地基基礎設計與選擇初探

溫 浩

基礎是建筑物以及構筑物的主要承重部分，所以基礎的設計和選擇是非常重要的。房屋基礎設計應根據工程地質和水文地質條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎情況、施工條件和材料供應以及地區抗震烈度等綜合考慮，選擇經濟合理的基礎形式。

常見的基礎形式有獨立基礎，條形基礎，筏形基礎，樁基礎。不同的基礎組合使用以達到設計要求。砌體結構優先采用剛性條形基礎，如灰土條形基礎、C15素混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎和四合土條形基礎等，當基礎寬度大于2.5 m時，可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。多層內框架結構，如地基土較差時，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎，中柱宜用鋼筋混凝土柱。框架結構、無地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨柱基，在抗震設防區可按《建筑抗震設計規范》第6.1.11條設柱基拉梁。無地下室、地基較差、荷載較大為增強整體性，減少不均勻沉降，可采用十字交叉梁條形基礎。如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求，又不宜采用樁基或人工地基時，可采用筏板基礎(有梁或無梁)。框架結構、有地下室、上部結構對不均勻沉降要求嚴、防水要求高、柱網較均勻，可采用箱形基礎;柱網不均勻時，可采用筏板基礎。有地下室，無防水要求，柱網、荷載較均勻、地基較好，可采用獨立柱基，抗震設防區加柱基拉梁，或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎或筏板基礎。筏板基礎上的柱荷

載不大、柱網較小且均勻，可采用板式筏形基礎。當柱荷載不同、柱距較大時，宜采用梁板式筏基。無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連接節點。框剪結構無地下室、地基較好、荷載較均勻，可選用單獨柱基，墻下條基，抗震設防地區柱基下設拉梁并與墻下條基連接在一起。無地下室，地基較差，荷載較大，柱下可選用交叉條形基礎并與墻下條基連接在一起，以加強整體性，如還不能滿足地基承載力或變形要求，可采用筏板基礎。剪力墻結構無地下室或有地下室，無防水要求，地基較好，宜選用交叉條形基礎。當有防水要求時，可選用筏板基礎或箱形基礎。高層建筑一般都設有地下室，可采用筏板基礎;如地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時，采用箱形基礎。

當地基較差，為滿足地基強度和沉降要求，可采用樁基或人工處理地基。多棟高樓與裙房在地基較好(如卵石層等)、沉降差較小、基礎底標高相等時基礎可不分縫(沉降縫)。當地基一般，通過計算或采取措施(如高層設混凝土樁等)控制高層和裙房間的沉降差，則高層和裙房基礎也可不設縫，建在同一筏基上。施工時可設后澆帶以調整高層與裙房的初期沉降差。當高層與裙房或地下車庫基礎為整塊筏板鋼筋混凝土基礎時，在高層基礎附近的裙房或地下車庫基礎內設后澆帶，以調整地基的初期不均勻沉降和混凝土初期收縮。

基礎和上部結構實際是作為一個整體作用在地基上，現在基礎設計的一些做法往往不考慮上部的影響，結構上部傳下的荷載作用在基礎頂面上，基礎置于地基上進行基礎受力計算。一定要注意復合地基與群樁受力的本質區別，復合地基樁土作為一個整體共同受力，為調整樁和土的剛度，其上往往鋪設300 mm厚的褥墊層，褥墊層不能太薄，還有一點大家要注意，如果處理后的地基承載力偏高，在這種情況下褥墊層厚度也不宜過厚，防止褥墊層的承載力不足，當褥墊層較薄時褥墊層受力狀態較好，可不考慮褥墊層的承載力問題，其豎向抗壓強度是很高的，當褥墊層厚度較大時，要考慮褥墊層的承載力是否滿足要求。一些工程采用的筏板下均布樁基，而樁基沒有好的樁端持力層，也就是樁的豎向剛度太小，這種情況下再按樁基進行計算就會與實際情況偏差較大，樁的豎向剛度偏小，樁頂就不能對基礎起到有效的支撐作用，有些設計人員在這種情況下在群樁頂鋪設一定厚度的褥墊層，這種做法也可以，通過褥墊層的調節使樁土共同承擔上部荷載，要注意樁間土如果有可能存在二次固結沉降時，不宜采用此做法。樁基基礎布樁時樁盡量布在豎向承重構件下，這樣傳力最直接，基礎受力最小;當地下室混凝土外墻的土夯填密實后，整個樓座的一部分豎向荷載通過外墻與土的摩擦力傳給四周土，需要的情況下可考慮其有利作用;還有一種情況要引起大家的注意，有地下室的墻下單排布樁的情況，特別是樁上部樁周土比較軟弱時，擋土墻的下部不能按完全固結考慮。

下面再談談關于有地下水時基礎的受力情況，帶地下室樓座的基礎筏板有向上的水壓力時，基底反力由兩部分組成，一部分為均布的水壓力，另一部分為土壓力，土壓力按彈性地基梁板的受力模式，當水壓力越大，基礎受力越接近倒樓蓋的受力模式，基礎設計時要注意這種情況;對于獨立基礎帶防水底板有地下水時對獨立基礎處配筋計算問題，有些人直接按正常的獨立基礎進行計算，當水壓力大于防水底板加其上覆土重時，未考慮防水底板向上的水壓力對獨基的影響，顯然計算結果有偏差，有人按倒樓蓋無梁樓蓋加柱帽(即獨基)的形式進行計算，如果水浮力略小于基底總壓力時，獨基底以及防水底板底的反力接近均布，此情況按倒樓蓋計算比較符合實際情況，如果水浮力小于基底總壓力較多時，獨基下的底反力包括兩部分，一部分為水壓力，另一部分為土壓力(根據水壓力的大小獨基的四周一定范圍內會只有水壓力，沒有土壓力)，而防水底板處只有水壓力，基礎以及防水底板底部底反力是不均布的，計算時要考慮這些因素。還有我覺得基礎規范中的一點應進一步明確，GB 50007-2002建筑地基基礎設計規范5.2.1-2條在偏心荷載作用下 Pkmax≤1.2fa，我考慮在偏心荷載作用下地基承載力特征值之所以提高，是考慮到偏心荷載往往是短期作用的荷載，所以地基承載力特征值可適當放大，但是當這種偏心荷載為長期存在的一種荷載時，地基承載力特征值不宜放大。

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