預(yù)制裝配整體式模塊化建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計

張季超 王可怡 潘蕾

摘要：模塊化建筑體系指通過將建筑合理劃分為模塊化單元，將模塊化單元在工廠預(yù)制生產(chǎn)，完成后運輸至現(xiàn)場并通過專業(yè)連接方式組裝成建筑整體。作為一種新型的建筑模式，其地基基礎(chǔ)的設(shè)計與傳統(tǒng)建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計有所不同。本文對預(yù)制裝配整體式模塊化建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計的意義、內(nèi)容及背景等進行介紹，并提出預(yù)制裝配整體式模塊化建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配整體式建筑，地基基礎(chǔ)，設(shè)計

中圖分類號：TU741?? 文獻標識碼：A??? 文章編號：2096-6903（2019）02-0000-00

一、背景

我國住宅建設(shè)目前還是呈現(xiàn)生產(chǎn)效率低、綜合質(zhì)量差、資源消耗高、污染嚴重等特點，還處于粗放型的生產(chǎn)方式，現(xiàn)有住宅生產(chǎn)方式已經(jīng)不適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的要求。住宅建設(shè)要實現(xiàn)質(zhì)的轉(zhuǎn)變，從根本上解決住房問題，就必須走適合我國國情的住宅產(chǎn)業(yè)化之路——預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系可作為我國住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向的一個較好選擇^[1]。

目前，我國已進入城鎮(zhèn)化深入發(fā)展的關(guān)鍵時期，城市中大底盤多塔樓建筑逐漸增多，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011規(guī)定在：同一整體大面積基礎(chǔ)上建有多棟高層和低層建筑，宜考慮地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同作用進行變形計算^[2]，同時預(yù)制裝配整體式模塊化建筑是目前世界上唯一突破高度限制的模塊化建造系統(tǒng)，因此完善相關(guān)的研究十分必要。

二、地基形式

基礎(chǔ)分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩種類型。淺基礎(chǔ)一般指基礎(chǔ)埋深3-5m，或者基礎(chǔ)埋深小于基礎(chǔ)寬度的基礎(chǔ)， 且只需排水，挖槽等普通施工即可建造的基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為擴展基礎(chǔ)、 聯(lián)合基礎(chǔ)、 柱下條形基礎(chǔ)、柱下交叉條形基礎(chǔ)、 筏型基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ) 和殼體基礎(chǔ)。深基礎(chǔ)是埋深較大，以下部堅實土層或巖層作為持力層的基礎(chǔ)，其作用是把所承受的荷載相對集中地傳遞到地基的深層，而不像淺基礎(chǔ)那樣，是通過基礎(chǔ)底面把所承受的荷載擴散分布于地基的淺層。因此，當(dāng)建筑場地的淺層土質(zhì)不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求，而又不適宜采用地基處理措施時，就要考慮采用深基礎(chǔ)方案了。深基礎(chǔ)有樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、沉井和沉箱等幾種類型。

三、設(shè)計方法

傳統(tǒng)的地基基礎(chǔ)設(shè)計方法是在基礎(chǔ)工程完成后預(yù)留延伸至地面以上的鋼筋與上部結(jié)構(gòu)進行連接，但由于裝配式建筑其上部結(jié)構(gòu)是通過在工廠預(yù)制而生產(chǎn)，其與地基基礎(chǔ)的連接方式與傳統(tǒng)建筑略有不同。模塊化系統(tǒng)的柱-基礎(chǔ)連接必須實用、經(jīng)濟。它必須充分發(fā)揮柱的強度，并提供良好的延性，以承受由極端橫向荷載導(dǎo)致的非彈性變形需求。預(yù)制裝配整體式建筑的地基基礎(chǔ)與傳統(tǒng)建筑的地基基礎(chǔ)形式一致，但其與預(yù)制模塊之間的連接上可以通過焊接、螺栓連接、鉚接等不同方式進行連接，其具體的連接方式是，可以在基礎(chǔ)承臺或者地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)接觸處預(yù)留預(yù)埋孔或者預(yù)埋件，相應(yīng)的需要連接的上部結(jié)構(gòu)也應(yīng)該在預(yù)制時設(shè)計有與地基基礎(chǔ)預(yù)留件相符合的構(gòu)件進行連接。

目前關(guān)于模塊化建筑體系中模塊與地基基礎(chǔ)相連接方式的研究較少，不同的連接形式對于建構(gòu)筑物發(fā)整體性和抗震性能等的影響還有待進一步梳理，推動標準化的連接方式有利于模塊化建筑的推廣與應(yīng)用，這些都是下一階段有待重點研究的內(nèi)容。

四、總結(jié)

本文通過介紹預(yù)制裝配整體式模塊化建筑的背景及意義，說明對預(yù)制裝配整體式模塊化建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計研究的重要性和必要性。模塊化建筑作為一種新興的建筑模式，十分值得深入學(xué)習(xí)和研究。

參考文獻：

[1]張季超，楚先鋒，邱劍輝，等.高效、節(jié)能、環(huán)保預(yù)制鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)住宅體系及其產(chǎn)業(yè)化[J].工程力學(xué)，2008，25（S2）：123-133.

[2] 中華人民共和國建設(shè)部.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范（GB50007-2011）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

基金項目：廣東省大學(xué)生創(chuàng)新試驗項目，編號：201711078077，廣州市科技計劃項目，編號：201604020071。

作者簡介：張季超（1956—），男，河南鄭州人，博導(dǎo)，教授，研究方向：地基處理、城市地下空間建設(shè)、結(jié)構(gòu)工程加固等。