理的方法来进行地基的处理。

地基基礎的设计应满足以下几个基本条件。首先，地基的负荷不应超出地基本身的承载能力，避免地基土剪切和稳定性的失衡。其次，在控制好翻地的变形量，把变形量控制在地基可允许的范围内，控制好因地基引起的上部结构损坏，或因此影响建筑物功能上的使用。最后，要对地基基础做强度和耐久性、刚度的进行充分的数据分析，确保地基能适应高层建筑的结构。

1.2基础设计

地基的设计应由设计单位提出具体要求，并经过勘察单位进行现场的水文地质勘察，提供施工现场范围内的地质报告，并对土层和地质构造进行分析论证。不能以相邻建筑物的勘察资料做了待开工建筑的勘察据依。对于土质较软的地基，应进行地基加固处理，防止地基因土质问题而变形。且不能依靠大型基础断面来承担地基上部结构的荷载，因为基础再大，相对于上部结构还是较柔的。所以地基处理要与基础选型结合起来进行设计。在地基选型上要充分考虑到建筑整体的布局、结构荷载、抗震性，和现场的实际情况。要将地基与建筑结构作为一个整体来进行设计。基础设计形式要与上部结构相适应、相吻合、相协调，每个部分既是独立的，又是相互作用的，使得每个部分都能发挥出应用的作用又能发挥共同作用。在地基的设计过程中要参考邻近建筑物的资料，根据邻近建筑物的勘察资料，分析对待建建筑物的干扰，主要是指新建筑建成后，邻近建筑物对地基产生的影响和后果，既是否影响新建建筑物的地基变形，是否影响新建建筑物功能上的使用，是否影响新建建筑的整体布局和施工进度。在设计过程中要结合实际情况进行周密的论证分析，确保建筑物设计的合理性，和地基的完整性，合理的对地基进行选型，确保工程的顺利展开。施工队伍的施工经验和技术水平也决定着地基基础建设的好与坏，考虑好这些客观条件，提出符合实际情况的设计方案可以快速、有效、安全的进行地基施工。

2.高层建筑地基施工的质量控制

2.1高层建筑地基的测量放线

高层建筑的测量放线工作是建筑地基施工中的基础性工作，精确、详细、周密的测量能确保地基工程顺利安全的施工，并为上部结构的安全性提供有效的技术保障。高层建筑的测量放线对工程质量有着决定性的影响，在工程质量管理中也起到了非常重要的作用。放线过程中要充分的利用好手中的科学仪器，提升施工质量。地基施工中利用新仪器和新的技术手段可以提高工作效率，这就要求工程测量人员要不断的掌握和学习新的知识和新的仪器，为建筑地基基础工程提供更为精确和周密的数据而服务。

2.2高层建筑地基的施工材料控制

高层建筑地基的施工材料控制是确保地基安全性的重要组成部份。地基材料的质量决定着整体工程的质量，在施工中要确保原材料的达标性，既原材料一定是出厂合格产品并符合工程本身的技术质量要求。在地基施工的每个阶段都要严把质量关，控制好原材料的质量，以此提高地基工程的施工质量。在原材料的把关上，要对材料的供应商进行资质审核，有必要的进行调研的，可以去原材料生产单位进行调查研究，确保原材料的真实性。施工中进场的原材料必需由建设单位和监理单位进行统一严格的检查与审验，生产厂商对于每批的进场材料都要出具质量检验报告和合格证，有必要的还需进行化学试验，确保原材料的生产质量。

2.3高层建筑地基水泥灌桩的质量控制

高层建筑地基多采用水泥灌桩技术进行地基基础的加固施工，钻孔灌桩技术中每个施工步骤都对地基的施工质量有着决定性的影响。钻孔和水泥灌桩是工程质量的关键。施工前对钻孔机器进行周密的检查，确保底座和顶端的平稳，避免施工过程中因底座的移位和下陷影响了灌桩的质量。当钻机达到设计高度后，需对孔径的大小，钻孔的深度和垂直度进行详细的检查，达到设计标准后请监理工程师对钻孔进行合格性检验，并填写钻孔检验记录，完成钻孔工作。灌桩进时所采用的原材料主要以混凝土为主，目前较多的施工单位都采用成品泥浆进行钻孔灌桩，这就要求施工单位和监理单位要对进场的泥浆进行严格的质量检验，在施工单位质量检验人员的检验的同时认真审核确保使用材料符合要求。

2.4管理体系和人员管理

高层建筑的地基施工中，要完善施工企业的质量管理，促进质量控制的实施，建立健全的质量控制体系是保障高层建筑施工质量的关键。高层建筑地基基础施工质量控制得益于企业完善的质量保障体系。通过全员、全过程的质量监控及施工过程记录、监理等有效保障高层建筑地基基础施工的质量，为工程质量打好坚实的基础。

3.结语

在高层建筑地基基础施工中，人为因素的控制是整个建筑施工质量的重点，施工技术人员的技术能力及管理人员的管理能力对于工程施工质量有着重要影响。工程技术、管理制度等都是由管理人员的素质决定的，而建筑施工过程中的施工、混料、设备操作、安全管理等都是由人员决定，因此加强建筑施工过程中人员的控制是建筑施工质量控制首要任务。■

【参考文献】

［１］谭礼陵.基于沉降控制原则的桩基模式探讨[J].城市道桥与防洪,2008,(05).

［２］王永军.某筏板基础的质量分析与加固设计[J].广东土木与建筑,2007,(07).

［３］李建峰.高层建筑基础设计方案的综合评价与比选[J].工程建设与设计,2005,(09).

［４］王鹏强.某高层综合楼的地基基础设计[J].甘肃科技,2005,(11)

［５］丁旭坚.软土地基上带裙房高层建筑的基础设计[J].广东土木与建筑,2008,(10).

简析建筑地基基础设计规范 篇4

1) 新增了基坑工程的设计等级。甲级基坑包括:在复杂及软土地区较深的基坑工程;挖深大于15 m的基坑以及基坑环境保护要求高时对基坑支挡结构的位移控制。乙级基坑包括:非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5.0 m的基坑工程。不同等级基坑工程在变形控制及地下水控制设计要求方面做出不同的规定。

2) 调整了地基基础设计使用年限。建筑结构包括地基基础, 地基基础的设计使用年限不应小于建筑结构的设计使用年限。基础设计所用材料必须与其使用年限相适应。例如钢筋保护层厚度、钢筋锚固长度和混凝土最低强度等级等必须满足地基基础的耐久性设计规定。

3) 新增回弹再压缩变形计算方法。当建筑基坑较深时, 地基会发生回弹再压缩变形, 基础的总沉降量等于地基土的回弹再压缩变形加上附加压力引起的沉降变形, 地基回弹再压缩量在总沉降量中所占比重较大, 甚至若基坑非常深 (地下室设置3层, 4层以上) 时, 该深度土的自重压力可能不小于结构的总荷载, 地基回弹变形在建筑地基沉降变形占据主导地位。地基回弹再压缩变形可由地基回弹变形, 按照两者之间的关系式计算得出。

4) 新增抗浮验算。地下空间的利用越来越充分, 越来越多各种地下结构可能引发建 (构) 筑物的抗浮问题。采用阿基米德原理可以计算简单的基础浮力作用。整体抗浮稳定性不足时, 可以增加压重或设置抗浮构件等。局部抗浮稳定性不足时, 可以增加结构刚度。

5) 新增土岩组合地基和岩石地基的设计原则与内容。土岩组合地基根据其地基土承载力和上部结构的荷载大小, 给出可不作地基变形验算的下卧基岩表面允许坡度值。若不满足允许坡度值, 应验算地基变形。其变形应考虑刚性下卧层造成的应力集中的影响, 使地基变形增大。因此采用将土岩组合地基按普通地基的变形乘以增大系数的方法计算。

