基础说
一、分类
按使用的材料分为:灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。

按埋置深度可分为:浅基础、深基础。埋置深度不超过5M者称为浅基础,大于5M者称为深基础。
按受力性能可分为:刚性基础和柔性基础。
按构造形式可分为无筋扩展基础,钢筋混凝土扩展基础(条形基础、独立基础),满堂基础和桩基础。
二、概念
1,、扩展基础:
(1)独立基础:当建筑物上部为框架结构或单独柱子时,常采用独立基础;若柱子为预制时,则采用杯形基础形式。
(2)条形基础:是基础长度远远大于宽度的一种基础形式。按上部结构分为墙下条形基础和柱下条形基础。
  基础的长度大于或等于10倍基础的宽度。
  条形基础的特点一,布置在一条轴线上且与两条以上轴线相交,有时也和独立基础相连,但截面尺寸与配筋不尽相同。
  条形基础的特点二,横向配筋为主要受力钢筋,纵向配筋为次要受力钢筋或者是分布钢筋。主要受力钢筋布置在下面。
  墙下条形基础和柱下独立基础(单独基础)统称为扩展基础。扩展基础的作用是把墙或柱的荷载侧向扩展到土中,使之满足地基承载力和变形的要求。扩展基础包括无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。
  无筋扩展基础。无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的无需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础。无筋基础的材料都具有较好的抗压性能,但抗拉、抗剪强度都不高,为了使基础内产生的拉应力和剪应力不超过相应的材料强度设计值,设计时需要加大基础的高度。因此,这种基础几乎不发生挠曲变形,故习惯上把无筋基础称为刚性基础。
  无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。无筋扩展基础的抗拉强度和抗剪强度较低,因此必须控制基础内的拉应力和剪应力。结构设计时可以通过控制材料强度等级和台阶宽高比(台阶的宽度与其高度之比)来确定基础的截面尺寸,而无需进行内力分析和截面强度计算。图9-3所示为无筋扩展基础构造示意图,要求基础每个台阶的宽高比(b2:h)都不得超过《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中表8.1.2中所列的台阶宽高比的允许值(可用图中角度α的正切tanα表示)。设计时一般先选择适当的基础埋深和基础底面尺寸,设基底宽度为b,则按上述要求,基础高度应满足下列条件:
由于台阶宽高比的限制,无筋扩展基础的高度一般都较大,但不应大于基础埋深,否则,应加大基础埋深或选择刚性角较大的基础类型(如混凝土基础),如仍不满足,可采用钢筋混凝土基础。
2满堂基础:当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、独立基础不能满足地基要求时,常将这个建筑物的下部做成整块钢筋混凝土基础,成为满堂基础。按构造又分为伐形基础和箱形基础两种。
(1)伐形基础:是埋在地下的连片基础,适用于有地下室或地基承载力较低、上部传来的荷载较大的情况。但造价相对桩基础而言高些,适用于高层基础,它整体性好,便于施工。
筏形基础分为梁板式筏板基础和平板式筏板基础,一般用于地基承载力比较低,地质条件较差,如地下溶洞等;或当用独立基础及条形基础无法满足时采用;适用于持力层较浅,土层分布较均匀。
(2)箱形基础:当伐形基础埋深较大,并设有地下室时,为了增加基础的刚度,将地下室的底板、顶板和墙浇制成整体箱形基础。箱形的内部空间构成地下室,具有较大的强度和刚度,多用于高层建筑。
3、桩基础:当建造比较大的工业与民用建筑时,若地基的软弱土层较厚,采用浅埋基础不能满足地基强度和变形要求,常采用桩基。桩基的作用是将荷载通过桩传给埋藏较深的坚硬土层,或通过桩周围的摩擦力传给地基。按照施工方法可分为钢筋混凝土预制桩和灌注桩。且价格便宜。
(1)钢筋混凝土预制桩:这种桩在施工现场或构件场预制,用打桩机打入土中,然后再在桩顶浇注钢筋混凝土承台。其承载力大,不受地下水位变化的影响,耐久性好。但自重大,运输和吊装比较困难。打桩时震动较大,对周围房屋有一定影响,另外,如遇上太硬的持力层层,会出现断桩的情况。(价格便宜)
(2)钢筋混凝土灌注桩:分为套管成孔灌注桩、钻孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩三类。
人工挖孔桩:具有设备简单、施工速度较快、造价低、能直接检验桩底持力层的特性。桩身质量易于控制、桩基质量可靠度较高等优点。但危险性较高,有满足建筑荷载的桩端承载力,且必须将地下水降到桩端以下。
4、刚性基础:是指抗压强度较高,而抗弯和抗拉强度较低的材料建造的基础。所用材料有混凝土、砖、毛石、灰土、三合土等,一般可用于六层及其以下的民用建筑和墙承重的轻型厂房。
5、柔性基础:用抗拉和抗弯强度都很高的材料建造的基础称为柔性基础。一般用钢筋混凝土制作。这种基础适用于上部结构荷载比较大、地基比较柔软、用刚性基础不能满足要求的情况。
6、复合地基:复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,加固区是由基体(天然地基土体或被改良的天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。在荷载作用下,基体和增强体共同承担荷载的作用。
 根据复合地基荷载传递机理将复合地基分成竖向增强体复合地基和水平向增强复合地基两类,又把竖向增强体复合地基分成散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基三种。
 代表:
(1)螺杆桩高强度复合地基简介(CFG桩)
  螺杆桩复合地基是不同长度的桩体组成的桩体复合地基。在荷载作用下,地基中的附加应力随着深度增加而减少,为了更有效地利用复合地基中桩体的承载潜能,在桩体复合地基中,可以取不同长度的桩体以适应附加应力由上而下减小的特征。
  采用一定的组合形式,将桩间土、褥垫层一起形成复合地基,共同分担一部分轴向荷载及水平荷载,共同协调变形。
(2)螺杆桩复合地基的优点
A、螺杆桩复合地基在地基中形成平面及空间合适的刚度梯度,从而获得了高强度的复合地基。
B、螺杆桩复合地基中形成了土的三维应力状态,使土的强度高于其自身承载力的基本值,从而使土的参与工作系数大于1,这是任何其它类型复合地基无法实现的。
C、螺杆桩复合地基中优化的竖向刚度,使之形成了三层地基,从而减小了复合地基的沉降。特别是它有效地解决了建筑物或构筑物的不均匀沉降问题。
D、螺杆桩复合地基的设计可以有效降低地震力对结构的影响,同时,即使在建筑物过大水平位移情况下,仍可以有效的传递垂直荷载,并由于加固后消除了可液化土层,从而可以广泛地应用于地震区。
E、螺杆桩复合地基可以采用国内具有的机械施工,因而具备了设备及工艺的广泛适应性。
F、螺杆桩复合地基适合需要人工方法提高 其承载力的土层。如:杂填土、大孔隙土、淤泥质土、膨胀土、湿陷性黄土、松散状粉砂土,各种陆相、海相沉积或其陆、海相沉积互层。
G、螺杆桩复合地基可以大幅度提高地基承载力、改善桩间土性能、减小沉降,因而可以广泛应用于高层建筑物以及机场、堆场、路基工程、桥梁基础、储油罐等工程的地基处理。
H、螺杆桩复合地基中螺杆桩可用常规的建材,因此有材料来源广泛、材料廉价的特点。
I、螺杆桩复合地基检测验收方法符合国家规范的要求。
(3)螺杆桩复合地基的优越性
A、大幅度节省投资 :与普通桩基和其它类型复合地基相比,可节约造价。
B、强度高 :处理后的螺杆桩复合地基可用于高层与超高层建筑。
C、工期短、工艺简单:平均施工工期比普通钻孔桩桩基础缩短三分之一以上。
D、沉降小 :据对已完工项目的沉降观测统计:沉降量在5—25㎜,特别是它有效地解决了不均匀沉降问题。
E、应用范围 :可应用于高层建筑、多层建筑、机场、大型储罐、堆场、路基、桥梁基础等多种建设工程。
F、适用多种土层 :适用于需要采用桩基础或需要地基处理的土层。
G、良好的抗震性:螺杆桩复合地基中刚性加筋穿过液化层,并可有效的传递垂直荷载,通过垫层的弹性联接、桩、土的三维应力状态均大大提高了建筑物的抗震性。
H、地基承载力的可补性:当天然地基承载力较高,但仍不能满足上部建筑的需要时,则螺杆桩复合地基可以充分利用原天然地基承载力,以缺多少补多少的新概念,使地基强度大幅度提高。
I、上部结构的设计、施工条件可大大改善:螺杆桩复合地基可以完全满足上部结构设计单位提出的承载力和沉降要求,这些要求在本所的地基交付时,将得到政府质检部门的严格验收。因此,选用螺杆桩复合地基后,可使上部结构的设计单位仅需向我所提供的地基视为高强度均匀地基,使得上部结构设计、施工条件大为改善。
三、影响基础选型的因素
影响基础选型的因素很多,主要有建筑物性质及荷重、场地工程地质条件、水文地质条件、建筑物的基础埋深、;邻近建筑基础类型的选取及施工条件限制等。在工程实践中应根据不同的工程特点进行基础选型,但应在确保建筑物安全使用的前提下本着方便施工和节省投资的原则选择经济合理的基础类型。

