剖析地基基础设计方法
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地基基础设计原则和方法地基基础在建筑工程中具有至关重要的作用,因为它是建筑物的支撑系统的基础。
因此,地基基础设计必须遵循一些基本原则和方法,以确保建筑物的稳定性和安全性。
一、地基基础设计原则1.选择合适的基础类型建筑物的基础类型包括浅基础和深基础。
选择基础类型应根据地下土层的性质、地面荷载、建筑物的结构形式和使用要求等因素综合考虑。
2.保持地基基础平衡地基基础设计应保持平衡,以克服地基沉降和裂缝的问题。
该原则包括适当考虑基础的高度、宽度和深度,以及选择合适的基础类型。
3.考虑地面荷载地面荷载是指建筑物施加在地基基础上的重量。
设计师必须考虑地面荷载以及建筑物的重量和分布方式,以确定地基基础的大小和形状。
4.考虑地下水位地下水位对地基基础设计有重要影响。
设计师必须考虑地下水位的深度、变化和水力特性,以确保基础在水下和水上具有足够的稳定性。
二、地基基础设计方法1.现场勘测和土质分析在地基基础设计前,必须进行现场勘测和土质分析。
现场勘测可以确定地面荷载、地下水位和土层的性质,而土质分析可以确定建筑物需要选择哪种基础类型。
2.确定基础类型建筑物的基础类型可以根据地下土层的性质、地面荷载、建筑物的结构形式和使用要求等因素综合考虑。
浅基础包括单桩基础、钢筋混凝土板框基础、筏式基础和垫板基础等。
深基础包括钻孔桩、灌注桩、抗拔桩和钢管桩等。
3.细化设计在确定基础类型后,需要进行基础的细化设计。
这包括基础的大小、形状和深度的计算,以及建筑物结构和地下水位的考虑。
4.监控和管理地基基础监控和管理是确保设计质量和施工质量的关键。
建筑物的基础工程施工过程需要严格的质量控制和监管,以确保施工质量。
同时,在建筑物使用过程中,需要定期检查和维护地基基础,以确保建筑物的稳定性和安全性。
结论地基基础设计对建筑物的稳定性和安全性至关重要。
设计师必须遵循基本原则和方法,包括选择合适的基础类型、保持基础平衡、考虑地面荷载和地下水位等因素。
建筑物地基基础设计要点建筑是人类生活和工作的场所,而建筑物的地基基础是其稳定和安全的保障。
它承受着整个建筑物的重量和荷载,为建筑提供坚实的支撑。
因此,在建筑物的设计过程中,地基基础的设计显得尤为重要。
本文将从地基类型选择、地基承载力分析以及地基设计时的要点等方面详细探讨建筑物地基基础设计的要点。
地基类型选择是地基基础设计的第一步。
建筑物的地基类型可以分为浅基和深基两大类。
浅基包括地表覆盖层、承台、地平板和地下连续墙等,适用于地基土质较好、承载力较高的情况。
而深基则是将建筑物的荷载传递到更深的土层中,包括桩基和悬挂墩墙等。
在选择地基类型时,需要根据地基土质、地表条件、荷载特性等因素进行综合分析和评估,确保地基基础的安全和可靠。
当地基土质较松散、承载力较弱时,常常需要采用深基。
地基承载力分析是地基基础设计的核心环节。
承载力直接关系到地基的稳定性和安全性。
地基承载力分析的主要目的是确定地基的有效承载力以及不同区域的地基土质的强度特性。
通过不同的地质勘探方法,可以获得地基土层的力学性质、压缩性和剪切性等相关参数。
在地基承载力分析中,常常采用极限承载力设计方法或变形强度设计方法,根据不同的建筑物性质和特点来确定地基承载力的合理取值。
地基设计时的要点是为了保证地基基础的稳定性和可靠性。
首先,需要根据建筑物的荷载特点、地基土质条件以及工程经济等因素,选择合适的地基设计方案。
其次,在地基设计中,要合理确定地基的强度和刚度。
地基的强度指的是地基土层的抗剪强度和抗压强度,而地基的刚度则与地基土层的压缩模量和刚度系数相关。
要保证地基的强度和刚度与建筑物的性质和特点相匹配,以确保建筑物的稳定和安全。
此外,地基设计还需要注意地基的排水和防渗措施,以防止地基土层湿度过高、土质软化或水损失引起地基沉降或侧移等问题。
综上所述,建筑物地基基础设计是建筑设计中不可或缺的重要环节。
合理选择地基类型、进行地基承载力分析以及注意地基设计时的要点,对于确保建筑物的稳定性和安全性至关重要。
建筑地基基础设计方法建筑地基是建筑物的基础,是支撑整个建筑物的重要组成部分。