新版《规范》新增岩石地基的承载力、变形和稳定性方面的设计原则。

6) 复合地基设计的基本原则中新增了对其变形的计算。复合地基的变形计算, 采用分层总和法, 和普通天然地基的变形计算方法相同, 但其变形计算公式中的沉降计算经验系数却采用天然地基的。当复合土层模量较小时, 计算结果比较符合实际, 但刚性桩复合地基的变形计算值可能小于实测值较多。新版《规范》对复合土层当量模量沉降计算时修正了经验系数。

7) 调整扩展基础的最小配筋率为0.15%。扩展基础的最小配筋率明确调整为0.15%, 与现行《混凝土结构设计规范》一致, 规定了卧置于地基上的混凝土板受拉钢筋的最小配筋率。主要考虑了基础底板中分布钢筋可以分散部分荷载, 而造成底板的内力重分布的有利因素。

8) 新增了短边尺寸较小的扩展基础的斜截面受剪承载力的计算要求;当扩展基础地面的两个方向边长相同或比较接近时, 扩展基础双向受力, 此时基础高度由抗冲切验算控制, 而抗剪承载力验算一般都能满足, 无需进行抗剪承载力验算。若扩展基础底面两个方向的边长比值大于2时, 基础处于单向受力状态。新版《规范》新增了基础有效高度的斜截面受剪承载力计算要求。

9) 新增了单桩水平载荷和竖向抗拔试验要点。新版《规范》为受水平荷载桩及抗拔桩的试验提供了依据。

国家标准GB 50007—2011建筑地基基础设计规范的实施, 更能体现出我国建筑地基基础设计理论与国际接轨的严密性, 地基基础设计理论的安全性、可靠性及合理性。

参考文献

[1]GB 50007—2011, 建筑地基基础设计规范[S].

机械设计基础课程设计作业要求 篇5

《机械设计基础课程设计》的期末作业考核由两部分组成。一部分是三张图纸即：减速器装配图，大齿轮零件图和输出轴零件图。另一部分是该设计的说明书。下面就这两部分分别进行说明。1，对图纸的要求：

1.1 绘图方式：请使用计算机绘制图纸。

1.2 图纸的幅面：在计算机上以“零号”图纸的幅面绘制图纸，图纸绘制好以后，以A3幅面的复印纸输出图纸。

1.3 标识：以A3幅面输出图纸后，请在每张图纸的右上角以签字笔写好学习中心，院校学号，姓名等能够标识本人图纸的信息。2，对说明书的要求

同学们可以采用手写或计算机打印的方式完成设计说明书的撰写。说明书的页数在25页左右。无论是手写说明书或打印说明书都必须使用A4幅面的复印纸，并且必须在说明书的封面上写清楚学习中心，院校学号，姓名等信息。（说明书的封面请见视频演示）3，对学生装订作业的要求：

同学们完成了三张图纸和说明书之后，必须将图纸和说明书装订好才能够向学习中心提交。装订的顺序：说明书在上，三张图纸在下（图纸的顺序是减速器装配图、大齿轮零件图、输出轴零件图），左侧装

订，要钉两枚订书钉。装订好以后，请将三张图纸分别向内折叠一次，（注意必须是先装订，后折叠，不然图纸就打不开了）使你的作业成为A4幅面复印纸大小一致的一册。如果学生因为装订的不牢固而出现缺页，缺图的问题学生本人负责。4，对学生提交作业的要求：

同学们将装订好的作业提交学习中心的同时，必须在考生签到表上签字。

5，对学习中心提交作业的要求：

学习中心收集全了学生的作业以后，请按照考生签到表上学生姓名的顺序，将所有作业排列；填写好试卷袋上的考试信息；将考生签到表装入试卷袋中；将试卷袋放到作业的最上面；将试卷袋和作业捆扎在一起，10册作业为一捆，第一捆作业的最上面是试卷袋，其余捆作业的最上面请用一张白纸写明作业名称，学习中心名称，和第几捆的字样；捆扎好的作业同试卷一并寄回东北大学。请清点作业的册数并将考场记录单复印一份自留。

东北大学继续教育学院教学部

地基基础设计 篇6

关键词：岩土工程；地质勘察；地基基础；基础设计

1、地基基础

1.1地基基础设计时，所采用的荷载组合与相应的抗力限值的规定。

①按地基承载力确定基础底面积及埋深，或者按单桩承载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，荷载分项系数均为1.0。相应的抗力采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。

②计算地基变形沉降时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，恒载分项系数为1.0，活载乘以小于1.0的准永久值系数，不应计入风荷载和地震作用，相应的限值为规范的地基变形允许值。

③在确定基础承台高度、计算基础内力、确定配筋和验算材料强度时，上部结构穿了的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数，一般恒载1.2，活载1.4。

④当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合，荷载分项系数均为1.0。

1.2岩土工程勘察报告中的预估荷载

①一般高层建筑，地面以上每层12～15 KN/m2，地面以下每层20 KN/m2，另加基础自重。

②多长框架，地面以上每层10～12 KN/m2。

③多层砌体，承重横墙每层30～35 KN/m（线荷载）。

1.3钻孔灌注桩后压浆技术

近年来，钻孔灌注桩后压浆技术发展较快，已在许多高层建筑中应用，效果较好。采用此技术，不但桩承载力有较大提高，而且沉降量也减少，结构封顶时，最大沉降量仅为25mm。

当桩形成，桩身砼达到一定强度后，由预埋在桩身内之导管，向桩端压送高压水泥砂浆。此砂浆首先将桩端虚土压密实，然后沿桩身周围内上升，直至地面。这样，桩端的承载力可大大提高，桩身周围的摩阻力也可提高不少。

根据中国建研院地基所的压桩试验结果，采用后压浆技术可以将桩的承载力提高50%以上，经济效益很好，还可减少桩的沉降。采用后压浆技术，还有一個优点，就是可以利用后压浆的预留孔检查桩身砼的质量。过去常用小应变方法检测桩身质量，但当桩径和自重较大时，小应变法就可能不准确。此时，可利用身预留孔放入超声波探头，以检验桩身质量。当桩直径为800mm左右时，预留2个孔即够。直径大于1m时，宜预留3～4个孔，以备超声检查。采用此法时，应注意桩承载力的提高，不能超过桩身的承载力。

1.4复合地基承载力特征值的确定

《建筑地基基础设计规范》（GB5007—2011）规范规定：复合地基确定基础底面积及埋深时，地基承载力的基础宽度修正系数应取0.2，地基承载力的基础埋深修正系数应取1.0。但当在某些地基承载力提高幅度不太大的土层进行CFG桩复合地基处理时，发现复合地基深宽修正后的地基承载力特征值还没有该天然土层进行深宽修正的地基承载力特征值大，这种问题应该是新旧规范衔接不当造成的。

2、地基基础设计概述

地基基础设计包括强度设计和沉降计算两部分， 地基设计强度应根据不同情况可提高和降低使用，但沉降值不大于当地的地基沉降的允许值。基础设计是否合理可根据沉降计算或实测结果来验证。沉降很小，可以不进行例行的验算，例如端承桩基础，以及国家规范中给出的根据地基上部结构、地基土层分布形式、地基承载力等参数确定的只做承载强度设计的地基。

地基基础的设计者根据工程地质工程报告、有规范为依据就取得了输入数据，这些数据远远不够，还需要有较强的理论功底和善于思辨的能力，更要注重实践经验，切实合理的进行设计，保证建筑基础的稳定性。建筑地基基础的设计方案有很多，将各种地基及基础的处理方法和当地的实际地质情况、实践经验相结合，才能获得较理想的设计方案。然而，在很多地质勘察报告中，缺少地下水位数据，成果报告图表不全，数据混乱、不实，关键的问题交代不清，甚至有弄虚作假现象，严重影响地基的设计计算。因此，必须认真分析实际情况，注意各项物理力学指标的正确性，科学合理分析建筑地基基础方案的合理性及可行性。

