柱下独立基础施工工序

柱下独立基础施工工序（精选7篇）

篇1：柱下独立基础施工工序

柱下独立基础施工方案

1、施工程序

定位放线→人工挖土→基坑土质验收→浇砼垫层→扎承台钢筋→支模→验收钢筋→浇筑砼→人工养护→基础砌体→验收→土方分层回填。

2、土方开挖

基坑实际开挖深度2m，按1:0.33放坡，并在承台每边留300mm宽工作面，采用机械开挖人工清理，承台间距离<1m时，即将二个承台同时挖通。局部松软外，准备木板支撑，经计算挖方及所需回填方后，净余土及时运出场外，用作回填土坡脚至槽边距离不少于1m。土方开挖过程中，将标高测量控制作为重点，防止超挖和欠挖。开挖中及时请业主、监理、设计院进行验槽，及时插入混凝土垫层施工，加快基础的施工进度。

3、基坑排水

基坑开挖后，要做好基坑内排水，在基坑边设排水沟，在角处设500×500×800的集水井，基坑周边设200×300排水沟，排水沟和集水沟井应在基础轮廓线以外，排水沟应比挖土面低0.3～0.5M，集水井应比排水沟低0.5～1M确保地下水能及时排出，基槽基坑底面无积水。在基础外设2000×2000×1000沉淀池，将水沉淀后排入市政排污管网。

4、土方开挖的注意事项

在清土完成后立即浇筑混凝土垫层，不得使基底暴露时间过长。

在开挖至基底标高时，加强标高控制，以防止出现超挖现象。

5、承台施工

按红线定位桩将轴线引至垫层面上后，准确放出柱基承台梁模板与柱子边线，再按设计间距弹线分格，严格控制承台底板钢筋绑孔间距，并按施工规范绑扎成型。KJ柱插筋绑扎成型时，必须在最下面用一道箍筋固定，就位后柱筋脚保证与底板筋点焊牢固，桩身根据工程轴线横成排，纵成列，形成网状整体用满堂钢管脚手架牢固定位，从而防止柱筋振捣移位。承台基础采用18厚九夹板，50×100木枋支模，并支撑牢固，砼等级C25采用商品砼，现场搭设钢管脚手架、竹跳板跑跳，再铺设砼输送管道，送至工作面，要确保砼强度及和易性；用插入式振捣器，每层厚度300MM，承台内振捣顺序先边角后中间，振捣密实，按施工规范要求一次成型。

柱子施工缝留于承台上表面。承台基础终凝后浇水养护,不少于14天。

篇2：柱下独立基础施工工序

对于阶梯形基础，每一台阶作为一个浇捣层，每浇筑完一台阶宜稍停0.5h~1h，待其初步获得沉实后，再浇筑上层。基础上有插筋时，应固定其位置;

2杯形基础的支模宜采用封底式杯口模板，施工时应将杯口模板压紧，在杯底应预留观测孔或振捣孔，混凝土浇筑应对称均匀下料，杯底混凝土振捣应密实;

篇3：浅谈柱下独立基础设计

独立基础是目前钢筋混凝土框架结构、工业厂房中广泛采用的一种基础形式。对柱下天然地基上的独立基础, 其主要计算内容包括3个方面:满足地基承载力要求所需要的基础底面尺寸;满足不发生冲切破坏所需要的基础高度;满足正截面抗弯要求所需要的基底受力钢筋。本文就独立基础设计时所涉及的荷载读取、独立基础拉梁设置谈几点认识。

1 独立基础设计时荷载组合类型的选用

1.1 关于《地基基础设计规范》的规定

按照GB 50007—2002《地基基础设计规范》 (以下简称《基础规范》) 的规定, 地基基础设计时, 所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定[1]:

(1) 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩数时, 传至基础或承台底面上的荷载效应, 应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。

(2) 计算地基变形时, 传至基础底面上的荷载效应, 应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合, 不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。

(3) 在确定基础或桩台高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时, 上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力, 应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合, 采用相应的分项系数。

1.2 关于《建筑抗震设计规范》的规定

根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》 (以下简称《抗震规范》) 的规定, 下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算[2]:

(1) 规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

(2) 地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑:①一般的单层厂房和单层空旷房屋;②砌体房屋;③不超过8层且高度在24 m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋;④基础荷载与③项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。

软弱黏性土层指7度、8度和9度时, 地基承载力特征值分别小于80 kPa、100 kPa和120 kPa的土层。

1.3 PKPM软件关于荷载的读取

通过对规范的简要阐述, 再结合软件, 在应用PKPM软件进行结构设计时, 不能直接用SATWE底层柱、墙、支撑最大组合内力文件 (WDCNL*.OUT) 。通过分析, 可以看出[3]:

