軟地基基礎(chǔ)的選用與結(jié)構(gòu)特質(zhì)
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摘要：根據(jù)軟弱地基的實際情況，則從地基承載力的角度考慮，應(yīng)合理地計算選擇地基基礎(chǔ)形式，確保地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性的安全性。建筑物平面尺寸和形狀的確定，上部結(jié)構(gòu)選型，結(jié)構(gòu)形式的選擇以及周遍建筑環(huán)境都應(yīng)考慮到與軟弱地基的適應(yīng)性。在適當(dāng)可行且必要的時候，可因地制宜地對軟弱地基韋先進(jìn)行地基處理加固改良，以適應(yīng)各類不同上程結(jié)構(gòu)對地基的要求，提高地基強(qiáng)度、減少其壓縮性，改善其穩(wěn)定條件。山于地基基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)是共同上作的一個整體，因此解決軟弱地基的強(qiáng)度和變形問題的基本原則，要從加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)和地基土兩方面入手，并采用綜合治理的辦法。
關(guān)鍵詞：軟弱地基，基礎(chǔ)，變形，筏板
一、概述
概括地說，軟土地基面臨的最大的主要問題是強(qiáng)度、穩(wěn)定性、沉降以及不均勻沉降問題。當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支承上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載時，地基就會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。當(dāng)?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下，產(chǎn)生過大的變形以至影響建筑物的正常使用，特別是超過建筑物所能容許的不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)可能開裂破壞。沉降量較大時，不均勻沉降往往也較大。
山于軟土地基具有強(qiáng)度低、壓縮性大和明顯的觸變性等不良特性，對于建筑物危害很大。因此，在設(shè)計與施上中都應(yīng)給更高的充分重視。
軟弱地基十分容易出現(xiàn)沉降和不均勻沉降現(xiàn)象。特別是不均勻沉降，其危害是很大的。不均勻沉降的產(chǎn)生.可能地基本身壓縮層分布不均勻有關(guān)，也.可能是建筑物設(shè)計施上的人為因素有關(guān)。基礎(chǔ)形式選擇的不合理、基底面積的不恰當(dāng)，會造成沉降的不一致。上部結(jié)構(gòu)高度體型的選擇不當(dāng)，上部荷載的分布不利等也會造成地基的不均勻沉降。
二、軟弱地基上基礎(chǔ)的選用
軟弱地基山于其自身條件較差，故而對基礎(chǔ)要求較為嚴(yán)格。對于框架結(jié)構(gòu)，如果選擇常見的柱下單獨擴(kuò)展基礎(chǔ)形式，則柱與柱之間的沉降差異很難得到較好的把握和控制，故不推薦優(yōu)先使用這種基礎(chǔ)形式。相比而言，柱下條形基礎(chǔ)以及十字交叉基礎(chǔ)的整體性要比柱下單獨擴(kuò)展基礎(chǔ)形式好的多，調(diào)整不均勻沉降變形的能力要好，故可以選作軟土地基上框架結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)方案。
即使是采用柱下條形基礎(chǔ)和交叉基礎(chǔ)等連續(xù)基礎(chǔ)的情況下，軟弱地基也常常有不均勻沉降或不均勻沉降的趨勢發(fā)生。地基的不均勻沉降或不均勻沉降趨勢會自接地作用到基礎(chǔ)上，山于連續(xù)基礎(chǔ)的架越地基、調(diào)整不均勻沉降特點，不均勻沉降的趨勢得到一定程度的緩解，同時連續(xù)基礎(chǔ)發(fā)生一定程度的撓曲變形并有相應(yīng)內(nèi)力產(chǎn)生。連續(xù)基礎(chǔ)的撓曲進(jìn)一步會引起上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，韋實上是框架與連續(xù)基礎(chǔ)雙方共同發(fā)揮其剛度相適應(yīng)的作用，共同參與調(diào)整地基不均勻沉降，即基礎(chǔ)內(nèi)力向上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移。