地基基础设计方法是为了确保建筑物的稳定性和安全性而进行的设计过程。
本文将介绍地基基础设计的一些常用方法和注意事项。
一、地基基础设计方法的分类地基基础设计方法可以分为经验法和理论法两大类。
1. 经验法:根据历史经验和实际工程情况,总结出一些适用于特定地区或特定类型建筑物的设计方案。
这种方法简单易行,但在处理复杂问题时存在一定的局限性。
2. 理论法:根据土力学原理和结构力学原理,通过数学模型和计算方法来进行地基基础设计。
这种方法相对科学严谨,适用于各种复杂情况,但需要较为深入的专业知识和精确的数据。
二、地基基础设计的基本步骤地基基础设计通常包括以下几个步骤:1. 土壤调查:通过取样和实验,了解地基土壤的物理性质、力学性质和水文性质等,为设计提供数据基础。
2. 荷载计算:根据建筑物的类型、结构形式和使用功能等,确定荷载的大小和作用方式。
荷载包括常设荷载和可变荷载两部分。
3. 地基承载力计算:根据土壤的强度特性和荷载的大小,计算地基的承载力。
常用的计算方法有承载力计算公式、板基承载力计算方法等。
4. 地基沉降计算:根据地基土壤的压缩性和荷载的大小,计算地基的沉降量。
常用的计算方法有一维压缩计算、二维压缩计算等。
5. 基础选型:根据地基土壤的条件和设计要求,选择合适的基础形式和尺寸。
常用的基础形式包括承台基础、桩基础、板桩基础等。
6. 基础设计:根据地基土壤的条件和基础的选型,进行基础的尺寸计算和配筋设计。
常用的设计方法有弹性设计方法、极限平衡设计方法等。
7. 施工监理:在施工过程中,对地基基础的施工进行监督和检查,确保施工质量符合设计要求。
三、地基基础设计的注意事项在进行地基基础设计时,需要注意以下几个方面:1. 充分了解地基土壤的性质,特别是土壤的强度、压缩性和渗透性等。
这些参数对地基的稳定性和变形性能有很大影响。
2. 合理选择设计参数,如荷载系数、土壤参数、安全系数等。
地基基础设计方案地基是建筑物的基础之一,它对建筑物的安全性和稳定性有着至关重要的影响。
本文将详细介绍地基基础设计的方案和要点。
一、确定地基类型地基类型的选择取决于诸多因素,包括建筑物的类型、土地的地质条件以及所需承载能力等。
常见的地基类型有浅基础和深基础两种。
1. 浅基础浅基础适用于土质较好且承载力较高的地区,其主要形式包括筏式基础、联合基础和独立基础等。
具体的选择要根据建筑物的结构类型和土壤工程性质进行决定。
2. 深基础深基础适用于土质较差或承载力较低的地区,常见的深基础形式有桩基础和悬挂基础等。
桩基础主要适用于软土地区,而悬挂基础则适用于存在地下水位较高的场所。
二、地质勘测与分析在进行地基基础设计之前,必须进行详细的地质勘测与分析,以获取与地基基础相关的土壤和岩石信息。
这些信息将对地基基础设计的方案选择和设计参数的确定起到关键性的作用。
1. 土壤力学参数的确定通过土壤试验和实验室分析,确定土壤的力学性质参数,包括土壤的承载力、抗剪强度和变形性质等。
这些参数将作为地基基础设计中的重要依据。
2. 岩石勘探对于岩石地基,必须进行岩石的勘探和分析。
岩石的强度、裂隙性质及变形特点等都对地基基础设计有着重要的影响。
三、地基基础设计方案在完成地质勘测与分析后,可以根据具体情况制定地基基础设计方案。
地基基础设计方案应包括以下内容:1. 地基基础形式的选择根据地质勘测结果和土壤力学参数,选择合适的地基基础形式,如承台、筏基、桩基等。
同时,也要考虑建筑物的结构特点和荷载情况。
2. 安全系数的确定基于承载力和抗倾覆等方面的考虑,确定合适的安全系数。
安全系数应满足建筑结构的要求,并具备充分的稳定性。
3. 基础尺寸和布置的确定根据建筑物的荷载及地质勘测资料,确定基础的尺寸和布置方式。
通过合理的布置,可以实现荷载的合理传递和均匀分配,确保基础的稳定性。
4. 材料选择与施工工艺根据地基基础设计方案,选择适宜的材料和施工工艺。
地基基础设计方案地基基础设计方案是建筑工程中至关重要的一环,其质量直接关系到建筑物的安全和稳定性。
为了有效地进行地基基础设计,必须综合考虑地质情况、建筑结构要求以及周围环境因素等多方面因素,制定科学合理的设计方案。
一、地质勘察与分析在制定地基基础设计方案之前,首先要进行地质勘察和分析。