地基基础设计是建筑工程结构设计的重要内容，施工中出现问题较多的是地下部分。地基基础设计方案的科学性、可行性不断得到重视，地基处理技术不断发展，而复合地基处理技术作为加固地基的一种方法得到越来越多的应用，复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换，复合地基中桩体和桩间土是共同承担荷载的。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。

3、岩土工程及地基基础勘察的重要性

关于每一项大型的建筑工程在施工前都会涉及到地质勘察工作，因为，不管是岩土还是普通的地基，都会与建筑工程的质量有着紧密的关系，如果我们忽略了对岩土工程的勘察和地基基础的准确分析，必将给整个工程项目埋下无法弥补的隐患和灾难。岩土勘察和地基基础分析脱离不了工程地质学构建的原理和方法，按照科学的勘察，再经过对数据的分析和研究为工程的整体设计以及未来开展项目建设提供重要的依据和指导，在具体的工作中，决策者要摆正建筑工程与自然条件之间的关系，把有利于工程建设的因素利用好，采取必要的措施对影响工程项目的不利因素进行改造，让工程在确保没有任何隐患的前提下得以实施。在岩石工程和地基基础勘察中，勘察单位要在建设范围内对岩石成因和岩土的物理力学性质，包括所在位置的地基基础性能做出评价等，尽量要采取定性加定量的方法，针对地基基础的触变性、流变性以及渗透性等做出正确的分析，这种方法对优化工程勘察工作有重要的作用。

4、结束语

岩土工程地质勘察是一项基础性技术工作，涉及的范围很广，内容相当复杂。本文对岩土工程勘察与地基基础设计中存在的一些问题进行分析，并提出了一些个人的经验总结提供参考。

参考文献

[1]赖文杰.浅谈岩土工程勘察及地基处理技术[J].地球；2015年01期.

华微国际地基基础设计 篇7

华微国际大厦位于新建南路警备区院内。它是集餐饮、住宿为一体的酒店。酒店共10层, 总高42.9 m, 地下两层, 地下室埋深-7.65 m, 地下1层为设备及公共用房, 地下2层为车库, 总建筑面积1万多平方米。

华微国际大厦所处的地理位置比较特殊。在建筑长度范围内, 东边有两幢住宅楼:北边距离2 m~3 m (外墙净距) 为一幢7层框架住宅楼带一层地下室, 南边仅有一幢300 mm (外墙净距) 间距的刚建成的26层高层住宅楼带两层地下室;华微国际大厦西边是新建南路 (退红线8 m) , 地下室外墙紧挨着市政管网及光缆通信;北边是警备区住宅区的主入口6 m宽, 开挖时发现地下室外墙也紧临住宅小区管网;南边是进入住宅区的辅路口4 m宽道路, 道路围墙另一边是晋剧院6层砖混住宅楼围墙。

由于建筑周边几乎没有空地, 所以建筑外围的坐标数据、相邻数据都是经过多次实地测量、复核得来的。这样的建筑地理位置决定了其地基与基础必然要和周边建筑及道路发生关系, 需要探明周围的地下管线和通讯光缆的具体位置及埋深。而且由于建筑物间距离太近, 工程桩施打也有一定的困难。工程桩与相邻26层建筑物外墙的间距首先要考虑将打桩施工机械的宽度计算在内。按照通常情况, 至少距墙边1.5 m范围之内无法施打工程桩, 这样导致建筑物有部分基础边 (紧挨26层) 有可能悬空, 还有不同程度的降水有可能导致旁边楼体倾斜或墙体开裂。

工程建筑结构安全等级为二级, 抗震设防烈度8度, 结构抗震设防类别:标准设防类别。基本风压50年一遇0.4 k N/m2, 设计使用年限50年。框剪结构, 框架抗震等级二级, 剪力墙抗震等级一级。

2 工程地质概况

拟建场地地貌单元属汾河东岸Ⅰ级阶地, 主要是由粉土、粘土和砂土组成。地下室底板以下各土层地基承载力特征值fak及侧摩阻力见表1。建筑±0.000相对于绝对标高784.7 m, 地下水类型为孔隙潜水。场地液化等级为中等液化, 主要是 (2) 层粉土和 (4) 层粉土。地下水位埋深勘察期间静止水位1.8 m~2.3 m, 水位变幅1.0 m (见表1) 。

3 桩型选择

桩型选择主要由上部结构类型、荷载、场地及地质情况、周边环境和桩基施工可行性等因素决定。

首先拟建场地临近市政道路, 周边分布大量地下管线, 环境复杂, 且该地区土的工程性质较差, 地下水位高、浅部填土渗透性强, 故基坑支护结构采取“水泥搅拌桩重力墙+锚索”形式。基坑类别为Ⅰ级。基坑支护采用水泥搅拌桩重力墙结合锚索, 水泥搅拌桩直径500 mm, 里面两排 (基坑内侧) 桩长为自然地面下15 m, 外面一排和格栅桩桩长为自然地面下14 m (包括1 m空桩) , 同排桩心距为350 mm, 排距400 mm, 水泥采用32.5号矿渣硅酸盐水泥, 搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。基坑东侧采用水泥高压旋喷桩进行支护止水, 旋喷桩共设3排, 桩径600 mm, 桩长14 m, 桩距450 mm, 采用32.5号矿渣硅酸盐水泥, 用量220 kg/m, 旋喷压力为20 MPa。为限制重力墙的位移, 在其上部采用双排锚索进行锚拉, 水平间距2.8 m, 采用三角形布置, 在西侧中部, 上排锚索水平间距加密为1.4 m, 东部北侧7层楼旋喷桩处采用单排锚索, 间距2.8 m, 孔径150 mm, 索长15 m, 与水平夹角为10°, 锚索规格为2束75钢绞线, 张拉力为100 k N锚索, 施工采用二次注浆工艺。基坑降水采用管井法, 井径为600 mm, 井深13 m, 共21眼, 设观测、回灌两用井7眼, 西侧4眼, 东侧3眼, 井深10 m。

针对本建筑以上特殊地理位置情况有可能导致基础悬空和基坑支护方案请专家论证的结果为:与26层楼紧邻的部位采用三管水泥高压旋喷桩支护且兼作工程桩, 尽可能靠近26层楼, 能打多深就打多深。高压旋喷桩与原有地下帷幕连接。本工程先打支护和工程桩, 然后开挖, 此时26层高层已停止降水, 所以从基坑开挖直至上部结构施工整个过程中, 都在始终观测26层高层的沉降及偏移, 若有异常情况则立即停止施工。结果基坑开挖后仅有一小股水流从26层西南角缓慢渗流。

由于26层住宅楼先期施工, 所以在本建筑物基坑开挖时要挖除26层建筑西边的支护及止水帷幕, 而且在本建筑基础下部还留有一部分止水帷幕。止水帷幕深入本建筑北侧约4.2 m, 东西向长度约26 m, 由于开挖残余的止水帷幕不经济, 针对残留的部分止水帷幕, 采用在其两侧注浆处理, 处理深度同工程桩长。