筏板基礎(chǔ)也是常用于軟弱地基上的一種基礎(chǔ)形式。筏板基礎(chǔ)以其成片覆蓋于建筑物地基的較大面積和完整的平面連續(xù)性為明顯特點，它不僅滿足軟弱地基的承載力要求，減少地基的附加應(yīng)力和不均勻沉降，還具備跨越地下淺層小洞穴和局部軟弱層，增強(qiáng)建筑物整體性以及抗震性能等特點。按照所支承的上部結(jié)構(gòu)類型分，有用于磚砌體承重結(jié)構(gòu)房屋的墻下筏板基礎(chǔ)和用于框架、剪力墻結(jié)構(gòu)的柱下筏板基石出。
筏板基礎(chǔ)如果平面尺寸很小，厚度相對而言較大，則其整體抗彎剛度較好。在軟弱地基發(fā)生沉降時，筏板基礎(chǔ)整體保持剛體下沉，危害并不大:縱使軟弱地基分布不均勻、上部荷載的不利分布或使用中的種種問題造成地基不均勻沉降，山于筏板基礎(chǔ)剛度十分良好，其調(diào)整不均勻沉降的特點充分體現(xiàn)，表現(xiàn)出來也是筏板基礎(chǔ)的整體傾斜。但具體上程實際中，筏板基礎(chǔ)往往平面面積較大，而厚度卻有限，造成它只有有限的抗彎剛度，無力調(diào)整過大的沉降差異。這時，在地基不均勻沉降情況發(fā)生時，筏板基礎(chǔ)不僅有沉降和傾斜的反應(yīng)，還有其自身的撓曲機(jī)理發(fā)生。而山于建筑物上部結(jié)構(gòu)的存在，筏板基礎(chǔ)本身的變形受著上部結(jié)構(gòu)共同作用的制約。也就是筏板基礎(chǔ)將自身的反應(yīng)傳遞、作用于上部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)一面是隨筏板基礎(chǔ)的沉降和傾斜做整體剛體位移運動，另一面就是
山于制約筏板基礎(chǔ)的變形而相應(yīng)地產(chǎn)生的變形，并山此形成次生內(nèi)力。
三、上部結(jié)構(gòu)對軟弱地基變形的適應(yīng)性
軟弱地基除了承載能力的較差的缺點之外，還有很重要的一個缺點就是在承載狀態(tài)下生的壓縮變形量大，而且容易產(chǎn)生較大的不均勻沉降。這些特點就要求上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計施上必須考慮到這些不利因素，盡量地適應(yīng)軟弱地基的這些特點。一般情況，對軟弱地基實施地基處理的主要口的，一是提高原地基的承載能力，這是從受力的角度考慮:二是改善地基土的材料屬性，從土的本構(gòu)關(guān)系角度講，就是增大變形模量、壓縮模量，從而降低地基土層的壓縮性，減少建筑物作用于地基時產(chǎn)生的沉降以及差異沉降，這是從變形的角度考慮的。
軟弱地基的變形將通過基礎(chǔ)的中介影響到上部結(jié)構(gòu)，從而涉及到上部結(jié)構(gòu)適應(yīng)地基變形能力的問題。不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu)形式，其適應(yīng)地基不均勻沉降的能力差別就很大。當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)為砌體結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)時，不論建筑物基礎(chǔ)為何種形式，上部結(jié)構(gòu)始終是不適應(yīng)不均勻沉降的。比如當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)下為剛性條形墻擴(kuò)展基礎(chǔ)，山于基礎(chǔ)本身抵抗不均勻沉降的能力就很差，所以地基不均勻沉降的效應(yīng)會很自接地影響到上部，而上部的砌體結(jié)構(gòu)不適應(yīng)不均勻沉降變形。如果基礎(chǔ)選擇為整體性和剛度稍好的筏板基礎(chǔ)，地基不均勻沉降問題的表現(xiàn)雖然會得到某種程度的減輕，但是山于筏板基礎(chǔ)自身撓曲等變形仍然是客觀存在的，建立在筏板基礎(chǔ)上的砌體結(jié)構(gòu)還是會面臨不均勻沉降下的一系列問題。相比而言，在地基不均勻沉降情況下，框架結(jié)構(gòu)適應(yīng)不均勻沉降的的能力要比無筋砌體結(jié)構(gòu)略強(qiáng)。
四、結(jié)論
常規(guī)方法的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通常總是把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者作為彼此離散的獨立結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行力學(xué)分析。這樣雖然滿足靜力平衡條件，但卻完全忽略了三者之間受荷前后的變形連續(xù)性。而實際的情況是地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三者相互聯(lián)系成整體共同作用來承擔(dān)荷載而發(fā)生變形的。這時三部分都將按各自的剛度對變形產(chǎn)生相互制約作用，從而使整個體系的內(nèi)力和變形發(fā)生變化。因此，當(dāng)?shù)鼗浫?、結(jié)構(gòu)物對不均勻沉降敏感時，上述常規(guī)分析方法就與實際情況的差別就很顯著了。所以，對于軟弱地基上基礎(chǔ)的選擇和上部結(jié)構(gòu)對軟弱地基的變形的適應(yīng)研究室非常重要的。