通过对工程地区地质情况的详细调查,了解地层结构、土层特性、地下水位等信息,为后续的设计提供准确的数据基础。
地质勘察包括野外勘察、取样测试、地质测量等多项内容,必须由具备相关资质的地质专家进行。
二、荷载计算及结构设计在进行地基基础设计时,必须充分考虑建筑结构的荷载情况,包括静荷载、动荷载、风荷载等多种荷载形式。
结构设计师需要依据建筑物的用途、规模等因素进行荷载计算,并设计出符合要求的地基基础结构,确保建筑物安全可靠。
三、地基处理方案选择根据地质勘察结果和荷载计算数据,设计师需要选择适合的地基处理方案。
一般常用的地基处理方法包括灌注桩、预应力锚杆、悬吊桩等多种形式,设计师需要根据具体情况进行合理选择,并设计出相应的工程方案。
四、施工工艺与质量控制在地基基础设计方案确定后,需要进行施工工艺设计和质量控制。
施工工艺设计包括施工方法、工序、材料选用等内容,质量控制则涉及到施工监理、验收标准、质量检测等方面,确保施工过程符合设计要求,保证工程质量。
五、成本控制与风险评估地基基础设计方案的制定还需考虑到成本控制和风险评估。
设计师需要合理估算工程造价,优化设计方案,尽量降低施工成本。
同时还需要针对可能出现的风险情况进行评估和规避,确保工程进展顺利。
总而言之,地基基础设计方案是建筑工程中的关键环节,仅仅具备建筑设计资质的公司无法胜任该环节,需要专业的地质勘察及结构设计机构共同参与。
只有科学合理地制定地基基础设计方案,才能确保建筑物的安全可靠,为人们的生活和工作提供更好的保障。
软土地基的基础设计及处理方法分析软土地基一般是指抗剪强度较低、压缩性较高以及具有其它不良性质的地基土,如天然的淤泥与淤泥质土。
软土地基上的建筑物及其地基基础设计,应充分考虑软土地基的变形特征,防止其对建筑物的危害。
软土地基基础设计是否恰当关系到整个工程质量、进度和投资,结合工程实践,对存在软土地基时的基础形式、设计时应采取的措施和注意事项进行了分析。
一、基本设计原则与要求1.基本技术要求:软土工程设计应以最少的投资,最短的工期,达到设计基准期内安全运行,并满足所有的预定功能要求,即包括三个方面:预定功能要求;安全性和耐久件要求;投资和工期的经济性要求。
2.注意场地条件:防治灾害应充分搜集场地的地形、地质、水文、水文地质等资料,作为设计的依据。
场地可能的自然灾害,如暴雨、洪水、地震、滑坡、泥石流等;由于工程建设引起的灾害,如采空塌陷、抽水塌陷、边坡失稳、管涌、交水等;均应在勘察、预测和评价的基础上,采取有效防治措施。
3.合理选用岩土参数:选用岩土参数时,应注意其非均质性与参数测定方法、测定条件与工程原型之间的差异、参数随时间和环境的改变,以及出于工程建设而可能产生的变化等。
由于土体参数是随机变量与模糊量,故在划分工程地质单元的基础上,应进行统计分析,算出各项参数的平均值、标准差、变异系数;确定其特征值和设计值。
在选定测试方法时,应注意其适用性。
4.定性分析与定量分析相结合:定性分析是岩土工程分析的首要步骤和定量分析的基础,主要包括工程选址和场地适宜件评价、场地地质背景和地质稳定性评价、土体性质的直观鉴定等。
定量分析可采用解析法、图解法或数值法性,是在详细占有资料的基础上,运用较为成熟的理论和类似工程的经验,进行论证,并宜提出多个方案进行比较。
二、软土地基的设计常用处理方法1.强夯处理法:利用重锤自由落下的巨大冲力能所产生地冲击波反复夯击地基土,将夯面以下一定深度地土层夯实,以提高地基的承载力和土体的稳定性,降低压缩性,可以分为强夯置换法和强夯挤密法。
剖析地基基础的设计方法
摘要:随着我国经济建设的不断发展和科学技术的不断进步,我国的工业建设得到了极大的发展,众多工厂不断竣工。
每一间土建建筑都是由许多分部分项工程(如土石方工程、砌体工程、地基基础与桩基础土建工程、钢筋混凝土工程、结构安装工程、屋面工程、装饰工程等)组成,而地基稳固是保证建筑物安全的基础和前提。
本文就地基处理的一些措施及方法以及对地基基础的设计研究对地基基础结构进行剖析。
关键词:地基基础方法设计
一、前言
地基是指建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分地层,是指建筑物下面支承基础的土体或岩体。