本建筑基础位于第 (3) 层粉土层, 由于地基承载力不满足要求, 一般10层框剪结构可以采用柱下承台钢筋混凝土灌注桩+抗水板, 这样桩数量少且经济。但因为毗邻26层高层和7层框架, 考虑彼此沉降的影响, 所以先考察了它们的基础及基地处理的情况:26层住宅楼采用预应力管桩复合地基处理法, PHC-AB400 (95) -19b间距1.8 m正方形布置;7层住宅楼采用水泥搅拌桩复合地基处理, 直径500间距1.1 m正三角形布置。由于本建筑与已建楼间的近距离影响, 采用钢筋混凝土灌注桩控制基础沉降的效果不如采用复合地基处理可以控制均匀沉降;柱下承台钢筋混凝土灌注桩对地基土无挤密作用, 地基土受力不均匀, 而复合地基处理可以挤密桩间土, 提高承载力, 且与7层、26层地基处理方法相同, 这样使地基土受力均匀, 传递均匀, 可减少彼此间的影响。至于采用预应力管桩还是水泥搅拌桩, 根据26层高层的施工经验, 本场地土在基础底10 m深处管桩施打困难。所以本工程采用水泥搅拌桩进行地基处理, 桩呈正方形布置, 桩径500 mm, 桩长11.8 m, 桩端进入第 (7) 层中砂层1 m, 最大水灰比0.55, 水泥采用42.5级, 桩每延米水泥用量70 kg, 桩施工方法采用全长复搅。桩基施工前要进行试桩并确定其适用性, 要求单桩承载力特征值大于360 k N, 复合地基承载力大于220 k Pa, 桩侧无侧限抗压强度大于2.4 MPa。

4 筏板基础设计

本工程地基基础设计等级为乙级。基础设计时也同时考虑相邻26层的基础形式, 其地下室底板是梁板式筏板, 所以本工程基础也采用此种形式。但是由于地下两层, 1层因为暖通设备的高度层高至少需要3.9 m, 地下2层是机械停车库, 层高至少4.5 m;又因为本工程与26层高层相距太近, 所以设计时基础底板板底标高尽量与26层基础底板板底标高基本保持一致, 地基梁的高度受到限制, 所以采用地基梁高同板厚均为1 m。

地下2层是机械停车库, 在地上建筑南侧另加出一跨, 基础底板在此跨设沉降后浇带。再因为只有一层凸出, 考虑地下水浮力作用, 除框架梁柱外再每一开间框柱间加300厚横向剪力墙, 顶板厚度250 mm, 采用自重平衡。

因电梯井靠近外墙且临近7层住宅楼, 降水条件所限, 电梯井基坑一开挖就会充满地下水, 不能深挖。考虑施工方便, 基坑浅挖, 在地下室内电梯井外围处用素土填高, 从而提高集水坑底标高。

筏板厚度由冲 (剪) 切计算确定, 受力计算分析时, 根据各种内力组合分析筏板厚度、配筋量、基础变形之间的变化规律。

5 结语

设计环境复杂、与已有相邻建筑物的关系:

1) 先考察相邻建筑的高度、长度、宽度、结构形式、基础形式、基础埋深, 尤其相邻基础部分的详细尺寸及高差、基础厚度, 轴线悬挑尺寸, 基底标高等数据, 还有地基处理方法, 处理深度等, 要收集详尽以备设计时比较分析。

2) 首先弄清楚新建建筑外墙轴线与原有建筑物轴线的关系, 这样可以计算外墙间距, 基础可悬挑长度;新建建筑±0.000相应绝对标高与原建筑±0.000相应绝对标高, 根据此数据可计算基底标高, 由此判断新建建筑基础埋深是否超过原有建筑的基础。

3) 查找原基础的地勘报告, 并与新建建筑的地勘报告作比较, 若大体相近, 则地基处理方法应与原来地基处理尽量一致, 这样相邻基底传力均匀, 基础沉降亦均匀。同时应注意水位的高低。若土体相差比较大, 则另采取措施。

4) 新建建筑基础深度有三种选择:宜做浅基础;亦或比原基础深, 在相邻部位做悬挑, 新旧基础相邻距离为两者深度差的两倍;亦或与原基础深度相同, 此时应考虑基础间的相互影响, 基础形式尽量与原基础形式相同, 地基处理也应做到相同或相近, 尽量减少相互影响, 使地基受力均匀, 基础沉降亦均匀, 避免地基受力不均匀、应力集中或沉降不均匀引起相邻基础受力发生变化。同时从基坑开挖至施工结束的过程中, 要认真观察原有建筑的沉降和倾斜, 从外在情况来判断对原有建筑的影响。

5) 由于外墙间距300 mm, 相邻建筑地下防水层将遭到破坏, 施工时应有此方面的措施。

参考文献

[1]GB 50223-2008, 建筑工程抗震设防分类标准[S].

[2]JGJ 3-2010, 高层建筑混凝土结构技术规程[S].

[3]省地质勘查院.华微国际大厦地质勘查报告[R].

[4]JGJ 79-2012, 建筑地基处理技术规范[S].

[5]GB 50007-2011, 建筑地基基础设计规范[S].

地基基础设计及桩基础探析 篇8

1 基础的设计

地基砌体的结构要采用刚性条形的基础, 如果基础的宽度大于2.5米的话, 也可以采用钢筋混凝土基础, 也就是柔性基础。在多层框架结构中, 如果基础土质较差, 中柱最好选择钢筋混凝土柱。如果是框架结构、地基较好且无地下室, 可以选择单独柱基。如果没有地下室、荷载也比较大、地基又较差的情况下, 为了增加建筑整体性, 降低不均匀沉降, 可选择十字交叉梁基础。要是以上基础还满足不了地基基础的变形要求和强度, 也不能用人工地基或桩基时, 可以采用筏板基础。框架结构、有地下室、防水要求高且上部结构对不均匀沉降要求严格的情况下, 可以选择箱型基础。框架结构、无防水要求、有地下室、荷载均匀、地基较好、柱网的情况下, 可采用独立柱基, 在抗震防区应该加柱基拉梁, 或者用筏板基础和钢筋混凝土交叉条形基础, 如果筏板基础上的柱网均匀且较小、荷载也不大, 就可以采用板式筏板。如果柱距较大且荷载不同, 最好采用梁式筏基。

不管是采用何种基础, 都要对地下室外墙与基础底板的连接处进行处理。框剪结构地基较好、无地下室、荷载均匀, 可用独立柱基, 抗震防区柱基下设拉梁, 墙下设条基, 拉梁与条基连接在一起。如果没有地下室、地基较差、荷载大, 选择条形基础, 并与墙下条基连接, 增加整体性能, 如果依然不能满足地基变形要求与承载能力, 可采用筏板基础。剪力墙结构中, 有地下室或无地下室, 没有防水要求、地基好, 可直接选择交叉型基础。在对防水有要求的时候, 可以选择箱型基础或筏板基础。目前高层建筑大多有地下室, 可用筏板基础;要是地下室设有均匀钢筋混凝土隔墙时, 选择箱型基础。如果地基的条件较差, 为满足沉降要求和强度, 可以采用人工地基或桩基。在群房或多栋高层沉降差小、基础好及标高相等的基础时, 如果地基一般, 经过计算或采取一定的控制措施, 可以减少初期的沉降差。

2 基础类型桩基础

1) 在人工地基或天然地基的变形或承载力达不到设计的要求时, 或者采用浅基础不经济的时候, 可以采用桩基础。

2) 桩平面布置原则:首先, 上部结构重心与桩重心要重合, 把桩顶所受荷载最大限度的均匀分布, 桩群在承受弯矩方向和水平力要有地抗力。其次, 纵横墙交叉处应该布桩, 门洞口处不宜不桩。第三, 相同结构单元不能用同样的端承桩和摩擦桩。第四, 大直径桩要一柱一桩。第五, 防震缝或伸缩缝可以采用两柱共承一桩的布桩方式。最后, 剪力墙下布桩要对两端应力进行考虑, 原则是使其受力均匀。

