关于地基基础与抗震的分析与探讨
2015-07-09
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核心提示:为了给刚接触建筑设计或施工人员了解认识地基基础在建筑设计施工中的作用及其重要性,本文主要对各种基础在实际工作中的应用做个详细阐述。在建筑工程上,把建筑物与土壤直接接触的部分称为基础,把直接支承建筑物重量的土层叫地基。基础是连接上部结构(例如房屋的墙和柱,桥梁的墩和台等)与地基之间的过度结构,起承上启下作用。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。
一、地基基础的重要性
随着我国经济的快速发展,建筑物的设计和架构日新月异,在满足人们的行为所需的并且,也给人类的进步和发展提供了依据。既然各种各样的建筑物在人们强大的想象力下被建造了起来,可是每个建筑物都少不了—个重要的工程施工,那便是地基工程的施工,它是建造整个建筑工程的基础部分,它的施工好坏,也直接关系到整个工程的完缺。
作为工程建设的第一步重要工序,地基基础施工的质量是高层建筑施工质量控制的基础,并且也是包管工程建设质量的关键。整个工程建设的质量往往便是由地基基础施工的质量来决定的,特别是我国作为一个土地面积辽阔的国家,工程所在地的地质情况常常会随着地域条件的不一样而存在着较大的差别,这就对工程建设中的地基施工带来了严峻的挑战,并且对地基基础施工的质量也就提出了更高的要求。而现在我国的工程施工特别是建筑施工中,地基基础施工难题并没有被引起充足的重视,也没有被很好的处理。总体而言,我国工程建设中地基基础施工的质量控制任重而道远(比喻责任重大,道路又遥远,要经历长期的奋斗),为有增强了工程建筑地基基础施工的办理,才气切实的提升工程建设的质量。要想建设高质量的工程项目,地基基础施工的质量控制是核心。
二、地基基础的特点
(一)复杂性
中国幅员广阔,工程地质条件非常复杂,例如淤泥质土、杂填土、湿陷性黄土、冻土、季节性冻土等。此外,溶岩地质主要在我国的西南地区,在其它地区也有所分布;同时,中国又是个多地震、高震级的国家,而地震对地基基础的影响是非常大的。这种复杂的地质条件对地基基础工程的勘察设计处理以及工程施工增加了难度,提出了大量且复杂的技术难题。
(二))不均匀、软土地基的加固主要是增强上部结构的整体刚度,以便降低地震发生时的不均匀沉的危害。对于那些承载力达不到抗震要求的地基,主要用托换措施来加固。加固的时候要注意整体性,后期的加固措施不要影响前期的一些效果。首先要合理的调整荷载,以加强整体的刚度。其次,在房屋中要增加梁与墙的连结提高墙体的抗震能力,对于柱子承重的建筑一般采用增设地梁的措施加固。最后,对于同一建筑中出现沉降差异的情况,主要采用增加此处的圈梁配筋的措施来加强整体的联结。
(三)潜在性
从主体结构本身复杂的工序衔接来看,后一道工序都在不同程度上覆盖前一道工序,工序质量具有明显的隐蔽性,这也是主体结构工程必须加强隐蔽工程的检查验收,存放完整的隐蔽验收资料的原因所在。
(四)严重性
一定程度上讲,建设工程一旦建成投入使用,地基基础出现质量事故问题往往是无法弥补的,由它所带来的损失,远比地基基础工程建设所要投入的成本大得多。不管是选择场地、勘察设计,还是施工质量问题,地基基础工程一旦出现质量问题,往往会引起地基失稳,建设工程整体结构的破坏,是建设工程致命性、毁灭性的重大质量事故,不仅造成经济上的巨大损失,而且直接危及人们的生命和财产安全。由于地基基础承受上部建筑实体的全部荷载,因此一旦出现局部损坏,其损坏程度扩散很快,而事故的发生又往往是突发性的,常常不易被人们发现,这就更加剧了其危害性和严重性。
(五)困难性
地基基础工程质量事故处理难度大是指它与建设工程其它部位事故处理相比而言,造成的原因是和它的地位与作用密切相关的:(1)地基基础工程是地下工程,事故处理的施工操作困难性较大;(2)一旦地基基础承担了上部荷载,对它本身的处理,必然影响建筑物上部结构性能,尤其是对于建成交付使用的工程,它承受了所有建设工程的全部荷载,再加上地基基础工程质量事故的连锁性,因此它的处理是非常困难的。
三、地基基础设计的研究与探讨
房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,选择经济合理的基础型式。砌体结构优先采用刚性条形基础,如灰土条形基础、C15素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。多层内框架结构,如地基土较差时,中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础,中柱宜用钢筋混凝土柱。框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小可采用单独柱基,在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.11条设柱基拉梁。无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性,减少不均匀沉降,可采用十字交叉梁条形基础。
如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求,又不宜采用桩基或人工地基时,可采用筏板基础(有梁或无梁)。框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要求高、柱网较均匀,可采用箱形基础;柱网不均匀时,可采用筏板基础。有地下室,无防水要求,柱网、荷载较均匀、地基较好,可采用独立柱基,抗震设防区加柱基拉梁。或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。
筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀,可采用板式筏形基础。当柱荷载不同、柱距较大时,宜采用梁板式筏基。无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基,墙下条基,抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。无地下室,地基较差,荷载较大,柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起,以加强整体性,如还不能满足地基承载力或变形要求,可采用筏板基础。剪力墙结构无地下室或有地下室,无防水要求,地基较好,宜选用交叉条形基础。当有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础。高层建筑一般都设有地下室,可采用筏板基础;如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时,采用箱形基础。当地基较差,为满足地基强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基。
多栋高楼与裙房在地基较好、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝。当地基一般,通过计算或采取措施控制高层和裙房间的沉降差,则高层和裙房基础也可不设缝,建在同一笺基上。施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。后浇带设计因调整地基初期不均匀沉降而设的后浇带,带宽800~1000mm。后浇带自基础开始在各层相同位置直到裙房屋顶板全部设后浇带,包括内外墙体。施工时后浇带两边梁板必须支撑好,直到后浇带封闭并混凝土达到设计强度后拆除。后浇带内的混凝土等级采用比原构件提高一级的微膨胀混凝土。如沉降观测记录在高层封顶时,沉降曲线平缓可在高层封顶一个月后封闭后浇带。沉降曲线不缓和则宜延长封闭后浇带时间。
四、结束语:
地基基础的抗震设计须从建筑场地的选择入手,要采取有效抗震措施,建筑结构设计合理,避免出现应力突变等情况,保证施工质量,尽量避免和减少不利于(于可去掉)因素,就可以提高地基基础及建筑物的抗震能力,减轻地震灾害。
参考文献:
[1]赵明华、俞晓.土力学与基础工程.武汉理工大学出版社,2003.
[2]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范GB50007-2002.中国建筑工业出版社,2002.