经济上比较(造价由低到高):天然基础-独立基础-条形基础-桩基础-筏形基础-箱形基础

四、案例分析
1,工程为一单层轻钢厂房,50x120m,长方向大部分区域粉质粘土层埋藏很浅,只有小部分有较厚覆土(达到12米深).我准备大部分采用柱下独立基础,覆土较厚的地方则采用桩基础,那么两种基础的交接位是否需要设缝,如果设缝的话,缝两边的基础如何做?希望有经验的朋友多多指教,谢谢
2,请教一个结构是否能有两种基础形式,并且挖深不同?
我现在在做一个三层高的商场,因为地域限制,该商场为长条状,故由沉降缝分为三部分。现在一、二部分有地下室,深4.8米,第三部分没有,上部结构层数相同。周围有建筑物,约4米距离。考虑地下室防水,故采用筏板基础,可是第三部分是否能单纯采用独立基础,这样可以不用挖过深,对周围住宅楼和商业楼也安全。可是这毕竟是一个建筑物,不知道能不能这样做,一边挖6米做筏板,一边挖3.5米做独立基础,还是把独立基础降到6米,采用两种基础形式,挖深一样?还是统一用筏板,第三部分填土到0.000?哪一种更经济,也更考虑实际情况,请各位专家
同一个建筑不可以用不同的基础形式。地基规范明白规定了但可以把第三部分完全脱开
3,8米厚填土地基,选哪种基础形式最经济合理?
现有5层学生宿舍地基,场地上覆填土约6—8米,填土下为粘性土和砂质粘性土,厚度分别为约3米及5米,粘性土和砂质粘性土的承载力特征值为140KPa和160KPa。是该换填呢还是搅拌桩处理,或者采用混凝土管桩?请问该采用哪种基础形式最经济合理啊?
夯实,达到你的设计承载力。2. 压密注浆3. 复核地基(包括粉喷桩、高压旋喷桩、方桩小短桩等等)4. 索性采用桩基础。5. 换土。6. 化学加固方法可能还有,关键是技术经济分析,你得了解市场价格行情,然后把几个方案给业主做比较