作为建筑地基的土层分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。
地基有天然地基和人工地基两类。
而基础则是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构,是建筑物和地基之间的连接体。
基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。
从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。
在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基的处理,二者是密不可分的。
地基处理的好坏将直接关系到基础的选型和造价。
在地基基础设计中,基础的选型必须根据上部结构的荷载、地基土体的承载力和工程造价综合各方面的情况进行确定。
二、地基处理的一些措施及方法
常用的地基处理方法一般有孔内深层强夯法、换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。
1、强夯法
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。
对高饱和度的粉土与黏性土等地基,当采用在夯坑内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换时,应通过现场试验确定其适用性。
而且强夯施工前,应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区,进行试夯或试验性施工。
试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建设规模及建筑类型确定。
设计时还应注意的几个问题。
1.1、夯击点位置可根据建筑结构类型,采用等边三角形、等腰三角形或正方形布置。
第一遍夯击点间距可取5~9m,以后各遍夯击点间距可与第一遍相同,也可适当减小。
对于处理深度较大或单击夯击能较大的工程,第一遍夯击点间距宜适当增大。
1.2、两遍夯击之间应有一定的时间间隔。
间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。
当缺少实测资料时,可根据低级土的渗透性确定,对于渗透性较差的黏性土地基的间隔时间,应不少于3~4周;对于渗透性好的地基土可连续夯击。
1.3、夯点的夯击次数,应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量
关系曲线确定,且应同时满足下列条件:
a.最后两击的平均夯沉量不大于50mm,当单击夯击能量较大时不大于100mm。
b. 夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
c. 不因夯坑过深而发生起锤困难。
1.4强夯处理范围应大于建筑物基础范围。
每边超出基础外缘的宽度宜为设计处理深度的1/2至2/3。
并不宜小于3m。
2、振冲法分加填料和不加填料两种。
加填料的通常称为振冲碎石桩法。
振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。
对于处理不排水抗剪强度不小于20kpa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。
不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。
振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
3、强夯置换法
适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。
强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。
对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。
4、石灰桩法
适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等
