獨立基礎(chǔ)沉降計算與應(yīng)用實例

黃 勇

( 黑龍江省水利水電勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150080)

0 引 言

建筑物上部結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)或單層排架結(jié)構(gòu)承重時，基礎(chǔ)常采用方形、圓柱形和多邊形等形式的獨立式基礎(chǔ)，這類基礎(chǔ)稱為獨立式基礎(chǔ)，也稱單獨基礎(chǔ)，是整個或局部結(jié)構(gòu)物下的無筋或配筋基礎(chǔ)。一般是指結(jié)構(gòu)柱基，高煙囪，水塔基礎(chǔ)等的形式。

獨立基礎(chǔ)分:階形基礎(chǔ)、坡形基礎(chǔ)、杯形基礎(chǔ)3 種。其特點為:

1) 一般只坐落在一個十字軸線交點上，有時也跟其它條形基礎(chǔ)相連，但是截面尺寸和配筋不盡相同。獨立基礎(chǔ)如果坐落在幾個軸線交點上承載幾個獨立柱，叫做共用獨立基礎(chǔ)。

2) 基礎(chǔ)之內(nèi)的縱橫兩方向配筋都是受力鋼筋，且長方向的一般布置在下面。

1 基礎(chǔ)沉降計算原理

1.1 計算基礎(chǔ)底面的附加壓力

1) 基礎(chǔ)自重及其上的土重為:

2) 基礎(chǔ)底面平均壓力為:

3) 基礎(chǔ)底面自重壓力為:

式(3) 中:γm為基底標(biāo)高以上天然土層的加權(quán)平均重度，其中地下水位下的重度取浮重度:

4) 基礎(chǔ)底面的附加壓力為:

1.2 確定分層厚度

按表1 確定分層厚度，由b 確定Δz 值。

表1 Δz 計算取值查詢表格

1.3 確定沉降計算深度

要求沉降計算深度滿足下式:

如果不滿足上式要求，需增加計算深度或土層厚度。

1.4 計算分層沉降量

根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范可得到平均附加應(yīng)力系數(shù)，計算各層沉降值。

1.5 確定沉降計算經(jīng)驗系數(shù)

沉降計算經(jīng)驗系數(shù)見表2。

表2 沉降計算經(jīng)驗系數(shù)φs

1.6 最終的沉降量

計算公式為:

2 建筑物地基變形允許值

建筑物的地基變形允許值，按表3 規(guī)定采用。建筑物的地基變形計算值，不應(yīng)大于地基變形允許值在必要情況下，需要分別預(yù)估建筑物在施工期間和使用期間的地基變形值，以便預(yù)留建筑物有關(guān)部分之間的凈空，考慮連接方法和施工順序。一般多層建筑物在施工期間完成的沉降量，對于砂土可認(rèn)為其最終沉降量已完成80%以上，對于其它低壓縮性土可認(rèn)為已完成最終沉降量的50% ～80%，對于中壓縮性土可認(rèn)為已完成20% ～50%，對于高壓縮性土可認(rèn)為已完成5%～20%。

表3 建筑物地基變形允許值

表3 中數(shù)值為建筑物地基實際最終變形允許值;有括號者僅適用于中壓縮性土;l 為相鄰柱基的中心距離( mm) ; Hg為自室外地面起算的建筑物高度( m) ; 傾斜指基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離的比值;局部傾斜指砌體承重結(jié)構(gòu)沿縱向6 ～10 m內(nèi)基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離的比值。

3 工程實例

某工業(yè)廠房，單層排架結(jié)構(gòu)，排架柱間距6 m，基礎(chǔ)尺寸b×l=2.50 m× 2.50 m;基礎(chǔ)埋深:d=3.0 m上部豎向荷載荷載:Fq=500 kN，地基承載力特征值:fak=130.0 kPa。

3.1 地質(zhì)參數(shù)

地質(zhì)參數(shù)見表4。

表4 地質(zhì)資料參數(shù)表

3.2 計算結(jié)果及分析

計算見表5。

表5 分層總和法沉降計算表

表中l(wèi)1=l/2 =1.25 m，b1=b/2 =1.25 m，z=5.40 m范圍內(nèi)的計算沉降量∑Δs=15.17 mm，z=4.80 m至5.40 m( Δz 為0.60 m) ，土層計算沉降量Δs'n=0.35 mm≤0.025∑Δs'i=0.025 ×15.17 =0.38 mm，滿足要求。

式中:Ai為第i 層土附加應(yīng)力系數(shù)沿土層厚度的積分值。

查表2 得沉降計算經(jīng)驗系數(shù)ψs= 0.4971。

最終的沉降量為:

最終的沉降量7.54 mm≤120 mm，滿足規(guī)范要求。

4 結(jié) 論

通過以上介紹的獨立基礎(chǔ)沉降的計算公式與步驟，通過實際工程的應(yīng)用，為今后同類工程提供同仁參考。

［1］中華人民共和國建設(shè)部. GB5007－2002 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范［S］. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［2］中國建筑科學(xué)研究院. JGJ79－2002 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范［S］. 北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［3］水利部湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院. SL55－2005 中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］. 北京: 中國水利水電出版社，2005.