岩土工程评价与设计讲座之一.ppt

当地基承载力比较低而上部结构荷载又比较大时，箱形基础可以作为一种方案。但由于箱形基础有许多内隔墙，使地下室的空间比较小，对使用有一定的影响。箱形基础的埋置深度比较深，基础空腹，挖去的土比箱形基础的自重大得多，卸除了基底处原有地基的自重压力，从而大大地减小了作用于基础底面的附加应力，减小了建筑物的沉降，这种基础称为“补偿式基础”。 由于箱形基础的内隔墙很多，地下室的空间比较小，不适宜于作为地下商场或地下车库使用，因此近代建造的地下室采用箱形基础的就比较少了。 采用箱形基础有效调节不均匀沉降的工程实例首推上海展览馆，这座具有俄罗斯民族风格的展览馆外貌见图12-12，建于1954年，采用天然地基上的箱形基础，箱形基础面积46.5m×46.5m，高度7m，而埋置深度仅0.5m，箱形基础的大部分设置在地面以上，成为大厦的台座。 由于箱形基础的内隔墙很多，地下室的空间比较小，不适宜于作为地下商场或地下车库使用，因此近代建造的地下室采用箱形基础的就比较少了。 采用箱形基础有效调节不均匀沉降的工程实例首推上海展览馆，这座具有俄罗斯民族风格的展览馆外貌见图12-12，建于1954年，采用天然地基上的箱形基础，箱形基础面积46.5m×46.5m，高度7m，而埋置深度仅0.5m，箱形基础的大部分设置在地面以上，成为大厦的台座。 基础设计的第一步是通过方案比较，选择适合于工程实际条件的基础类型。基础是传递上部结构荷载给地基、扩散应力、保持上部结构处于良好工作状态的重要结构，起承上启下的作用。在地质条件比较困难的地区，工程成败的关键在于基础工程，基础的造价可能达到总造价的20～30%，因此基础设计与施工是工程建设的重要阶段，必须慎重对待。 而基础方案的选择则又是有关全局的一步，方案不合理，就无法实现预定的目标。选择基础方案时需要综合考虑上部结构的特点、地基土的工程地质和水文地质条件以及施工的难易程度等因素，经过比较、优化以达到技术先进、经济合理的目的。 各种基础方案的适应性 从满足地基承载力要求考虑，基础的第一功能是传递荷载、扩散应力，因而必须满足地基强度和稳定性的要求。根据上部结构荷载的大小和地基土的承载能力强弱选择基础类型，尽可能选择简单的基础型式，柱下应首选独立基础，墙下应首选条形基础。 当独立基础不能满足承载力要求时宜扩展为条形基础；当单向条形基础底面积不够时可以采用十字交叉条形基础；在条形基础不能满足承载力要求的才采用造价比较高的筏板基础。在这逐步扩大基础底面积的过程中，意味着造价和施工难度不断提高，在非必要时不要采用更复杂的基础类型。 采用筏板基础或箱形基础不仅因为基础底面积大，可以减少基底压力，而且由于挖去的土的重量大于基础的自重，可以减少作用于基础底面的附加压力，这种基础称为“补偿式基础”，是一举两得的方案。 当然，加大埋置深度也能提高地基承载力，但是在层状土地基上，加大埋置深度的作用是十分有限的，有时加大埋置深度使基础底面更接近于下卧软弱层，使地基承载力反而降低。 从满足建筑物变形要求考虑，建筑物、基础和地基是一个整体，地基的变形引起建筑物的沉降，不同类型的基础，调整不均匀沉降的能力是不同的。当建筑物荷载比较大，而地基土又相对比较软弱时，需要考虑基础对不均匀沉降的调整能力，采用刚度更大的基础。 如上部结构为框架结构，地基比较软弱，则柱子之间的过大不均匀沉降将会产生结构的次应力，容易造成结构的开裂；此时，柱网下的独立基础之间应设置联系梁以增强整体性，或者可以考虑采用可以调整不均匀沉降的十字交叉条形基础或筏板基础。由于十字交叉条形基础和筏板基础的底面积比较大，减少了基底压力，使不均匀沉降也能有所减少。 虽然筏板基础具有比条形基础更大的刚度，具有更大的调整不均匀沉降的能力，但由于筏板基础的宽度大，应力转播的范围比条形基础更深，如果深层的土层比较软弱，可能反而会使沉降量增大，从而产生建筑物的整体倾斜，在软土地区已经发现过不少这类事故的例子。 从建筑物的使用要求考虑，在选择基础方案时，有时建筑物的使用要求决定了基础的类型。例如，当建筑物需要地下室时，筏板基础或箱形基础是最适宜的方案，基础板就可作为地下室的底板，箱形基础的顶板和底板也就是地下室的顶板和底板，在这种情况下必然优先采用这类基础型式。 对于硬壳层下有软土层的地质条件，采用筏形基础的沉降量会大于条形基础。虽然筏形基础的基底平均压力小于条形基础，但由于筏形基础的宽度比条形基础大得多，应力向深部传递，在软土层中的应力面积比较条形基础下的应力面积大，因此筏形基础的沉降量大于条形基础。通过下面的算例，可以理解筏形基础沉降大于条形基础的原因。 如建筑物长度为50m，宽度为10m，比较筏板基础和1.5m的条形基础两种方案。分别求得筏板基础和条形基础中轴线上变形计算深度范围内（为简化计算