3) 桩端与持力层深度关系:a.应选择岩层或较硬上层作为桩端持力层。桩端进入持力层的最小深度是由持力层性质所决定的, 对于粉土或粘性土一般不小于2倍桩径;强风化软质岩或砂土不小于1.5倍桩径;强风化硬质岩或碎石不小于一倍桩径。b.桩端进入微、中等风化岩的嵌入岩, 进入深度不小于0.5米, 如果岩体属于未风化硬岩或灰岩, 深度一般不小于0.2米。c.如果与液化土层, 桩身必须穿过该层, 直到下午稳定土层, 对碎石、砂、坚硬粘性土或密实粉, 嵌入深度不小于0.5米, 如果是其他岩层则不小于1.5米。d.如果有季节性膨胀土层或冻土层时, 桩身进入其中不小于4倍桩径。

3 桩型选择的分析

1) 预制桩在持力层风化残积土层、强风化层碎石土层及砂层是比较适用的, 桩身深入的土层主要是高、中压缩性粘土层, 穿越层中如果存在软塑层突变为坚硬层或石灰岩的岩层地区是不适用的, 施工方法主要采用静压法或锤击法。

2) 沉管灌注桩对持力层欺负大、桩身穿越土层为高、中压粘性土层是较为适用的, 对于高灵敏度软土层及桩群密集地区是不适用的。对于这种方法由于其施工质量不稳定, 因此一般不采用此法。

3) 如果土层为饱和粘性土层, 以上两种方法的使用应该考虑挤土效应对工程质量及环境的影响, 在需要的时候应该采用预钻孔。设置消散超孔隙水压力的塑料插板、砂井及隔离沟等措施。使用范围最广的就是钻孔灌注桩, 一般度持力层层面起伏大、桩身穿越各类型土层、软硬变化大及风化不均匀等地层都是比较适应的, 如果持力层地层中夹杂大块石头或为硬质岩层等, 就需要进行冲孔灌注桩。没有地下水的一般土层, 可以用长短螺旋钻进进行成孔成桩作业, 冲孔时, 要用泥浆护壁, 所以施工现场要注意对环境的保护, 充分考虑现场受制约的因素。

4) 对于地下水水位较深的地方宜采用人工挖孔桩, 如果能采用井点降水法使水位较浅并且在持力层以上没有流动性淤泥质土的都较为适用。一般在成孔中出现涌水、涌泥等现象的, 不适宜用此方法。

5) 钢桩, 该方法由于造价过高, 一般不采用。如果在施工场地的硬持力层较深, 只能用超长摩擦力桩施工时, 如果采用灌注桩或混凝土预制桩, 其施工工艺对质量难以保证时, 可以采用钢桩作业。对持力层较硬的风化岩层或土层, 该法比较适用。

6) 夯扩桩。如果桩端持力层为密实砂层或者硬黏土层, 桩身穿越的土层为粉土、粘性土或软土, 为了把桩端的承载能力提高, 可以采用夯扩桩。夯扩桩属于挤土桩, 因此要避免挤土效应的不良影响。

4 结语

地基基础、桩基工程都属于繁杂的工程, 设计人员应该对每一个环节统筹兼顾、认真考虑, 各方面使之科学化、合理化。不仅要保证建筑的使用安全性, 还要使施工成本经济合理。

摘要：随着我国经济飞速的发展, 各种各样的高层建筑不断涌现, 高层建筑的基础在整个工程的投资中往往占据很大比例, 一般高层建筑均采用桩基础结构, 所以, 对桩基础的形式如何进行选择, 对于保证建筑的安全及成本的节约、造价的降低都有着重要的影响作用, 因此要选择一个最佳的方案进行施工, 本文主要对地基基础设计及桩基础设计和选型上进行简单的分析。

关键词：地基基础,设计,桩基础,选型

参考文献

[1]张敦庆.浅谈地基基础设计[J].中国科技纵横, 2010.

[2]周家忠.膨胀土地基基础设计浅谈[J].山西建筑, 2010.

[3]郭育龙, 高俊, 孙戎.地基基础设计及桩基础的探讨[J].城市建设理论研究, 2011.

浅谈地基基础概念设计 篇9

地基基础的设计对于建筑物的安全和造价控制特别是对于高层建筑起着举足轻重的作用。关于建筑结构概念设计的问题已有专家提出, 地基基础作为建筑结构的一部分, 对它的概念设计问题进行研究, 并逐步将它运用于工程实践, 是非常必要的。随着2008版《建筑桩基技术规范》中对于桩基础的概念设计的提出, 基础的概念设计将和建筑结构概念设计一样成为建筑物设计特别是高层建筑等重大工程设计中不可或缺的部分。这里仅对地基基础概念设计进行浅析, 希望起到抛砖引玉的作用。

2传统地基基础设计思想

传统的地基基础设计在解决沉降变形和承载力等问题时, 主要采用增加基础刚度和增加结构上部刚度的办法解决。

扩展基础中的独立基础就是由于无筋扩展基础无法满足承载力要求时, 增加基础刚度, 设计成扩展基础以满足承载力要求, 规范[1]给出了其刚度要求为台阶的宽高比应不大于2.5;为了减小砌体结构下条形基础的沉降差, 应设置地基梁以增加基础刚度, 从而减小了沉降差;当独立基础无法满足承载力或变形要求时应采用筏板基础或箱形基础, 通过增加基础刚度进而增加受力面积来解决承载力或变形要求。虽然这种通过增加基础刚度的方法解决了承载力或变形要求, 但单纯靠这种“抗”的方法, 使得上部结构无法将其荷载直接传给其正下方的地基, 而是先将荷载传给基础, 再通过具有强大刚度的基础将荷载均匀传给地基, 形成二次传力。这使得在地基 (尤其是高层建筑的地基) 中形成碟形沉降和马鞍形地基反力[2], 造成受力和沉降不均匀;并且在基础中形成较大的整体弯矩, 造成配筋量增大。增加结构上部刚度只能起到辅助作用, 当上部结构的刚度满足规范所规定的各项指标时, 一味的增加上部刚度不仅会增加竖向结构的造价, 还会使得高层建筑的周期减小, 地震力增大, 适得其反。

3地基基础概念设计

地基基础概念设计就是上部结构荷载不通过基础的二次传力, 将大部分荷载传给其正下方的地基, 用变刚度调平等方法来改变地基刚度和承载力使结构各部分的沉降和地基反力趋于均匀。规范[2]创新的提出了变刚度调平思想, 其实质是通过“放”的思想, 在考虑上部结构形式、荷载和地层分布以及相互作用效应的前提下, 通过调整桩径、桩长、桩距等改变基桩支撑刚度分布, 避免了碟形沉降和马鞍形地基反力的出现, 使得建筑物各部分沉降趋于均匀, 基础整体弯矩减少, 承台内力降低, 配筋量减少。此种方法得到了大量的实际工程的验证, 并取得了很好的经济效益[2]。对于筏板等天然地基也可采用类似的方法, 即在主楼筏板下采用水泥粉煤灰碎石桩、碎石桩等复合地基或采用桩筏基础来增加主楼下地基的刚度和承载力, 减少碟形沉降和马鞍形地基反力的出现, 使主楼和裙房间沉降趋于均匀, 基础整体弯矩减少, 内力降低, 配筋量减少, 降低造价。

4结语

1) 地基基础的设计对于建筑物的安全和造价控制起着举足轻重的作用。一味的采用传统的地基基础设计思想增加基础刚度, 会在地基中形成碟形沉降和马鞍形地基反力, 造成受力和沉降不均匀;并且由于在基础中形成二次传力产生了较大的整体弯矩, 造成配筋量增大。2) 突破传统理念, 采用概念设计, 用“放”的思想将荷载直接传给地基, 避免二次受力, 从而减少不均匀沉降和内力, 降低造价。3) 变刚度调平概念设计应考虑工程的结构、荷载、地质特点等因素进行优化:对于天然地基, 可以在核心筒等荷载密集区实施局部增强;对于桩基础, 可通过调整桩径、桩长、桩距等方法强化核心筒等荷载密集区, 而弱化外围区。4) 传统的“抗”的基础理念应与概念设计进行方案比较, 从结构的安全、造价等方面进行分析比较, 实现优势互补, 以达到最优化设计。

摘要：结合《建筑桩基技术规范》 (2008版) 中关于桩基基础的规定, 针对地基基础概念设计进行了简要分析, 分别阐述了传统的地基基础设计思想和地基基础概念设计, 对促进地基基础概念设计的实际推广应用具有一定指导意义。

关键词：地基基础,概念设计,刚度,荷载

参考文献

[1]GB 50007-2002, 建筑地基基础设计规范[S].