(1) 确定基础底面积时, 应该采用正常使用极限状态下荷载效应的标准组合值, 而不是承载能力极限状态下荷载效应的基本组合。该标准组合值在 (WDCNL*.OUT) 文件中没有输出。

(2) 计算地基变形时, 要采用正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合, 不应计入风荷载和地震作用, 此值在 (WDCNL*.OUT) 文件中没有输出。

(3) 关于《抗震规范》所述的有些抗震建筑的基础, 可以不考虑地震计算作用的, 应不考虑作用在基础上的地震组合, 故应采用“恒+活”、“恒+活+风”。首先, 如果在SATWE计算中选择计算地震力, 在WDCNL*.OUT中没有单独输出“恒+活+风”组合;其次, 对于“恒+活”组合而言, 在WDCNL*.OUT中输出的也只是由可变荷载效应控制的“1.2D+1.4L”组合, 并未输出永久荷载效应控制下的“1.35D+0.98L”。而在基础设计时, 内力设计值应该是取二者的较大值。并且在通常情况下“1.35D+0.98L”组合起控制作用, 仅当楼面荷载比较大, 即活载与恒载的比值>2.8的情况下, 才取“1.2D+1.4L”。

(4) 对于柱下独立基础设计时, 即使是采用最大组合内力进行基础设计, 其计算结果也可能偏不安全, 因为根据《地基规范》中5.2.1条和5.2.2条的规定, 当偏心荷载作用时:

undefined (1)

从 (1) 式可以看出, 影响基础底面积大小的主要因素有两个, 一个是轴力, 另一个是弯矩。当某种内力为最大值时, 由此而产生的其他内力有可能很小, 比如说, 最大轴力所对应的弯矩和剪力值有可能很小, 由这种组合计算出来的基础并不一定是最不利组合计算出来的;而次轴力所对应的弯矩和剪力值有可能很大, 由这种组合计算出来的基础有可能是最不利组合计算出来的。

(5) 在进行基础设计时, 不考虑如《抗震规范》或《高规》中的增大和调整系数, 而WDCNL*.OUT文件中输出结果是调整后的值。

1.4 荷载设计值与标准值的换算

通过以上分析可知, 基础底面积计算时一般应采用标准值, 而PKPM软件底层柱、墙、支撑最大组合内力文件 (WDCNL*.OUT) 输出的是设计值, 不可以直接作为基础设计的依据。选用标准值时可采用一种简化的计算方法:设计值/换算系数=标准值。以下就换算系数的选择进行简单介绍。

过去使用旧规范时, 一般在民用建筑结构的计算中, 常需将荷载标准值换算成设计值, 近似地将恒活标准值乘以1.25的转换系数得到设计值, 这是基于旧规范恒载的分项系数1.2、活载分项系数1.4的前提。在新荷载规范中, 恒载控制时恒载的分项系数为1.35, 活载的分项系数实为1.4×0.7=0.98, 此时在将标准值换算成设计值时, 换算系数需重新考虑。过去使用旧规范时, 可近似地认为转换系数为1.25, 是恒载标准值所占总荷载标准值中的份额乘以分项系数1.2与活载标准值所占总荷载标准值中的份额乘以分项系数1.4这两者之和, 也就是设计值, 再除以恒载和活载标准值之和的比值的结果。据此可反算出恒载标准值所占总荷载标准值中的份额和活载标准值所占总荷载标准值中的份额 (或者叫权重) 。据此权重, 可计算出2002年新规范恒载控制时的转换系数, 即恒载的分项系数为1.35, 活载的分项系数实为1.4×0.7=0.98时, 分别乘以恒载或活载标准值所占总荷载标准值中的份额, 再除以恒载和活载标准值之和, 而得到新的转换系数。

为简化计算过程, 设旧规范时恒载标准值所占总标准值权重为1, 则活载所占权重为a倍的恒载, 权重即为a, 简化认为旧规范时转换系数1.25, 是恒载标准值所占总荷载标准值中的份额乘以分项系数1.2与活载标准值所占总荷载标准值中的份额乘以分项系数1.4这两者之和, 再除以恒活标准值之和而得到的转换系数, 则:

1.2×1+1.4a=1.25 (1+a) , 解得:a=0.333

据此权重, 可计算出新规范恒载控制时的转换系数:

