浅基:独立基础、条形基础、十字交叉基础、筏板基础
桩基:管桩、人工挖孔桩、冲(钻)孔桩
荷载:地基承载力及单桩承载力均为特征值,对应上部标准组合荷载;计算沉降采用准永久组合;计算基础或承台配筋、剪切、冲切等,应采用基本组合荷载。地基土可不考虑人防荷载作用,但要验算桩身、承台等承载力。
一、 浅基
优点:技术简单、工程量小、施工方便、造价低
注意事项:基底要进入持力层一定深度(200~500mm),基底必须落在未经挠动的土层上;对于超挖部分采用级配砂石或素砼回填至设计标高,距基底一定范围内的土层必须采用人工开挖,严防因采用机械开挖碰撞而损坏工程桩或扰动基底原状土;基坑降水及地表滞水清除,避免泡软地基土。
地基承载力确定可根据地区经验、实验室试验、现场载荷板试验确定。
主要设计内容:
(1) 基础选型:根据上部结构形式、荷载大小、地基土承载力
(2) 确定基础埋置深度(持力层深度、建筑埋深H/15、冻土深度)
(3) 确定地基承载力特征值及深度修正后承载力特征值(若基础宽度超过3米,还可进行宽度修正)
fa=fak+ηbγ(b-3)+ ηdγm(d-0.5)
注意:地下室及有回填土时d的取值,经处理后的地基宽度不能再修正,深度修正系数应取1.0 。
(4) 计算基础平面尺寸、截面高度及剖面形状(冲切、剪切、抗弯,验算柱下局压)
(5) 存在软弱下卧层的还需要验算软弱下卧层的承载力
(6) 沉降计算(GB 5007-2002 第3.0.2条) 沉降量和沉降差异计算
1、钢筋混凝土独立基础:
推荐采用阶梯型独立基础,锥型基础尽量不采用。
计算软件:MORGAIN JCCAD
设计注意事项:
a.竖向荷载除了考虑上部柱传来的竖向力,同时考虑基底以上基础及基础上土的自重;同时要注意,地基土承载力要对应上部建筑的标准组合荷载。
b.基础平面尺寸确定除了考虑竖向力外还要考虑柱底弯矩(一般多层民用框架房屋可不考虑地震承载验算);
c.基梁设计,主要用来调整不均匀沉降及承担一层墙体,计算要考虑一层墙体重量及1/10柱底最大内力产生的拉力。
d.多柱联合独立基础基础面应配筋,柱间设暗梁,基础形心与柱形心要重合。
e.柱纵筋在基础中的锚固应满足:H+150≥LaE。
f.基础埋深较大时,基础梁至基础面段柱宜适当加强(加大柱保护层厚度等);当地梁面底标高至基面净高不大于柱截面高度4倍时,柱箍筋要全长加密,反之可不加密。
g.基础底板最小配筋率0.15%。
独立基础+防水板设计注意事项:防水板下要放高压缩性材料如聚苯板等,防止防水板与独基形成筏板基础;若未设,要考虑上部30%荷载由防水板承担。
2、条形基础、十字交叉基础
计算:JCCAD 手算
计算模型:连续梁、弹性地基梁、考虑上部结构刚度
一般为倒T形,可做等截面条形基础,也可以局部扩大
设计注意事项:
a.柱下条形基础梁的高度一般为柱距的1/4~1/8,翼缘厚度一般不小于200mm;可做变截面。
b.条型基础的端部宜向外伸出,其长度宜为第一跨距的0.25倍。
c.条形基础梁顶部和底部的纵向受力钢筋除满足计算要求外,顶部钢筋按计算配筋全部贯通,底部通长钢筋不少于底部受力钢筋截面总面的1/3。
d.翼缘最小配筋率0.15%。
e.条形基础另一方向基础梁设计通独立基础。
3、片筏基础:
平板式片筏基础 梁板式片筏基础(常用)
计算:JCCAD
计算模型:倒楼盖 弹性地基梁 考虑上部结构刚度
梁板式片筏基础一般采用梁朝上,避免开挖对地基土造成扰动,板面采用轻质材料回填。
梁板式片筏基础设计注意事项:
a.对于12层以上建筑,板厚不小于短边净跨1/14,板厚不应小于400mm。(按经验板厚一般按每层30mm左右)。需要计算正截面受弯及剪切、冲切验算。