[2]JGJ 94-2008, 建筑桩基技术规范[S].

探讨高层建筑地基基础设计 篇10

高层建筑逐渐发展成为城市建设的主要内容, 因为它可以缓解城市用地问题, 同时还缓解城市人口问题, 成为了城市建筑物的极优之选。但是, 由于高层建筑自身的垂直高度大, 层数多, 重量较大, 所以承受的荷载力所导致的倾斜力矩也会呈成倍增长的势头。在这种情况下, 就需要基础具有较强的承载力, 从而实现对沉降和倾斜的有效控制, 使建筑具有更好的安全性和稳定性。

1 高层建筑地基基础设计概述

当前在我国高层建筑基础工程施工中, 通常都会采用深桩基础来进行施工。利用桩基础进行施工, 不仅施工较为简单, 而且桩基础受力较为合理, 可以使深部土层的承载能力充分地发挥出来。同时桩基础与现代施工技术和材料实现了完美的结合, 这有效地提高了桩基础施工技术的水平, 使其在基础工程中发挥着更好的性能。在进行高层建筑的基础设计时, 需要考虑的因素较多, 其基础的面积、承载力、内力及配筋等的确定, 需要进行相应的计算才能取得准确的数据, 所以在计算过程中需要结合工程地质勘察报告、上部结构类型、需要承受的工作荷载效应、施工技术水平及材料等多个方面的因素, 只有进行周全的考虑, 才能确保基础设计时各项计算的准确性, 确保基础的安全和稳定。

目前在基础施工中通常会采用端承桩和摩擦桩。由于端承桩其桩底处于岩层和硬土层中, 土层具有较好的非压缩性, 这样就有效地避免了桩发生沉积, 桩具有良好的承载力。而摩擦桩主要是依靠桩侧摩擦阻力来承担竖向荷载, 而且桩底土层也会对竖向荷载具有一定的支承力, 但由于底部支承的土层具有可压缩性, 所以桩基的沉降量还是会较大的。在建筑基础施工时利用桩基础进行施工时, 其受力方式有独自受力和桩土共同受力两种情况, 其目的都是为了将上部结构的荷载传递给地基。在基础施工时, 如果利用天然地基, 则无法对建筑物不同部位下的土层厚度进行有效的控制, 因为土层薄、厚及缺失情况都会存在, 这样在建筑物上部结构荷载下不可避免地会导致沉降的发生, 但利用桩基础作为基础工程承载时, 其承载力则会传递给下层的硬土层或是岩石层, 能够更好地实现对建筑物沉降量实现控制。

2 高层建筑地基基础设计的依据和基本要求

2.1 高层建筑地基基础设计的基本要求

高层建筑地基基础设计的基本要求是要满足建筑结构的抗震性与稳定性;满足地基的牢固性, 确保地基竖向的承载力和横向抗滑移能力;注意地基土层压力变形范围和抗压能力;还需要注意沉降指数等问题。

2.2 高层建筑地基基础设计的主要依据

高层建筑的地基基础设计受很多因素影响, 需要同时满足不同要素需求。地基基础设计的基本依据是地面土质结构和地下的岩土成分等;限制依据是地下室层数和建筑的内部结构对地基的压迫程度;更高的设计依据是对于抗震等外部问题的的要求。

3 高层建筑地基基础设计应注意的问题

3.1 沉降缝的问题

由于地基不均匀沉降可能会引起建筑物各部分的破坏, 因此需要设置一道垂直缝, 即沉降缝。由于建筑建造时所处的土质基础各不相同, 并且建筑物相邻部分的荷载、高度和结构形式差别较大, 常会因为各部分不均匀的沉降而导致开裂或错动, 为有效防止此类问题, 通常在差异处设置垂直缝隙, 将建筑物分割成若干个独立单元。但是, 在实际工程效果中, 沉降缝并不适用于高层建筑。因为高层建筑本身的结构压力会使建筑地基基础设计十分复杂, 而沉降缝的设计会对地下室在土层中的嵌固作用产生一定的影响, 产生额外的压力负担, 不利于高层建筑的安全性与稳定性, 并且高层中沉降缝对于设备、安装以及后期使用都会带来不便, 所以在高层建筑中, 尽量不留沉降缝, 而是用不同的基础类型或采用不同的地基处理方式来协调不同地地基条件引起的沉降差异。

3.2 地基土与结构的问题

把高层建筑、基础和地基三者看成一个整体, 并要满足三者在接触部位的变形协调条件, 这就是高层建筑与地基基础的共同作用。具体是指:地基与基础里的刚性桩、柔性桩、半柔性桩等各类型桩共同承担上部结构荷载, 两者之间的荷载分担比例是按照基础变形协调条件确定的。从这里可以看出:共同作用概念具体运用表现在用沉降控制来设计地基基础。根据基础沉陷量大小的控制要求, 确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度, 以此来进行地基处理或地基加固。

3.3 地下室底板受力问题

现代高层建筑通常会设置地下室。地下室底板受力问题是地基基础设计时常要考虑的问题, 许多设计人员在地下室底板计算中, 只片面地考虑到底板的水浮力和活荷载。采用常规桩基础时, 会下意识地假定底板与土是脱离状态, 在此基础上, 就算完全考虑底板底面以上的全部荷载, 也不过是一种假定计算。研究表明, 以侧阻承受荷载为主的桩, 由于实际情况下土与底板底部常有接触的情况, 使得底板承受荷载最大可达上部的24%~30%。因此, 这部分荷载也是底板计算时必须考虑的。

3.4 桩端进入持力层的问题

(1) 持力层通常应选择岩石层或者较硬图层, 如果以d为桩径, 那么, 强风化软质岩和砂土不宜小于1.5d;桩端进入持力层深度, 对粘性土不宜小于2d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于ld且不小于0.5m。

(2) 桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩, 通常情况下, 桩全段面进入岩层的深度不宜小于0.5m, 若嵌入未风化硬质岩, 嵌岩深度可根据具体情况减少, 但最好不小于0.2m。

(3) 如果场地中有液化土层, 桩身必须穿过此类土层进入下方的稳定土层, 根据具体情况计算进入深度, 对砾、粗中砂、密实粉土和坚硬粘性土不应小于0.5m, 对其他非岩石土不宜小于1.5m。

(4) 当桩身进入膨胀土或者季节性冻土时, 进入深度应通过抗拔稳定性验算确定, 通常情况下, 其深度不应小于4倍桩径。

4 对高层建筑结构基础设计的建议

高层建筑基础设计是建筑整体设计的重中之重, 因此在进行设计的过程当中, 作为设计人员需要从建筑整体来进行周全的考虑。在充分考虑与上部结构关系的同时, 还要做好各项假定情况, 但很多时候在实际设计过程当中, 设计人员通常都是先对基础进行设计, 而对上部结构的设计相对往后一些。所以, 在对基础进行设计时需要周全地考虑好相关的影响因素, 并采取相关的对策, 尽量避免或减少在设计过程中可能带来的误差, 使结构基础设计的质量能够得以保障。