(1.35×1+0.98×0.333) / (1+0.333) =1.257, 近似取1.26。

所以, 荷载标准值与设计值互换时的转换系数, 笔者建议取1.26较合理。由上述可知, 1.26是基于恒载占到总荷载75 %时的转换系数。表1是假定当恒载占到总荷载的80 %～90 %时对应计算出的转换系数。

由此可见, 对于民用建筑的柱、基础等构件, 转换系数宜取1.26～1.31。其实采用哪个系数均无所谓对错, 也都没有安全问题, 只是对恒载与活载所占总荷载的权重, 人为估计得偏大或偏小些。

2 独立基础拉梁设置

2.1 关于《抗震规范》的要求

根据《抗震规范》的规定, 框架柱下独立基础有下列情况之一时, 宜沿两个主轴方向设置基础拉梁[2]:

(1) 一级框架和Ⅳ类场地上的二级框架。

(2) 各柱基承受的重力荷载代表值差别较大。

(3) 基础埋置较深, 或各基础埋置深度差别较大。

(4) 地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层、液化土层和严重不均匀土层。

(5) 桩基承台之间。

设置基础拉梁的主要目的是, 加强独立基础之间的整体性, 调整柱基之间的不均匀沉降, 减小首层柱的计算高度。除上述情况外, 一般可不设置基础拉梁。

2.2 独立基础拉梁设置的建议

当采用PKPM软件进行设计时, 拉梁的计算方法可以选用下列两种方法之一。

2.2.1 第1种方法

在PMCAD中设置拉梁层, 应注意以下问题[4]:

(1) 输入两个模型, 模型1将框架柱嵌固在基础顶面, 模型2增加输入一拉梁层。

(2) 拉梁层的拉梁应按框架梁设计。抗震设计时, 拉梁应按相应抗震等级的框架梁设计箍筋加密区。

(3) 拉梁层没有楼板, 在PMCAD建模时定义该层楼面板厚为“0”, 楼面恒活荷载全部为“0”, 结构整体计算时再定义弹性楼板 (弹性膜) , 并用总刚分析的方法进行分析计算。

(4) 拉梁上有填充墙时, 应将其折算成梁间线荷载 (恒载) 输入在拉梁上。

(5) 设有拉梁层的框架结构宜计算两次, 模型1将框架柱嵌固在基础顶面进行计算;模型2时, SATWE软件的总信息中的参数“地下室层数”定义为“1”, 将拉梁层定义为1层地下室, “回填土对地下室约束相对刚度比”可填“1”, 以考虑地基土一定的约束。框架梁、柱配筋取两次整体计算结果的较大值。

(6) 拉梁可以平衡柱底弯矩, 在JCCAD中将[基本参数]菜单中的参数“拉梁承担弯矩比例”输入合适的比值, 程序在进行柱下独立基础计算时给予考虑。

(7) 首层楼面以下、基础顶面以上的框架柱, 宜取拉梁层以上和以下框架柱纵向受力钢筋的较大值通长配筋。抗震设计时, 拉梁层以下框架柱的箍筋宜全高加密。拉梁纵向受力钢筋除应满足计算要求外, 正弯矩钢筋应全部拉通, 负弯矩钢筋50 %拉通。

2.2.2 第2种方法

取拉梁所拉结的柱子中轴力较大值的1/10作为拉梁的轴心拉 (压) 力, 拉梁应按轴心受拉 (压) 构件计算。可以采用GJ软件计算拉梁, 首先将相邻两柱轴力较大值的1/10输入“轴拉力设计值”, 其次将“弯矩设计值”输入, 注意当拉梁上有填充墙或其他竖向荷载时, 则应将竖向荷载所产生的弯矩值与模型1计算结果的内力值进行组合后再输入。柱基础按偏心受压考虑, 在JCCAD中将“基础设计参数”中的“拉梁承担弯矩比例”输入“0”, 此时程序在进行柱下独立基础计算时不考虑拉梁承担弯矩。拉梁截面高度一般可取柱中心距的1/12～1/18, 截面宽度可取1/20～1/30。当拉梁为构造配筋时, 除满足最小配筋率外, 还不得小于上下各2Φ 14 mm, 箍筋不得小于A8@200 mm。

参考文献

[1]GB 50007—2002, 地基基础设计规范[S].

[2]GB 50010—2010, 建筑抗震设计规范[S].

[3]刘铮.建筑结构设计误区与禁忌实例[M].北京:中国电力出版社, 2009.