參考文獻(xiàn)
[1]楊位洸.地基及基礎(chǔ).北京:中國建筑上業(yè)出版社，1998
[2]胡穎華.如何減少軟弱地基上建筑物的不均勻沉降.銅業(yè)程出版社，2000,3
[3]原會民，陳雪峰.砌體結(jié)構(gòu)房屋常見裂縫原回分析及治理.山西建筑出版社，2003
關(guān)鍵詞：軟弱地基，基礎(chǔ)，變形，筏板
一、概述
概括地說，軟土地基面臨的最大的主要問題是強(qiáng)度、穩(wěn)定性、沉降以及不均勻沉降問題。當(dāng)?shù)鼗目辜魪?qiáng)度不足以支承上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載時，地基就會產(chǎn)生局部或整體剪切破壞。當(dāng)?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下，產(chǎn)生過大的變形以至影響建筑物的正常使用，特別是超過建筑物所能容許的不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)可能開裂破壞。沉降量較大時，不均勻沉降往往也較大。
山于軟土地基具有強(qiáng)度低、壓縮性大和明顯的觸變性等不良特性，對于建筑物危害很大。因此，在設(shè)計與施上中都應(yīng)給更高的充分重視。
軟弱地基十分容易出現(xiàn)沉降和不均勻沉降現(xiàn)象。特別是不均勻沉降，其危害是很大的。不均勻沉降的產(chǎn)生.可能地基本身壓縮層分布不均勻有關(guān)，也.可能是建筑物設(shè)計施上的人為因素有關(guān)。基礎(chǔ)形式選擇的不合理、基底面積的不恰當(dāng)，會造成沉降的不一致。上部結(jié)構(gòu)高度體型的選擇不當(dāng)，上部荷載的分布不利等也會造成地基的不均勻沉降。
二、軟弱地基上基礎(chǔ)的選用
軟弱地基山于其自身條件較差，故而對基礎(chǔ)要求較為嚴(yán)格。對于框架結(jié)構(gòu)，如果選擇常見的柱下單獨擴(kuò)展基礎(chǔ)形式，則柱與柱之間的沉降差異很難得到較好的把握和控制，故不推薦優(yōu)先使用這種基礎(chǔ)形式。相比而言，柱下條形基礎(chǔ)以及十字交叉基礎(chǔ)的整體性要比柱下單獨擴(kuò)展基礎(chǔ)形式好的多，調(diào)整不均勻沉降變形的能力要好，故可以選作軟土地基上框架結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式的基礎(chǔ)方案。
即使是采用柱下條形基礎(chǔ)和交叉基礎(chǔ)等連續(xù)基礎(chǔ)的情況下，軟弱地基也常常有不均勻沉降或不均勻沉降的趨勢發(fā)生。地基的不均勻沉降或不均勻沉降趨勢會自接地作用到基礎(chǔ)上，山于連續(xù)基礎(chǔ)的架越地基、調(diào)整不均勻沉降特點，不均勻沉降的趨勢得到一定程度的緩解，同時連續(xù)基礎(chǔ)發(fā)生一定程度的撓曲變形并有相應(yīng)內(nèi)力產(chǎn)生。連續(xù)基礎(chǔ)的撓曲進(jìn)一步會引起上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，韋實上是框架與連續(xù)基礎(chǔ)雙方共同發(fā)揮其剛度相適應(yīng)的作用，共同參與調(diào)整地基不均勻沉降，即基礎(chǔ)內(nèi)力向上部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移。
筏板基礎(chǔ)也是常用于軟弱地基上的一種基礎(chǔ)形式。筏板基礎(chǔ)以其成片覆蓋于建筑物地基的較大面積和完整的平面連續(xù)性為明顯特點，它不僅滿足軟弱地基的承載力要求，減少地基的附加應(yīng)力和不均勻沉降，還具備跨越地下淺層小洞穴和局部軟弱層，增強(qiáng)建筑物整體性以及抗震性能等特點。按照所支承的上部結(jié)構(gòu)類型分，有用于磚砌體承重結(jié)構(gòu)房屋的墻下筏板基礎(chǔ)和用于框架、剪力墻結(jié)構(gòu)的柱下筏板基石出。