b.梁截面可参考条基。
c.在荷载效应准永久组合下,偏心e宜符合e≤0.1W/A。
d.混凝土强度等级不应底于C30,当有地下室时应采用防水混凝土。
e.除了在高层中应用外,单层地下室也常用(一般用于底板底土质较好,且地下水位较高的地下室)。当与主楼基础形式不同时主楼周边附近需设后浇带,解决沉降差异。
f.板最小配筋率0.15%(人防荷载起控制作用的按人防构件最小配金筋率C25~C35为0.25%)。
二、 桩基
按承载力分类:摩擦桩 端承桩
按使用功能分:竖向抗压 竖向抗拔 水平受荷(支护)
根据施工工艺常用桩:预制管桩、人工挖孔桩、冲(钻)孔桩
单桩承载力特征值确定:
极限承载力标准值:
Quk=Qsk + Qpk =u∑ψsiqsili+ψpqpkAp
承载力特征值:
R=Quk/2
桩身承载力计算(设计值):
Q=Apfcψc
经济取值:Q=1.5R
桩基础可通过桩端或桩侧高压注浆提高单桩承载力。
最终取值:静载(抗压 抗拔) 高应变 深层载荷板实验岩石单轴抗压
桩身质量检测:动测 钻孔取芯
计算软件:可采用JCCAD MORGAIN
计算模型: 倒楼盖 弹性地基梁
计算:
a.基础设计时可考虑上部活载折减。
b.地震工况桩承载力可提高1.25,液化土层计算及设计措施。
c.计算承台截面及配筋需采用基本组合工况下桩反力(注意配筋复核剪切、冲切、角桩冲切验算)。
d.部桩时要考虑底层墙体、覆土、消防水池等重量。
e.联合承台质心计算。
f.沉降、局压、软弱下卧层。
注意事项:
a.布桩宜简单、承台平面形状简单、尽量把桩布置在墙或柱下或尽量靠近。
b.管桩桩身防腐措施,省标管桩基础技术规程第5.3.3和5.3.4条。
c.承台底位于淤泥层,水平承载力计算。
d.管桩施工及开挖过程需注意事项:地面土处理,避免走机过程发生断桩;土方开挖(软土、特别是淤泥)应分层开挖,避免高低差形成的侧压力造成断桩;密集的桩群,宜从中间往周边施工,减少挤土效应;浮桩检测;离周边建筑物较近的场地,宜设置减震沟消挤孔减少影响;。
e.管桩桩尖选用:若无特别要求的场地可不采用桩尖,需要穿层或者要求进入持力层深度较多的,宜采用桩尖(穿层特别是砂层或卵石层优先选用开口型钢桩尖)。
f.桩基埋深(室外地平至承台底)满足建筑总高度的1/18(室外地面至主要屋面高度)。
g.抗拔桩连接需要采用机械连接。
h.桩间距控制JGJ94-2008第3.3.3条。
i.承台配筋:长条形承台0.2%,按梁式配筋;其余多桩承台按0.15%。
j.人工挖孔桩护壁混凝土强度等级不应低于桩身混凝土强度等级;有效桩长大于6.0米的按桩设计,否则应按墩基础设计(地基承载力同浅基)。
k.地梁布置:地梁应尽量在框架间拉结,前后跨贯通,尽量设在柱头中心连线上;地梁应有足够刚度,特别是无地下室管桩基础(单桩、两桩短边);地梁配筋应满足其上墙荷及柱底弯矩(主要针对单桩及两桩短向),同时配筋的拉力设计值不小于柱下力的1/10;
桩基础造价指标控制,桩抗力特征值约为总竖向力标准组合的1.15~1.30倍。
1、预应力管桩:
静压 锤击
优点:施工简单 工期短 造价低(约为冲钻孔桩造价1/3) 竖向抗压承载力高
抗弯性能差
缺点:在软土(尤其淤泥)质量不易控制,施工及开挖过程易造成断桩等。
2、人工挖孔桩:
优点:造价适中 持力层易判断沉渣容易控制 单桩承载力高 布桩灵活
缺点:使用条件限制多 需要降水
3、冲(钻)孔桩
优点:单桩承载力高 可用于穿层
缺点:工期慢 造价高 沉渣不易控制 桩身质量不易控制