篇4：浅论柱下独立基础设计

在基础工程设计中，我们常见的浅基础有筏基① ，条基，以及独立基础等。在地质条件及各方面均允许的情况下，考虑到基坑开挖的土方量，混凝土用量②(包括基础工程材料的运输)，基础本身的用钢量，人工费用等， 一般来说，采用独立基础的造价要低廉许多，因此，在中、低层建筑中，独立基础较为常见。本文所要阐述的是扩展基础系钢筋混凝土柱下独立基础，通常简称为柱下独基(不含无筋扩展系基础③)。

2 设计基本原则

(1)扩展基础系属于柔性基础，应根据《建筑地基基础设计规范》GB5007—2002的有关规定进行计算。

(2)基础底面积应根据地基承载力确定，当轴心荷载作用时，荷载效应组合作用下基础底面的平均压力Pk应不大于修正后的地基承载力特征值fa(详见《地规》④ 公式5．2.1-1)；当偏心荷载作用时，除Pk≤fa外，尚应使荷载效应标准组合下基础底面边缘的最大压力值小于或等于1.2倍的修正后的地基承载力特征值fa(详见《地规》公式5．2．1-2)。

(3)基底配筋可按板抗弯计算。

(4)应验算柱与基础交接处以及基础变阶处受冲切和剪切的承载力，之后有详细论述。

(5)当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝士强度等级时，应验算柱下基础顶面局部受压承载力，现在少数小高层民用建筑采用柱下独基时多为十一层以下，柱强度等级大多不超过C40，粗约估算轴力N=I．3×6．5×6．5×13×l1=7854．27kN，基础多采用C25，按常见的1米3短肢剪力墙估算顶面局部受压承载力计算：

局部荷载设计值F1=7854．27kN。

混凝土局部受压面积A1=390000mm。

基础在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算：Ab=(1300+600)(300+600)=1 7lO000mm

混凝土局部受压时的强度提高系数

由此可见，采用柱下独基常见的小高层，当跨度不超过6．5m时，基础采用C25是能够满足局部受压要求的，建议计算时无需再作柱下基础顶面局部受压承载力验算。

另外，在选用柱下独基作为基础方案时，一般常见的情况是，荷載效应基本组合时设计值中，偏心弯矩值，柱底剪力很小(数值上小于5O且不大于竖向力数值1／25)，此时对基础的影响，竖向力起主导作用，简化计算时可忽略弯矩，剪力，经过计算，结果与实际偏差不大。

3 构造要求

(1)柱下独基按截面形状可分为对称阶梯形和对称锥形，考虑到基础位置可能与附近基础重叠，不对称截面也截面基础，但必须验算基础中心与柱中心偏移对基础的影响，省规范中提到矩形基础长宽比宜在(1．5～4)的范围内。

(2)锥形基础的坡度角，不宜大于25°且不得大于35°基础边缘高度不宜小于200mm。由于有坡度角的限制，采用锥形基础往往不如阶梯形基础底截面布置灵活。

(3)阶梯形基础一般不超过三阶，这与施工要求基础一次性浇捣有关，阶数太多不利于施工。每阶高度宜为300～500mm，总高H≤500时，为一阶；500mm(H≤900mm时，为二阶；H～900mm时，为三阶；条件不满足的情况下，高度超过前述界限也是可行的，但仍需满足规范各项要求。

(4)混凝土强度等级不应低于C25。

(5)柱下独基边长不小于2．5m时，底板受力钢筋的长度可取该边长的0.9倍，并宜交错布置。

(6)基础的受力钢筋不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于lOOmm，当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm，无垫层时不小于70mm。

(7)另外，在柱位相对密集，但条件允许采用柱下独基时，宜考虑基础间地基的相互影响，一般来说，地基压力的扩散与持力层土层的内摩擦角有关，在持力层相同的前提下，宜按以下公式复核：

粘性土⑤ 为持力层时：L=(1～2)△H

砂土⑥为持力层时：L≥△H•ctan 0

式中，AH为相邻基础底面高差；0为砂土的内内摩擦角。在持力层相同的挖孔桩与独立墩基混用时亦可采用如上公式，但需满足沉降差要求。

4工程计算实例

该工程总建筑面积占地：15537．50m2，总建筑面积106402．81m2 ，拟场地位于坡残积和冲洪积两微地貌单元接触地带，地形较复杂，原为坡地、耕地及水塘，已被填土基本填平，根据《福建省地震烈度区划图》资料，福建省建筑场地抗震设防烈度为Ⅵ度。原有建筑已拆除，除局部外，地势较平坦，最大相对高差约为3.90m。