4,请教拟建在天然岩石上的高层建筑的基础形式
近来看到一份地质勘察报告,对20层的短肢剪力墙住宅(50多米高)建议采用柱(墙)独立基础,因为岩石埋深在4米内,而且比较完整。但查了查以往的图纸,能见到的一般都是在12层以下的小高层。不知有哪位高手提点建议?感激中!
这么好得条件不用墙下条基就浪费了,能省不少钱,结构也好作
可用条形基础。局部可用独立基础。注意冲切及剪切计算。
这么好得条件不用墙下条基就浪费了,能省不少钱,结构也好作
5,地下室基础的做法
我们公司在深圳,二期项目是一栋上部18层,两层地下室结构,现在地质勘探结果出来了,地质比较复杂,微风化岩基本都分布在设计地下室底标高50m以下,部分在60m,还有局部溶洞,在设计底标高下20m内基本都是强风化,所以基础的选择就比较难,主要要是需要选择比较优化的方案,一般的在我们这边基础主要是人工挖孔桩,但是现在要挖到微风化就不可能了,太深。我想请教这里的朋友,象这个的基础持力层分布比较深,除了桩基础,还有没有比较经济的基础处理方法。
6,不同基础类型在高层中的应用
大家好,我做高层框架剪力墙结构,地基承载力特征值800kPa,柱下采用独立基础,剪力墙采用筏板,怎么建模?此外,要是手算,那么怎么考虑局部筏板的偏心距
1尽量采用一种基础形式,可以统一采用筏板基础,因为独立基础对于调整基础不均匀沉降作用很弱。如果,地基土层力学指标非常好,压缩性很低,地基差异变形非常小,也可以采用柱下独立基础,在JCCAD中可以建立此模型,局部筏板的偏心,软件也能自动计算。
2最好采用同一种基础形式,如果结构高度不是很高而,持力层较浅,且土体的压缩性不大的话可以采用柱下独立基础,剪力墙采用条形基础。如果上部荷载较大或是地耐力较低则采用筏板基础,如果持力层较深,则易选择桩基础或是桩筏基础(包括多桩承台或是承台梁基础)。这主要看你的地址勘探报告了。如果上部结构差异较大,建议也采用桩基的形式,因为浅基础抗不均匀沉降的能力和整体变形的能力较差。
7,基础的埋置深度,应按下列条件确定:  1.建筑物的用途,有无地下室、设备基础和地下设施,基础的形式和构造;  2.作用在地基上的荷载大小和性质;  3.工程地质和水文地质条件;  4.相邻建筑物的基础埋深;  5.地基土冻胀和融陷的影响。高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18~1/20。 位于岩石地基上的高层建筑,其基础埋深应满足抗滑要求

 

8,基础会审记录

(1).在柱下扩展基础宽度较宽(大于4米)或地基不均匀及地基较软时宜采用柱下条基。并应考虑节点处基础底面积双向重复使用的不利因素,适当加宽基础。 (2).当基础下有防空洞或枯井等时,可做一大厚板将其跨过。 (3).混凝土基础下应做垫层。当有防水层时,应考虑防水层厚度。 (4).建筑地段较好,基础埋深大于3米时,应建议甲方做地下室。地下室底板,当地基承载力满足设计要求时,可不再外伸以利于防水。每隔30~40米设一后浇带,并注明两个月后用微膨胀混凝土浇注。设置地下室可降低地基的附加应力,提高地基的承载力(尤其是在周围有建筑时有用),减少地震作用对上部结构的影响。不应设局部地下室,且地下室应有相同的埋深。可在筏板区格中间挖空垫聚苯来调整高低层的不均匀沉降。 (5).地下室外墙为混凝土时,相应的楼层处梁和基础梁可取消。 (6).抗震缝、伸缩缝在地面以下可不设缝,连接处应加强。但沉降缝两侧墙体基础一定要分开。 (7).新建建筑物基础不宜深于周围已有基础。如深于原有基础,其基础间的净距应不少于基础之间的高差的1.5至2倍,否则应打抗滑移桩,防止原有建筑的破坏。建筑层数相差较大时,应在层数较低的基础方格中心的区域内垫焦碴来调整基底附加应力。 (8).独立基础偏心不能过大,必要时可与相近的柱做成柱下条基。柱下条形基础的底板偏心不能过大,必要时可作成三面支承一面自由板(类似筏基中间开洞)。两根柱的柱下条基的荷载重心和基础底板的形心宜重合,基础底板可做成梯形或台阶形,或调整挑梁两端的出挑长度。 (9).采用独立柱基时,独立基础受弯配筋不必满足最小配筋率要求,除非此基础非常重要,但配筋也不得过小。独立基础是介于钢筋混凝土和素混凝土之间的结构。面积不大的独立基础宜采用锥型基础,方便施工。 (10).独立基础的拉梁宜通长配筋,其下应垫焦碴。拉梁顶标高宜较高,否则底层墙体过高。 (11).底层内隔墙一般不用做基础,可将地面的混凝土垫层局部加厚。 (12).考虑到一般建筑沉降为锅底形、结构的整体弯曲和上部结构和基础的协同作用,顶、底板钢筋应拉通(多层的负筋可截断1/2或1/3),且纵向基础梁的底筋也应拉通。 (13).基础平面图上应加指北针。 (14).基础底板混凝土不宜大于C30,一是没用,二是容易出现裂缝。 (15).可用JCCAD软件自动生成基础布置和基础详图。生成的基础平面图名为JCPM.T,生成的基础详图名为JCXT?.T。 (16).基础底面积不应因地震附加力而过分加大,否则地震下安全了而常规情况下反而沉降差异较大,本末倒置。