5 结束语

高层建筑结构设计是一项复杂的系统工程。作为设计工作者, 在对高层建筑结构设计的过程中不断地创新, 不断地总结经验, 考虑设计的各个因素, 同时对基础设计和施工提出更加严格的要求, 这不仅由于基础工程所占造价比重较大, 同时还由于基础工程质量直接影响到建筑整体工程的质量, 进而决定着整个项目工程的投资效益, 还事关人民生命、财产安全。

参考文献

地基基础设计 篇11

摘 要：地基建设以及基础设计对于整个建筑物的建设施工有重要意义，而且地基的形式种类繁多，建造同一建筑物采用的地基也不尽相同，不同地基对施工质量也会产生不同的影响。笔者将根据以往施工经验分析地基处理要点以及基础形式的选择方法，给出若干不同方案并从经济性角度展开分析，最后给出加固地基的方法，为提高建筑物质量提供参考。

关键词：地基;基础设计;沉降;问题

由于地基的形式众多，对于同一建筑物地基也会有一定的差异，不同建筑物作用、结构不同，对地基的要求差别很大。为了满足不同建筑物对地基的不同要求，必须科学地处理地基问题，准确地选取基础形式，把握其中容易发生的问题，理论联系实际，积极地采取相应解决措施，优化实际的设计环节。

1.地基处理目的及意义

建筑物质量和地基有直接关系，地基处理的科学与否将直接影响工程施工。根据以往实践经验，可以把地基设计中的基本技术问题概括如下：（1）地基强度和安全性：地基的好坏对于整个建筑物质量有决定性作用，如果地基设计不合理，抗剪强度不足，将会使建筑物面临整体滑动的危险，直接影响建筑物的正常使用，给用户带来不必要的灾难。（2）地基变形趋势：由于地基受到向下的载荷作用，将会出现一定程度的沉陷，将不利于建筑物在正常使用，长期将会出现墙体开裂等现象。（3）地基的渗透和溶蚀：地基容易受到水的影响而出现渗漏现象，最终导致地面坍塌。（4）地基振动液化：在地震的作用下，地基的承载能力会由于液化现象而降低。因此必须完成地基处理，否则上述任何一项都会威胁到工程的安全性，使建筑物质量存在安全隐患。

由于地基与基础设计都是建筑物的根本，虽然是隐蔽性很强的工程，但是相比其他建筑结构地位更加重要。目前建筑物出现的质量问题中许多都是由于地基的问题导致的，因此为了减少施工事故的发生概率，应当加强地基的施工控制，对其质量严格把关。地基基础的设计问题应当得到高度的重视，才能将加强建筑物安全性控制。

2.地基与基础设计中常见问题分析

2.1底板受力的设计

由于建筑功能及埋深需求，一般建筑物都会设置地下室。在进行地基与基础设计时，需要对底板的受力情况进行详细的分析和设计。大部分设计人员在进行地下室底板计算时，只对底板的水浮力和底板的活荷载给予了考虑，这样很容易引发地基失衡问题。测试表明，如果地基桩以侧阻承受荷载为主，其底板底部与土层实际上是接触的，其承受的荷载可以达到上部荷载的25%-30%。所以在进行底板受力设计时，最好考虑这部分荷载的作用，以确保施工的整体安全。

2.2嵌岩桩持力层的选择

岩石一般按照自己的强度可以划分为极软质、软质、硬质三种，而且岩石的种类和风化程度也会对岩石的强度产生影响。对于硬质岩来说，虽然发生了不同程度的风化，但是其也具备一定的强度，能够很好的满足嵌岩桩或支承桩的强度要求。

2.3柱下承台形式的设计

当建筑场地地下水位较高时，对于地下各类建筑最好严格按照标准进行，外轮廓形状应尽量整洁，同时加强建筑防水工程的施工。对于柱下承台形式的设计，更应该按照相关操作规范和标准进行。由于柱下承台的影响，会出现很多的放坡和阳角，而且基槽地模形状非常复杂，这样不仅提高了防水施工的难度，而且还延长的施工周期，导致施工质量无法确保。对于上述情况，最好选择反承台法进行设计，将承台的下皮标高与地下室底板统一，对于需要进行加厚的承台可以继续向上作，在地下室内部给予覆土和滤水层处理。上述方法不仅施工便利，而且还能确保施工质量，缩短施工周期，同时还提高了建筑物整体的抗倾覆能力。

3.地基与基础设计事故的预防工作

施工方应当高度重视对施工场地的勘测工作，争取对场地的地质条件有较为详细的了解，并根据勘测情况认真拟定工程勘测报告，对地质情况进行整体的描述。根据地质条件进行合理的施工设计，对整个施工流程进行统一规划，充分考虑地基变形，使地基要求符合建筑物特点和使用情况。施工时要严格按照设计进行，重视地基和基础设计的施工，将地基、基础以及上部结构当作整体进行施工，不能将三者分隔开来，设计时应当将三者作为一个整体进行设计。 施工要遵循施工规范，选材用料也要合理，实现经济性和安全性的统一。

4.加固地基与基础的方法

4.1 置换法

由于不少建筑上部结构复杂，地基承载能力不足，或多或少会出现沉降现象。为防止沉降的发生，可以利用物理特性良好的材料置换原来地基中的不良成分，使地基成为复合式的地基，能够具备更强的承载能力。置换法中经常用到的方法有褥垫法、砂桩法等。复合地基在近年来得到了广泛的应用。复合地基可以大致分为散装材料、柔性桩和刚性桩三大类。

4.2 排水结固

该方法是土体受力发生结固，使得孔隙大大缩小，强度得到提升，具备更强的承载能力，可以有效避免沉降的发生。具体方法包括预压法、堆载法等。

4.3 加固化物

在土体里加入石灰等固化材料可以使地基中产生增强体，方便快捷地实现地基处理。具体的方法有劈裂灌浆法、化学灌浆

法等。

4.4 加筋法

在地基和基础中加入强度高，而且模量较大的材料，可以减小沉降发生的可能。具体方法包括锚固法、钢筋复合地基法。地基沉降是十分常见的工程事故，解决此问题的方法很多，而且操作难度较低，所以只要对地质进行科学的勘测，然后对地基采取若干种保护措施，就可以有效地预防施工事故的发生。

5.小结

目前市场竞争十分激烈，各个施工企业在实现经济效益的同时必须确保施工质量，才能得到长期的发展。施工方要综合考虑各项因素编写施工方案，通过政府监管机构审核后方可进行施工。施工时要及时发现问题、解决问题，使工程质量得到保障。导致工程质量问题的影响因素很多，要善于总结和归纳，逐渐提升施工单位竞争力。

参考文献：

[1] 邱海军，秦春霞，倪国葳等.探讨地基与基础设计中的质量问题[J].科技资讯，2010，（3）：62.

