對天然地基獨立基礎設計的一些個人看法

韓雪 趙琳琳

引言：在建筑工程中，獨立地基是構建結構安全的重要部分，也是使用最為普遍的一種地基形式，本文從天然地基基礎設計的相關內容進行分析并且詳細的分析了天然地基基礎設計的方法。

一、天然地基獨立基礎設計簡介

獨立基礎設計作為一種實用性很強的基礎設計，以其簡單、配筋量少得到了許多建筑工程的青睞，獨立基礎構成的結構是高層建筑框架結構的內柱柱下的基礎，與基地土壓力的分布與擴展在其作用下，狀態會發生改變。

在力的作用下使擴展部分的剛度增大，此時分布是均勻的，相反，當擴展部分剛度減小時，擾曲現象就會出現在擴展部分，這時候，土的特性就會決定基地土壓力的分布，在土較軟的情況時，分布不是區線的，這樣的分布是不安全的，由于在建筑物中，框架結構的受力狀態是不一樣的，所以在設計的時候，要考慮到各個柱基基底受壓是否一致，保證受力均勻，從而保證建筑物的質量安全。

在獨立基礎中，包含的形式有現澆柱錐形基礎、預制柱杯形基礎、高杯口基礎。這些結構對于墊層的厚度、寬度、強度都是有一定的要求，而且底板尺寸、配筋、基礎與柱連接等機構附件都是有要求的。從基礎設計計算方面來說，是在上部結構承載力不變的情況下，修正后的地基承載力的值決定基礎底面積；基礎變階處的高度由其受沖承載力的值確定；抗彎計算后，可以計算出基礎底板的配筋。對于基礎高度方面，沖切可以驗算基礎高度，驗算沖切要是基礎的底面全部落在四十五度的沖切破壞椎體底邊之內，這樣才能準確計算出基礎高度。

二、天然地基獨立基礎設計步驟

建筑物的上部結構是指地表面之上的結構，地表以下的結構稱作基礎，地基是支撐基礎的土層，在未加工的土層構建地基，就叫做天然地基

2.1建筑基礎所用的材料及基礎的結構形式

建筑基礎所用的材料以及基礎的結構形式，是有上部結構本身的性質、地質狀態、施工條件來決定的，材料的選擇按照剛性基礎和柔性基礎的不同，選擇也是不同的，剛性材料是磚石、毛石、三合灰等材料構成的，如果剛性基礎不能滿足建筑結構的需求時，就要改用柔性基礎，也叫鋼筋混凝土基礎。根據天然地基深埋的不同，可以分為深基礎和淺基礎，深基礎包括深井和樁基礎2種，淺基礎包括獨立基礎、條形基礎、閥板基礎、箱形基礎及殼體基礎。

2.2基礎的埋置深度

2.2.1建筑物的用途及荷載大小和性質

通常建筑物在選擇基礎形式時，是根據建筑物所需要的某種功能決定著，例如設置地下室說是設備層、半埋式結構物、或是要設置地下某種基礎結構的基礎時，要根據不同結構的需要選擇不同的基礎埋置。

高層建筑在土質基礎上，只有基礎滿足豎向承載大、承受風力和抗震力基礎上，隨著高度的增加穩定性才能增加。高層建筑在巖石基礎上，深埋要滿足抗滑的要求，因為高層建筑依靠基礎側面土體承載水平荷載。對于輸電塔來說，是屬于受上拔力的基礎，只有較大的深埋才能滿足其所需的抗拔力。對于煙囪、水塔和筒體結構的基礎深埋來說，深埋基礎一定要滿足其抗傾覆穩定性的要求。還有像是冷藏庫或是高溫爐窖等建筑進行基礎深埋時，一定要考慮基土凍脹或是干縮上面的影響。

2.2.2工程地質和水文地質條件

基礎深埋必須考慮地下水文情況，假如底面低于潛水面，就要采取基坑排水、坑壁維護等措施，還要對可能出現的情況進行提前的預防工作，例如涌土、流沙現象、地下水的腐蝕作用等，地下水質監測工作沒有做好，會對上層結構造成嚴重的影響。

2.2.3相鄰建筑物的基礎埋深

在原有的基礎或是原有基礎的附近修建新的基礎時，深埋的基礎不能超過舊基礎，新舊基礎要保持一定的距離，要滿足新基礎承載和地基土質不小于原有基礎底面高差的一至二倍，如果不能保證這一標準，應該采取一定的措施，保護臨近的建筑物的安全。

2.2.4地基土凍脹和融陷的影響

凍土在冬天凍結，夏天暖動，當結冰前含水量較高，而且凍結深度不到一點五至二米時，就會出現凍脹，凍脹力如果大于基礎承載力，基礎就會被抬起來，到土層解凍融陷時，建筑物就會出現下沉的現象，會導致建筑物開裂。

2.3地基土的承載力驗算

在確定完基礎類型和基礎深度之后，根據建筑物基礎底層尺寸，計算地基持力層承載力。如果說持力層的圖層存在于地基受力層中，也叫軟弱下臥層，就要計算軟弱下臥層的承載力。加入不知道基礎尺寸的大小，依據外荷承載力合地基承載力進行基礎設計。

2.4驗算基礎沉降

房屋建在軟土地基上面時，要考慮基土的強度和變形，變形在地基的荷載作用下，會發生均勻或是不均勻的沉降，如果變形過大，對于建筑物的整體安全會有嚴重的影響，要想避免變形引起的不均勻沉降，在進行地基承載力的計算時，一定要滿足地基變形的相關規定，計算一定要精準，只有保證計算的準確，才能保證施工時的質量。

2.5地基穩定驗算

在一些建筑物的獨立基礎中，由于承受較大的水平荷載或是偏離重心的荷載時，或導致基地面的滑動、傾覆。舉一個例子來說，建立一九一四年的加拿大特郎斯康谷倉，就是因為沒有了解基礎下面有厚達十六米的軟質土層，迅速加載，超過了地基的極限承載力，使建筑物失去穩定，地基發生整體滑動破壞。如果地基土層本身傾斜，則更易發生整體滑動破壞。對于高層建筑或是在斜坡上建造的建筑物來說，經常受到水平荷載力的作用，對于穩定性的要求也是較高，作為設計者，在進行設計時，對于地基的穩定性一定要進行嚴格的考察和計算，通過反復的計算研究，將施工可能出現的問題進行提前的預防，如果施工出現問題，也要及時合理的解決，要對設計中的技術要點予以高度重視，確保施工質量，保障建筑安全。

三、結語

通過本文分析，我們可以看出，獨立地基設計需要精準的計算，作為獨立基礎設計人員，在進行設計的時候，一定要從建筑工程主體出發，結合土質水體的實際檢測進行設計工作，作為一項復雜難度高的工作，設計人員必須要具備高水平、高素質的專業知識和工作經驗，而且要順應社會的發展變化，不斷的進行改革創新，采用新技術、新設備，不僅可以提高計算的準確性，最主要是用短而有效的工作效率提高建筑的整體質量，因此，只有不斷的探索研究，才能保證獨立地基的不斷完善和發展。

參考文獻

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