9,地基设计中的沉降计算为了保证建筑物的安全和正常使用,对建在可压缩地基上的建筑物,尤其是比较重要的建筑物在地基设计时必须计算其可能产生的最大沉降量和沉降差,确保在规范所规定的允许范围内,否则就必须采取加固改善地基的工程措施或改变上部结构物和基础的设计。


10,浅谈如何处理基础沉降缝建筑物在错层部位,荷载相差较大;在地基不均匀,土层坡度较大或长高比太大,超过规范规定的容许值时,必须设置沉降缝。沉降缝处理的合理与否,关系到工程的经济与安全。下面将我所几年来对沉降缝处理的认识总结一下,以便交流。    一、偏心式基础:当荷载较小,地基承载力又相对较高,可采用偏心基础设置沉降缝(假设沉降缝两侧墙体为240mm),。   偏心式基础设计模型明确,施工简便,但其缺陷是所建的建筑物相对层数较少(一般三层左右)   二、跨越式基础:    对于新建建筑物,基础沉降缝最合理的设计方案为跨越式基础。具体形式如下:    该基础形式,基底反力分布比较均匀,概念清楚,并且相互独立,自由沉降。其计算依据为将条形基础分割为若干独立基础,各独立基础的面积根据各独立基础上的竖向荷载设计值确定。沉降缝两侧墙体分别砌筑在支撑在各独立基础上的连续梁上。施工时应注意拆模时必须拆除连续梁底模板,沉降缝处侧模可用聚苯板,以确保基础能相互独立,自由沉降。该基础形式施工较复杂,设计也不易表达清楚。    三、悬挑基础:在建筑物改造过程中,需要将新建物贴建于旧建筑物旁,或不便采用上述两基础形式时,可采用悬挑基础。当原有建筑物基础埋深较深时,采用该形式基础较方便。该基础形式基底反力不均匀,受力较复杂。
悬挑基础计算可近似分为两部分,一部分为悬挑梁的计算,另一部分为悬挑梁下基础宽度的计算。悬挑梁可按钢筋混凝土构件计算, 悬挑梁伸入墙内长度应不少于1--2个开间,此伸入长度不能仅满足抗倾覆要求,而主要由基础底部反力而定,具体计算这里不再叙述。悬挑梁下基础宽度的计算,我们可假设认为悬挑部分的竖向力沿开间方向传至1--2个开间(即悬挑梁伸入基础的长度),进行计算。依这样的假设,悬挑基础边缘基础底部反力较大,悬挑梁尾部基底反力趋近为零。显然此假设与实际并不吻合。实际上,悬挑梁具有相当大的刚度而与建筑物已形成一体,已不在是一单独构件。整个建筑物的结构(指砌体结构)有各层圈梁及拉接钢筋,考虑整个房屋结构的共同作用,悬挑部分的竖向力沿开间方向不可能只传1-2个开间,悬挑梁尾部基底反力也不可能趋近为零。考虑到房屋整体结构共同作用对地基的影响(如下图),我们的假设计算是偏于安全的。悬挑梁下基础宽度计算见下列剖面图。       悬挑板基础相对于悬挑梁基础来说,受力合理一些。其计算依据同悬挑梁。施工悬挑基础,拆模时同样必须拆除悬挑下所有模板支撑,以确保基础间相互独立,互不影响。以上是我们几年来处理基础沉降缝或将旧建筑物贴建于新建筑物旁的几种做法,具体设计时尚需针对具体情况灵活处理。我们认为:一、我们的认识理解尚不成熟,有些做法尚需继续推敲,请专家及同行给予指正。在对待基础问题上,应偏于保守处理为妥;二、考虑到建筑物上部结构的整体性及共同工作的特点,偏心基础及悬挑基础的假设均为偏于安全的。
二.对地质勘察报告的正确判读问题不能完全排除地质勘察报告数据出错或不够全面的可能 ,因此存在对地质勘察报告如何正确判读的问题 。 现举三例试说明之 。    1 。勘察报告未提供各种桩型的沉降估算 。 路桥某二层厂房 , 根据勘察报告建议采用 21m长沉管灌注桩 , 静载试验合格 。 但建成后尚未投入使用 , 两边墙面已出现对称的贯通墙体的斜裂缝 。 而同一厂区采用三十余米长桩的六层办公楼则无恙 。 该地质监站工程师说 ,此地多层建筑采用三十米左右长桩较可靠 。 该工程设计人员事先未考虑收集本地经验 , 又未进行沉降计算 , 确乎有点象“盲人骑瞎马”了。    2 。 勘察报告符合规范规定 , 只是未建议对采用天然地基的低层住宅控制沉降 。 余姚某三层联体式住宅的勘察报告给出持力层的fk=80kPa , 下卧层的fk=60kPa 。并建议若由于靠近民居而不能打桩的话 , 则可采用天然基础 。 但建至二层时实测平均沉降已达 70mm ,最大沉降差 37mm已超过规范规定 。 于是停下来采用锚杆静压桩按复合桩基补强 。 该工程设计人员对勘察报告判读失误的原因在于 , 未注意高档住宅的最终沉降应小于 10cm , 而当土的当量模量小于 3Mpa时欲采用天然基础 , 仍应计算沉降以便判断能否采用天然基础 。 更何况该工程的基底附加压力 62.2kPa已远远超过该处下卧层淤泥质粘土的结构强度了。    3 。勘察报告的数据局部出错 。 上海松江某二层厂房 , 根据勘察报告提供的各土层桩侧摩阻力与桩端阻力计算得单桩承载力为 500kN ; 但打完桩后静载试验所得单桩极限承载力仅为 500与750kN 。于是重新进场补桩 。再由勘察报告提供的双桥静力触探数据 , 按“JGJ94-94桩基规范”的 (5.2.7)式计算得到的单桩极限承载力为 790kN ,确与静载试验所得单桩极限承载力相近 。 由此可见勘察报告建议的各土层桩侧摩阻力与桩端阻力有误 。 然而勘察报告永远不会忘记指出 ,单桩承载力应以静载试验结果为准 。 何况勘察报告提供的双桥静力触探数据并未出错 。 该工程设计人员对勘察报告判读失误的原因在于 ,既然你为了满足业主抢进度的要求而同意先打桩后进行静载试验 , 那么为了规避由此而必然产生的风险 , 就必须采用各种方法去正确判读勘察报告提供的数据了 。舍此别无良方 。     以上所述的几点教训 , 希望对同行有所帮助 。