临近边坡的建筑地基基础设计探讨 篇12

山西省地处华北西部的黄土高原东翼。地形地貌较为复杂, 境内有山地、丘陵、高原、盆地、台地等多种地貌类型, 山区、丘陵占总面积的2/3以上。而山西又是一个人口众多, 土地相对匮乏的地区, 本工程所在的阳城县, 土地总面积中, 山地面积约占总土地面积的55%, 丘陵面积占总土地面积的40%, 河谷平川面积仅占总土地面积的5%。同时, 对土地的利用方面国家有着18亿亩的耕地红线。充分利用好现有的土地, 具有巨大的民生意义。这样一来, 在工程建设方面, 已经存在大量的临近的边坡工程项目, 而且将来会有更多临近边坡的房建项目。所以, 对临近边坡的工程设计, 对边坡地基的改良加固不但具有积极的现实意义, 而且具有重要的经济效益和社会效益。

2 地基设计的主要方面

1) 地质资料。本文的工程实例位于山西省阳城县郊区某项目中的5层公寓楼工程。根据山西省勘察设计研究院《阳城××岩土工程勘察报告》中的相关内容, 场区地形地貌单元属于低山丘陵地貌, 勘察范围内的地层组成自上而下依次为:第四系全新统冲洪坡积层、第四系上更新统坡洪积层、二迭系山西组沉积岩, 岩性以粉土、砂岩及泥岩为主。地下水位深度为0.5 m~4.0 m, 对钢筋及其混凝土不具腐蚀性。该场地类别为Ⅱ类, 抗震设防烈度为6度。不考虑地基土的液化影响。场地及附近无全新活动断裂带通过, 不存在不良地质作用, 场地稳定, 适宜工程建设。最大的冻结深度为0.41 m。工程地质条件具体如下:第 (1) 层为黄土状粉质粘土, 可塑状态平均厚度6.0 m, 重度19 k N/m3, 粘聚力31.1 k Pa, 内摩擦角16.7°, 标贯击数修正后平均值为9.2。第 (2) 层为粉质粘土, 可塑~硬塑状态平均厚度为3.0 m~8.0 m, 重度19 k N/m3, 粘聚力31.1 k Pa, 内摩擦角22.95°, 标贯击数修正后平均值为11.5, 地基承载力特征值200 k Pa。第 (3) 层为粉质粘土, 厚度为4.0 m~4.3 m, 承载力特征值200 k Pa。标贯击数修正后平均值为7.6。第 (4) 层为粉质粘土, 厚度为3.0 m, 承载力特征值240 k Pa。

2) 模型的抽象简化。由于本工程临近边坡, 需对基底以下地基的稳定性进行计算。首先将基底以上的土体及结构 (即图1中阴影部分) 简化为荷载, 形成如边坡稳定简图所示的计算模式 (见图2) 。原有地形即为稳定坡地, 通过对其修坡加固 (无填方产生) 。作为建筑物地基使用。这样, 建筑地基的稳定性验算转化为边坡的稳定性验算。其次是对坡脚地面标高处的地基稳定性进行计算, 此处的稳定性实际上是建筑地基承载力的复核验算。室外地面的附加荷载按20 k Pa考虑。边坡的实际坡度β概念上取坡脚与基础边缘连线与路水平面所形成的角度, 取值不应大于β<45°+φ/2, 如此可减小上部结构传至边坡的附加应力, 既可以取得较好的经济效益, 也有利于边坡的长期稳定。在设计过程中边坡的稳定以及地基的稳定性复核计算取实际坡面与路面的水平夹角。另外根据土塑性力学的滑移线理论[3]的相关内容, 土体材料属于Coulomb材料, 两组滑移线的相互夹角为, 滑移线 (应力迹线) 的变化延伸最终至坡脚地面以下, 不会对坡面产生水平应力。

这里需要对边坡稳定性的概况及边界条件做一下说明。边坡上部规划为3栋平行布置的公寓楼, 长边与坡肩延伸方向基本垂直。坡脚处为联系公寓楼与下部办公楼的道路, 所以坡肩距坡脚的垂直高度是一个变量, 最大高度为8.760 m, 最小为0。本工程仅按此处高度复核边坡稳定性。3栋楼的宽度为14 m, 长度为58 m。基础形式采用筏板基础, 长宽比为4.14 (L/b) , 根据Boussinesq的应力分布, 在二倍基宽 (2b) 深度范围内, 应力误差在0.3%, 所以此处公寓楼的基底压力等效为条形荷载。将图1, 图2中的阴影区等效为荷载可以简化计算, 其等效荷载分别为q1=120 k Pa, q2=53 k Pa, q3=231 k Pa。

3) 边坡稳定性验算。对边坡稳定性的验算是工程设计的核心内容。本工程将基础与边坡坡面支护结构构件采用钢筋相连, 坡高与结构构件的高度之比为12。根据电算结果, 开挖至坡底时, 边坡的安全系数最低, 此时圆弧滑动分析法的圆心距离坡底10.5 m, 距离坡脚0.8 m, 滑动半径为10.6。位于滑动面以下的加固体与摩擦力应大于加固体的抗拉强度。所以边坡稳定分为两个方面:一是边坡的整体稳定性, 二是在荷载作用下坡面的局部稳定性。不论是锚杆、土钉还是共同作用, 其计算纵向抗拉力的大小均为Rk=πd∑qsk, i li[5], 对于直径、长度均相同的加固体, 锚固体与土体的粘结强度是影响实际承载力效果的主要因素。根据土的抗剪强度公式:τf=c&apos;+σ&apos;tanφ&apos;[2], 公式中的内摩擦角以及主应力均为有效应力。当土体由于上部荷载增加时, 土中有效应力的增加, 土体的抗剪强度提高, 由于固结引起土的强度增量可以表示为:Δτfc=Δσ&apos;tanφ&apos;[2], 由此看来, 当抗剪承载力大于剪切破坏力时, 建筑物基础应力扩散范围内的土体与土体之间、土体与纵向锚固体之间, 短期看来, 由于正应力增加, 对于增加锚固体与土体的剪切力影响很大;长期看来, 在正向应力作用下, 基底基宽范围内的土体会发生新的固结, 有利于粘聚力的增大。所以, 在验算检测满足工程需要时, 随着时间的发展, 边坡的稳定性是逐年提高的, 有利于安全性的提高。

4) 地基承载力验算, 根据文献[1]相关内容的计算, 当计算深度比坡脚地面深1.5 m时, 有如下计算结果:

fa=fak+ηbr (b-3) +ηdrm (d-0.5) =245.6 k Pa>231 k Pa, 满足工程要求。fa=Mbrb+Mdrmd+Mcck=378 k Pa>231 k Pa, 满足工程要求。

所以, 地基的加固范围应施工至地面以下1.5 m。方案剖面布置见图3。

5) 对不利自然条件的考虑, 主要是排水组织以及抗冻胀设计。由于临近边坡布置有建筑物, 边坡的稳定性关系到建筑地基的稳定性, 也就是关系到建筑物的安全和正常使用。所以应采取措施积极应对。首先积极配合建筑专业、市政专业, 做好排水组织设计, 是保持边坡工程的稳定性重要条件, 同时在坡肩、坡面、坡脚处增加截水沟、泄水孔、排水沟等措施, 避免在降雨或管道滴漏时而使基础下出现较大面积含水量土体发生变化至软塑或流塑状态, 给边坡稳定性造成不利影响。其次边坡的冻胀, 根据地质资料, 本地区的标准冻结深度为0.41 m。虽然在本工程中, 冻胀没有直接对地基造成威胁, 但是考虑到建筑物设计使用年限以及维护使用方面的问题, 在边坡处理技术上, 在其外表加设400 mm厚的浆砌片石保护层。一是确保土层的状态不影响其力学性能的改变, 二是尽可能改善其使用环境, 增加结构体系耐久性。

3 结论及建议

经过上述讨论, 采用了如方案剖面布置图所示的设计形式, 具体内容根据不同高度不同位置而不同。本工程于2005年设计并施工完成, 至今已安全使用了近十年, 期间更是经受住了汶川地震的考验。实践证明, 设计方案是可行的、可靠的。而对于边坡高度较大、抗震要求较高、建筑物较高或对变形比较敏感时, 设计方案应将边坡稳定和地基稳定性分别计算并组合设计, 采用桩基或可靠性更高的措施。

参考文献

[1]GB 50007-2011, 建筑地基基础设计规范[S].

[2]龚晓南.高等土力学[M].杭州:浙江大学出版社, 1998.

[3]龚晓南.土塑性力学[M].第2版.杭州:浙江大学出版社, 1999.

[4]郑大同.地基极限承载力计算[M].北京:中国建筑工业出版社, 1979.