地基。
用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。
该法不适用于地下水下的砂类土。
另外在确定地基处理方案时,宜选取不同的多种方法进行比选。
对复合地基而言,方案选择是针对不同土性、设计要求的承载力提高幅质、选取适宜的成桩工艺和增强体材料。
三、土建设计还应加强对地基基础的设计研究
房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑,选择经济合理的基础型式。
砌体结构优先采用刚性条形基础,如灰土条形基础、cl5素混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础和四合土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。
多层内框架结构,如地基土较差时,中柱宜选用柱下钢筋混凝土条形基础,中柱宜用钢筋混凝土柱。
框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小<可采用单独柱基,在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》第6.1.1l条设柱基拉梁。
无地下室、地基较差、荷载较大为增强整体性,减少不均匀沉降,可采用十字交叉梁条形基础。
如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求,又不宜采用桩基或人工地基时,可采用筏板基础(有梁或无梁)。
框架结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降要求严、防水要
求高、柱网较均匀,可采用箱形基础;柱网不均匀时,可采用筏板基础。
有地下室,无防水要求,柱网、荷载较均匀、地基较好,可采用独立柱基,抗震设防区加柱基拉梁。
或采用钢筋混凝土交叉条形基础或筏板基础。
筏板基础上的柱荷载不大、柱网较小且均匀,可采用板式筏形基础。
当柱荷载不同、柱距较大时,宜采用梁板式筏基。
无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。
框剪结构无地下室、地基较好、荷载较均匀,可选用单独柱基,墙下条基,抗震设防地区柱基下设拉梁并与墙下条基连结在一起。
无地下室,地基较差,荷载较大,柱下可选用交叉条形基础并与墙下条基连结在一起,以加强整体性,如还不能满足地基承载力或变形要求,可采用筏板基础。
剪力墙结构无地下室或有地下室,无防水要求,地基较好,宜选用交叉条形基础。
当有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础。
高层建筑一般都设有地下室,可采用筏板基础;如地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时,采用箱形基础。
当地基较差,为满足地基强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基。
多栋高楼与裙房在地基较好(如卵石层等)、沉降差较小、基础底标高相等时基础可不分缝(沉降缝)。
当地基一般,通过计算或
采取措施(如高层设混凝土桩等)控制高层和裙房间的沉降差,则高层和裙房基础也可不设缝,建在同一笺基上。
施工时可设后浇带以调整高层与裙房的初期沉降差。
当高层与裙房或地下车库基础为整块筏板钢筋混凝土基础时,在高层基础附近的裙房或地下车库基础内设后浇带,以调整地基的初期不均匀沉降和混凝土初期收缩。
四、总结
地基和基础都属于地下隐蔽工程,建筑工程竣工后难以检查,一旦发生事故,难以补救,甚至造成灾难性后果。
所以在前期应做好基础结构设计,而且选用合理的施工方法,采取有效的技术措施,并按施工验收规范和操作规范的要求严格认真进行施工,才能确保建筑工程的质量。
参考文献:
【1】陈仲颐,叶书麟主编.《基础工程学》[m].北京:中国建筑工业出版社,1990
【2】《地基及基础》第3版中国建筑出版社
【3】《建筑地基基础勘察设计规范》dbj13-17-91。