11,上海地区复合桩基历史点滴《复合桩基设计和施工指南》(龚晓南主编,2003年,人民交通出版社)第262页指出,上海地区于廿世纪三,四十年代建造了包括上海外滩沿江建筑的一系列高大建筑物,其中许多采用桩基(大多数用洋松木桩)。而当时桩基础设计计算方法是:承台下土体承受每平方米八吨,余下的荷载由桩群允许承载力承担。与近年来许多“桩土共同工作”的研究者提出的种种方法相比,上海廿世纪三,四十年代设计方法的计算用桩量是最少的。这些已稳固地站立了六,七十年的老建筑的工程实践表明,问题可能是我们的设计理论不完全符合实际。 我幸运地接触过一些老建筑数据与老工程师的经验。为了不割断历史,现将偶然收集的上海地区三,四十年代复合桩基的四个工程实例提供给同行,希望有点用处。 1 。 上海沪南冷库一库,建于 1932年,八层无梁楼盖,活载为 10~15kN每平方米,片筏基础,采用 18。288m长的洋松木桩共约 650根,桩端位于 Es=3.56Mpa的粘土层。该冷库一直使用到九十年代,现已改建为旅馆。基础图与地质报告见附图。 2 。上海沪南冷库二库,六层,活载为 20kN每平方米 ,条形基础,采用 3.66m长的楔形木桩。使用情况一直良好。基础图见附图。顺便说,采用这样长度的短桩,现在简直难以想象。 3 。 上海东海大楼(即上海南京东路新华书店所在大楼),原名“迟淑大楼”,由著名犹太人哈同建于三,四十年代。六层,八十年代加二层。条形基础,采用 6.1m长的木桩。又是一个现在难以想象的复合桩基。 4 。 上海河滨大楼,位于苏州河边,4.5万平方米,平面尺寸约为 19x260m。八层商住楼,片筏基础,采用2000根 15m长的木桩。上世纪八十年代还加建了三层。 复合桩基在上海地区有数十年成功与失败的经验,教训,再加上上海民用建筑设计院原软土研究室前辈们的多年默默努力,也就难怪沉降控制复合桩基的设计方法会产生在上海了。

 

 