筏板基礎(chǔ)如果平面尺寸很小，厚度相對而言較大，則其整體抗彎剛度較好。在軟弱地基發(fā)生沉降時，筏板基礎(chǔ)整體保持剛體下沉，危害并不大:縱使軟弱地基分布不均勻、上部荷載的不利分布或使用中的種種問題造成地基不均勻沉降，山于筏板基礎(chǔ)剛度十分良好，其調(diào)整不均勻沉降的特點充分體現(xiàn)，表現(xiàn)出來也是筏板基礎(chǔ)的整體傾斜。但具體上程實際中，筏板基礎(chǔ)往往平面面積較大，而厚度卻有限，造成它只有有限的抗彎剛度，無力調(diào)整過大的沉降差異。這時，在地基不均勻沉降情況發(fā)生時，筏板基礎(chǔ)不僅有沉降和傾斜的反應(yīng)，還有其自身的撓曲機(jī)理發(fā)生。而山于建筑物上部結(jié)構(gòu)的存在，筏板基礎(chǔ)本身的變形受著上部結(jié)構(gòu)共同作用的制約。也就是筏板基礎(chǔ)將自身的反應(yīng)傳遞、作用于上部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)一面是隨筏板基礎(chǔ)的沉降和傾斜做整體剛體位移運動，另一面就是
山于制約筏板基礎(chǔ)的變形而相應(yīng)地產(chǎn)生的變形，并山此形成次生內(nèi)力。
三、上部結(jié)構(gòu)對軟弱地基變形的適應(yīng)性
軟弱地基除了承載能力的較差的缺點之外，還有很重要的一個缺點就是在承載狀態(tài)下生的壓縮變形量大，而且容易產(chǎn)生較大的不均勻沉降。這些特點就要求上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計施上必須考慮到這些不利因素，盡量地適應(yīng)軟弱地基的這些特點。一般情況，對軟弱地基實施地基處理的主要口的，一是提高原地基的承載能力，這是從受力的角度考慮:二是改善地基土的材料屬性，從土的本構(gòu)關(guān)系角度講，就是增大變形模量、壓縮模量，從而降低地基土層的壓縮性，減少建筑物作用于地基時產(chǎn)生的沉降以及差異沉降，這是從變形的角度考慮的。
軟弱地基的變形將通過基礎(chǔ)的中介影響到上部結(jié)構(gòu)，從而涉及到上部結(jié)構(gòu)適應(yīng)地基變形能力的問題。不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu)形式，其適應(yīng)地基不均勻沉降的能力差別就很大。當(dāng)建筑物上部結(jié)構(gòu)為砌體結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)時，不論建筑物基礎(chǔ)為何種形式，上部結(jié)構(gòu)始終是不適應(yīng)不均勻沉降的。比如當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)下為剛性條形墻擴(kuò)展基礎(chǔ)，山于基礎(chǔ)本身抵抗不均勻沉降的能力就很差，所以地基不均勻沉降的效應(yīng)會很自接地影響到上部，而上部的砌體結(jié)構(gòu)不適應(yīng)不均勻沉降變形。如果基礎(chǔ)選擇為整體性和剛度稍好的筏板基礎(chǔ)，地基不均勻沉降問題的表現(xiàn)雖然會得到某種程度的減輕，但是山于筏板基礎(chǔ)自身撓曲等變形仍然是客觀存在的，建立在筏板基礎(chǔ)上的砌體結(jié)構(gòu)還是會面臨不均勻沉降下的一系列問題。相比而言，在地基不均勻沉降情況下，框架結(jié)構(gòu)適應(yīng)不均勻沉降的的能力要比無筋砌體結(jié)構(gòu)略強(qiáng)。
四、結(jié)論
常規(guī)方法的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通常總是把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者作為彼此離散的獨立結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行力學(xué)分析。這樣雖然滿足靜力平衡條件，但卻完全忽略了三者之間受荷前后的變形連續(xù)性。而實際的情況是地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)三者相互聯(lián)系成整體共同作用來承擔(dān)荷載而發(fā)生變形的。這時三部分都將按各自的剛度對變形產(chǎn)生相互制約作用，從而使整個體系的內(nèi)力和變形發(fā)生變化。因此，當(dāng)?shù)鼗浫?、結(jié)構(gòu)物對不均勻沉降敏感時，上述常規(guī)分析方法就與實際情況的差別就很顯著了。所以，對于軟弱地基上基礎(chǔ)的選擇和上部結(jié)構(gòu)對軟弱地基的變形的適應(yīng)研究室非常重要的。
參考文獻(xiàn)
[1]楊位洸.地基及基礎(chǔ).北京:中國建筑上業(yè)出版社，1998
[2]胡穎華.如何減少軟弱地基上建筑物的不均勻沉降.銅業(yè)程出版社，2000,3
[3]原會民，陳雪峰.砌體結(jié)構(gòu)房屋常見裂縫原回分析及治理.山西建筑出版社，2003
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