12,天然浅基础沉降计算准确度对天然浅基础沉降计算常闻异议,认为沉降计算经常不准,因此算出来没有什么实用价值。这除了有时因为竣工沉降不大而质疑计算沉降(这可能源于将竣工沉降与最终沉降搞混了),确实也反映了一个现实:即有时计算值确实明显大于实测值。同时请注意一个重要信息,实测值明显大于计算沉降的现象对于天然浅基础尚未听说过。    现举出部分工程实测数据试图说明之。 1. 上海绢花厂,七层厂房,格筏基础,计算沉降55cm,实测推算最终沉降为59cm(沉降观测近八年); 2. 上海第五服装厂,格筏基础(按七层设计,先造五层),计算沉降(按五层)约70cm,建成后三年实测最大沉降已达48cm; 3. 上海衬衫三厂,片筏基础(按七层设计,先造五层),计算沉降(按五层)72cm,建成后六年实测平均沉降已达35cm; 4. 上海康乐大楼,箱形基础,十二层,计算沉降21cm,实测推算最终沉降为16cm; 5. 上海四平大楼,箱形基础,十二层,计算沉降21cm,实测推算最终沉降为12cm; 6. 上海华盛大楼,箱形基础,十二层,计算沉降19.2cm,实测推算最终沉降为24cm; 7. 上海胸科大楼,箱形基础,十层,计算沉降49. 2cm,竣工时沉降已达35cm; 8. 温州华侨饭店,条形基础,虽然采用1.2m厚的砂垫层解决地基土的强度问题,但当然不可能解决沉降问题,实测沉降历时二十年,计算沉降130cm,实测推算最终沉降为113cm; 9. 上海衡器厂,片筏基础,三层厂房,计算沉降37cm,竣工时沉降6cm,且数年后回访目测发现沉降无明显增加; 10. 上海部分浅层粉土地区(粉土厚6~9m,下卧层为软土),六~七层住宅采用天然浅基础,实测沉降量明显小于计算沉降。    由上述工程实例可知,相当部分的天然浅基础计算沉降与实测推算最终沉降还是符合得较好的。    有的工程如上海衡器厂的实测沉降明显小于计算值,原因有二:该厂房建于单层厂房旧址上,地基土已经固结;其次,该工程的基底附加压力为56kPa,小于软弱下卧层淤泥质粘土的结构强度(60kPa)。可见实测值小于计算值并非事出无因。    浅层粉土地区多层建筑的计算沉降远小于实测值一事,据《上海岩土工程勘察规范(DBJ08-37-94)》介绍,与该地区土层的应力历史对粘性土压缩性的影响有关。该规范还提供一套分别用于正常固结土,超固结土,欠固结土计算沉降的公式,并通过一些工程实例验算,证实计算沉降与实测值较为接近。    总之,只要掌握了土层的应力历史,计算沉降还是能够反映实际情况的。即使计算值有所偏差,也是偏于保守。因此不能说天然浅基础的沉降计算没有实用价值。比如“设计反思录一 : 软土地区低层建筑的沉降计算”所述的余姚某三层联体式住宅,若事先计算出未乘以经验系数的沉降值为45cm,那么即使经验系数取为0.5,则最终沉降还将达到20多厘米。由此就应觉得该工程采用片筏基础的风险太大,可以考虑选用箱形基础或复合桩基了。 
13,.中短桩复合桩基的经验与教训上海地区廿世纪五十年代后期起,多层建筑地基由强度控制,多采用天然浅基础。到了八十年代,因沉降较大影响使用,而开始注意控制沉降量;加之六,七层的住宅,其基底附加压力常超过软弱下卧层强度,于是开始另寻途径。    三,四十年代的老建筑多采用桩尖未达到暗绿色硬土层的“悬桩式”中短桩复合桩基,情况似乎都不错;老工程师又有“桩间土承担30%,桩承担70%”的传统经验,于是一些多层建筑逐步开始采用“悬桩式”中短桩复合桩基。近十年的实践,有经验也有教训。现介绍一些典型的工程实例。    1. 上海新成五金厂与肇方塑料厂,二幢六层厂房,筏基加八米短桩,桩端土为淤泥质粘土,竣工时沉降约10cm,数年后目测沉降已超过20cm。    2. 上海第二服装厂,五层厂房,筏基加八米短桩,桩端土为淤泥质粘土,竣工时沉降约20cm,数年后目测沉降已超过30cm。值得注意的是,该厂房长达80米,虽然沉降较大,但完全没有出现因沉降差引起的裂缝。而附近采用天然浅基础的厂房均有裂缝,无一例外。这说明短桩复合桩基能够调整沉降差。    3. 上海东华皮件厂,四层厂房,筏基加八米短桩,桩端土为淤泥质粘土,竣工后三年实测沉降约25cm。    4. 上海梅陇小区,六层住宅,筏基加八米短桩,桩端土为淤泥质粘土,竣工时实测沉降已达15cm。但其沉降差比同一小区内采用天然浅基础的五层住宅要小些,这可以从住宅墙面上裂缝的多少与大小看出来。    5. 上海梅陇路仓库,三层,活载每平方米 10~20kN,条基加六米短桩,桩端土为粉砂,下卧层为淤泥质粘土。竣工时实测沉降小于5cm,后期几乎未增加多少沉降量。    6. 上海岚皋路5#,6# 六层住宅,条基加七米短桩,桩端土为粉砂,下卧层为淤泥质粘土。实测推算最终沉降为4cm。    7. 上海永兴路口琴厂八层商住楼,条基加6.5.米短桩,桩端土为粉砂,下卧层为粘土。竣工时沉降远小于5cm,多年来目测,沉降也没有多少发展。    8. 上海苑南华侨新村六层住宅(三幢),十七米桩,桩端土为粉砂,下卧层为粉质粘土。实测推算最终沉降为6cm。    由以上工程可以看出,当桩端土为软土时,虽然短桩复合桩基解决了强度问题,但是沉降量还是相当大。当桩端土为上海的浅层粉土时,尽管下卧层仍为软土,但实测推算最终沉降均小于10cm,令人满意。    这与三,四十年代老建筑的实践经验似乎不同。但究其原因,首先由于未能收集到老建筑的实测沉降,因而并不能说明老建筑的沉降都较小;其次,老建筑似多位于老城区,可能其土层因为数百年旧建筑与人类活动的影响,属于超固结土。如前述沪南冷库一库,表层填土厚3.9m,其物理力学指标已接近上海的表土硬壳层,而且其下还没有淤泥质土。由此看来,部分老建筑的实际沉降量可能较小这一点还是完全可以解释得通的。    事实上,目前上海在多层住宅中经常采用的0.2x0.2x16m微型桩复合桩基就仍然是桩尖未达到暗绿色硬土层的“悬桩式”中桩复合桩基,只是桩已改为由两根八米长桩接起来的十六米长桩了。这也可以说是接受了短桩复合桩基沉降量仍然较大的教训。

 

 

13,本人谈点微乎其微的看法吧。虽然人工挖孔桩存在机械化程度不高、人员安全保障措施要求高等不足之处,但由于进尺过程中可取得原样土分析、孔底可见、浇筑砼可采用普通浇筑法(避免了水下灌注)等特性,桩体施工质量隐患很少。且需求的机械设备少,施工方便。在一定条件下,施工成本也较低。由于上述原因,该工艺仍被广泛采用。在挖孔过程中,常出现以下问题:1、摩擦桩采用非砼护壁的情况时有发生。这是很严重的一种弊病,如未经发现处理而直接浇筑砼将可能造成重大质量事故。这主要是由于施工操作人员、技术人员不明理论而仅参照经验的结果。他们把端承桩的施工要求生搬了过来,殊不知摩擦桩竖向承载力的主要源泉乃来自来桩周与围土的摩擦力,如采用砖等非砼材料护壁,一是护壁材料强度低,二是护壁材料与围土空隙大,摩擦面小,将极大的降低了承载力,加大了沉降量。2、部分承包商“精”于成本控制,砼护壁用模板强度差、尺寸不准确、未适当放大,造成桩孔成型后孔规无法顺利下检,从而导致需凿护壁甚至返工。凿护壁过甚又将出现安全问题。3、地面安全措施不到位。现场外围无围护,工完后井口无遮盖。这都可能造成人身伤亡事故。以上为个人总结的小小经验,有错误之处请大家批评指正!

14,我来谈谈施工图审查中的常见问题,与大家交流交流:1.稳定性验算问题:建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物,未验算其地基稳定性。当地下水埋藏较浅,建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时,未进行抗浮验算(地下室车道、地下水池的抗浮验算比较容易漏掉)。地下室的抗浮稳定性验算要求属于强制性条文,抗浮计算时的水位应由勘察部门提供。2. 液化土层计算问题:场地存在液化土层时,未对桩基础的抗震承载力进行验算是经常发现的问题(目前桩基础大多通过现场静载荷试验确定单桩竖向承载力,对根据试验确定的承载力如何考虑液化土层的影响规范未作出规定,个人建议:抗震验算时单桩承载力可参照桩基技术规范JGJ94-94第5.2.12条的规定扣除液化土层的侧阻力)。3.负摩阻力计算问题:地面堆载、大面积填土未根据具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响。4.布桩计算问题:桩基础设计中,仅按竖向荷载作用进行布桩,未验算弯矩作用下承台底部边桩的反力。尤其是大跨度结构、框剪结构的剪力墙、剪力墙结构核心筒底部弯矩和剪力对基础承载力的影响很大,不应遗漏。对于水位较高的地下室和短肢剪力墙、大跨度结构等弯矩较大的承台底部桩基尚应验算是否存在向上的抗拔力(大跨度结构如影剧院、厂房等,柱底弯矩很大,轴力很小,计算结果甚至会出现抗拔桩,这时应加大桩距,即加大反力力臂,尽量避免出现抗拔桩。小高层建筑由于布置较少的剪力墙,且墙肢长度小,墙底弯矩大,也容易出现抗拔桩,可同样处理)。根据电算结果进行基础设计时尚应计入底层隔墙及基础梁荷重或者承台及覆土荷重。 5. 抗拔桩设计方面的问题:在地下水位较高的地下室、大跨度空旷结构、门式刚架轻型房屋钢结构厂房刚接柱脚,存在着抗拔桩受力状态,在设计中往往缺抗拔桩抗裂性验算、抗拔桩静载试验及其配筋做法等要求说明。抗拔桩设计时,桩身配筋量仅按强度要求进行计算,缺少裂缝宽度验算,按裂缝宽度控制计算结果的配筋量远大于按强度要求计算的配筋量。采用预制桩作为抗拔桩时,往往只注意桩身的抗拉强度要求,桩基与承台间连接钢筋的强度要求接桩段的裂缝宽度要求经常被忽视。6. 抗拔桩计算问题:抗拔桩配筋计算时荷载分项系数取1.0有误(审查中发现,抗浮计算时水浮力和压重分项系数均取1.0计算,当水浮力大于压重时,抗拔桩桩身配筋按“[水浮力-压重]/ 钢筋强度设计值”计算,严重错误)。7.单柱单桩、一柱两桩基础存在的问题:目前建筑工程大量采用截面尺寸较小的预应力管桩,且在多层建筑中采用单柱单桩或一柱两桩基础,柱底弯矩由基础梁和桩共同承受。单柱单桩或垂直于两桩连线方向的基础梁设计中,未考虑平衡该方向柱脚在水平风荷载或地震作用下所产生弯矩因素,基础梁两端箍筋未按框架梁抗震构造要求设置箍筋加密区(根据福建省建设厅[2003]24号文规定,单柱单桩之间或垂直于两桩连线之间的基础梁宜按框架梁要求设计),基础梁的上下主筋在桩承台内锚固长度与构造做法要求未加说明。如果桩身考虑承受上部结构传来的弯矩作用时也未进行抗弯承载力计算,存在着抗震薄弱环节,给工程留下潜在的隐患。8. 桩身配筋长度:桩身配筋长度应穿透液化土层的要求大家普遍都注意到了。对软土层(回填土、淤泥)中桩基,在软土层上、下交界面容易出现塑性铰,桩身配筋长度也应满足保证穿透软土层的要求。9. 管桩与承台间的连接节点:施工图中仅注明套用标准图,未根据标准图要求明确连接钢筋根数和型号。10.承台计算:应根据实际桩反力进行计算,有的工程桩反力统一取单桩承载力设计值进行计算不安全,在偏心荷载作用下桩反力可能大于该值(最大允许反力为单桩承载力设计值的1.2倍)。11.承台设计:套用标准图,标准图根据桩的最大竖向力设计值来确定承台型号,施工图审查时常见直接根据单桩承载力设计值确定承台型号,即把单桩承载力设计值等同于桩的最大竖向力设计值,应注意在偏心荷载作用下,边桩允许反力设计值为单桩承载力设计值的1.2倍。12. 两桩承台抗扭设计问题:两桩承台上面承受可能产生扭矩的荷载,如布置L形墙肢、承台上布置双柱(双柱合力点与桩反力合力点重合,但单柱偏心可能对承台产生扭矩),至少应在构造上考虑扭转影响(即按梁式配置箍筋),标准图《闽2004G104》中注明“两桩承台需要考虑抗扭时由单项工程设计确定”,套用标准图时应注意该问题。13.抗拔桩承台配筋问题:抗拔桩承台顶部为受拉区,有抗拔要求的承台按一般桩基受压的承台进行配筋,承台顶部受拉区未配筋;14.基础梁板配筋问题:筏基基础梁、条基基础梁或地下室底板梁的受力方向与一般楼屋面梁板不同,其梁配筋设计也采用平法表示但未附加图示说明,存在安全隐患。15.  承台周围土层处理问题:在未设置地下室的高层建筑部分,整体建筑的水平荷载作用主要由基础埋深范围内的土层承受,承台高度范围内的所有杂填土层均应进行压实处理,以承受
15-,对于基础沉降问题,我想一想一年前的那次事故仍心有余悸,现将我所遭遇的那次事故拿出来作为一个例子,希望搞基础的朋友千万要结合施工现场,慎重,再慎重!  **化肥厂浇筑改建一储氨罐的基础,原来该场地上已经有老基础,现在因为要装备的氨罐变小了,原来的老基础因跨度不同不能用了,决定将两端的老基础挖掉,浇筑新基础,中间的那个老基础保留,而在设计中,设计人员按照老基础的地质条件设计为2100*1800的独立锥形基础,但是在施工现场,对两端拆除的老基础进行挖掘的时候,在大概1.2米左右,发现了与短边平行靠近一端有一条形基础,经确认,是以前厂房的基础,于是施工一方要求设计方重审方案,甲方由于赶时间也催的比较紧,最后经设计人员同意决定将原条基保留,条基旁边挖到持力层,全部用毛石混凝土垫起来,再浇注基础。   事故发生在氨罐安装后半年左右,发生氨泄露,遭成该厂多名工人中毒,两名工人死亡。幸亏该厂处于郊区,不然后果难已想象。后经分析,主要是因为新基础发生倾斜沉降,再加上新老基础沉降不均,引起氨罐顶部输送管道被扭动撕裂造成。我作为该工程的施工管理人员虽然因为曾发现基础问题,而没被追究责任,但那种后怕象一把高悬在头顶的剑时时提醒着我,责任与安全,希望所有搞基础的朋友要多跑跑现场,结合实际,不能凭经验想当然。基础沉降要有讲究,特别是独立基础,其下的持力层一定要相同,绝不能一边软一边硬,出现倾斜沉降,这在一般的场地很容易满足,主要针对那些拆建的,而且对于一些重要的工业设备基础,最好不要搞新老基础搭配使用

 


16,请教拟建在天然岩石上的高层建筑的基础形式
近来看到一份地质勘察报告,对20层的短肢剪力墙住宅(50多米高)建议采用柱(墙)独立基础,因为岩石埋深在4米内,而且比较完整。但查了查以往的图纸,能见到的一般都是在12层以下的小高层。不知有哪位高手提点建议?感激中
这么好得条件不用墙下条基就浪费了,能省不少钱,结构也好作
用条形基础。局部可用独立基础。注意冲切及剪切计算。


17,天然基础的处理
最近我们搞了一个山地别墅楼盘,由于地质报告不能反映现场的实际情况,设计时,我们按照地质报告显示的内容,采用了天然地基,持力层为粉质黏土层,竖向承载力特征值为220KPa。当我们开挖基槽后发现土质比较复杂,开挖到3米的时候,发现建筑物的范围内,1/3为强风化岩土,1/3为粉质黏土,剩下的为淤泥,淤泥层很厚,要全部挖掉淤泥层,还要往下淘掉3米,这样的话,基础处理相对麻烦,如果采用换填的方法,费用比较高;其他地块的地基也是大部分软弱(素填土或淤泥),部分硬(强风化岩土),处理起来相对麻烦,考虑过桩基础,但效果比较差,因为有些桩长太短(3-6米),有些基础厚淤泥层下面就是强风化岩层,容易断桩。不知道大家没有类似的经历和经验?请多多指教,小弟感恩不尽!
我曾经作过一个山地项目(四层框架),基础开挖到设计深度时候,持力层一半为强风化岩,一半为粉质粘土.勘察单位承认是勘察错误.后基础用强风化岩作持力层,按深度放阶,一半采用独立基础,一半采用桩基础.项目建成至今未出现异常.(也有认为:1)如果不是同一结构单元的话可以,如果是同一结构单元的话是不和规范两种基础形式混用,审图肯定通不过;2)尽量不采用两种基础形式,地基处理应使同一结构单元地基承载力一致;3)基础用强风化岩作持力层,按深度放阶,一半采用独立基础,一半采用桩基础.规范规定同一结构单元不宜采用二种不同形式的基础。也不是强条,在这种情况之下,主要还是要控制二种基础的沉降,如果沉降能够控制在规范允许范围之内的话也可用的,所以在此种情形下,可以一半采用独基一半采用人工挖孔桩,持力层都为强风化层,桩长小于6米时按墩基算,再计算二种基础的沉降。以沉降来控制独基底面积,在这种情形下就可以用二种基础啦.审图提供计算书。还怕不成吗?4)我设计的一半采用独立基础,一半采用桩基础,是同一结构单元.5楼引用的是抗震规范3.3.4-2.在山区及丘陵地区基础设计时,多会遇到岩层顶面高差较大的问题.我个人认为:在上部结构整体刚度较好,建筑场地类别较好的情况下,满足下列要求1.建筑沉降符合规定;2.基础无相互影响;3.施工具有可行性且费用较低;4.采取相应的构造措施.可以采用二种不同形式的基础.5)对于同一结构单元,采用不同的基础形式,抗震规范相互抵触,但从目前的实践来看,很多带裙房的高层也都采用了主楼桩基础,裙房天然基础,这是成功的.即将推出的桩基新规范,也将变刚度调平的概念写入了规范.因此.我想对同一结构单元采取不同的基础形式,不是什么大问题,关键要做好强度和变形的控制.对一楼的情况,部分采取天然基础,部分采取桩基础应该还是比较可行的办法.)