其中5栋为十一层商住楼，属于工程二期。根据该工程地质基础有限公司提供的岩土工程勘察报告，该栋范围内场地处于坡残积土层地带或有冲积层但不发育淤泥质土层，建议采用天然地基浅基础，推荐以粉质粘土层或全风化泥质砂岩为持力层，基础埋深约2．00～3.OOm为宜。

考虑到建筑物部分墙柱间距不大，竖向力较大，5栋范围内场地无土质局部不均现象，粉质粘士层层厚不大，全风化泥质砂岩层顶埋深在3m以内，拟选用全风化泥质砂岩为持力层，采用柱下独立阶梯形基础，部分墙柱间距较近的基础如采用柱下独基时基础重叠则换用联合基础(即柱下钢筋混凝土条形基础)。

柱下独基的设计基本原则前面已经提到，不再重复，本工程与一般工程不同处在于因为荷载较大而墙柱间距不大，导致基础地面积过大以致于基础重叠的问题。

如采用联合基础可以避免基础重叠，但经过计算，相对于使用柱下独基耗钢量要大很多，不够经济，同时，无淤泥质土层且无土质局部不均现象，无需采用柱下条形基础或具有良好的调整不均匀沉降能力的交梁基础(交叉条形基础)。

图1

在如上特殊情况下，不考虑按规范对阶梯形基础每阶高度宜为300～500mm的建议，在满足冲切，剪切，抗弯等条件下，尽可能调整底面积的长宽以满足基础不重叠的要求。

编号J—l8为300×1000一字型短肢剪力墙，基本组合竖向力设计值为4037．5kN，标准值为3230kN，X，Y向弯矩和剪力均小于数值30，近可忽略，不作考虑。

混凝土强度等级为C25，fc=l1．943N／mm，ft=1．271N／mm。

钢筋强度设计值fy=3OON／mm，纵筋合力点至近边距离as=5Omm。荷载的综合分项系数y z=1.25，永久荷载的分项系数Y G=I．25。地基承载力特征值。

修正后的地基承载力特征值fa=435kPa。

天然地基基础抗震验算时，地基土抗震承载力按《建筑抗震设计规范》(GB 5001-2001)(式4．2．3)调整：

短肢剪力墙高度hc=3OOmm (x方向) 宽度bc=l300mm(Y方向)。

(1)基础底面：由于墙柱间距太小，底面长度被限定1=2150mm(Y方向)，估计宽度b=4300mm (x方向)，该尺寸并不利于基础抗弯，但能满足调整底面积的长宽以满足基础不重叠的要求。

基础根部高度H=lOOOmm，第一阶高度hl=600mm，第二阶宽度b2=2550mm， 长度12=2150mm， 高度h2=400mm。Y向由于采取x向单方向分阶，最大限度分阶以降低基础自重；

基础宽高比：满足条件，略。

(3)轴心荷载作用下(Nk=3230，Fk：3230，F：4037．5)(式5．2．2—1)

pk=(Fk+Gk)／A=407．7kPa≤faE=435．0kPa，满足要求。

(4)冲切验算：

基底净反力pj

pj=pmax—G／A：430．9kPa

x方向(b方向)同理，略。

一般来说，冲切验算可选取最大冲切面一个方向即可。

(5)剪切验算

X方向(b方向)

柱边剪切验算：

断面面积S=2．15×(0．6-0．05)+2．15×0．4=2．04m

计算宽度Lo=S／(hl。+h2)=2．15m

受剪Vx：pj•Ax=pj•(b—hc)•L／2：1852．8kN

第二台阶边剪切验算：

计算宽度Lo=2150mm

x=pj•Ax=pj•(b—b2)•L／2：810．6kN

(6)抗弯计算

x方向(b方向)柱边(绕Y轴)：M I=1608．6kN•m；

Y方向(1方向)柱边(绕x轴)：MII=115．4kN•m。

第二台阶边弯矩计算：

X方向(b方向)第二台阶边(绕Y轴)：

M I：354．6kN•m：

Y方向(1方向)第二台阶边(绕x轴)：无分阶无需计算。

(7)配筋计算：

M I max：1608．6kN•m

计算配筋As：4350．6mm

①号筋As I=4350mm

配筋率p=0．21％19 18@100。

②同理可得②号筋As II=308mm

配筋率p=0．01％，不足0．15％。

(8)柱下局部受压承载力计算。之前已有算例，不再重复。

(9)另外，本工程在不属于规范要求需作变形验算范围内。

5结束语

相对其他复杂类型的基础，柱下独基的设计计算比较简单，容易理解。由于承载力较低的限制，多在中低层建筑中使用。即便如此，在高楼林立的当今，仍是不可缺少的基础类型。本文从最浅显的角度，阐述了关于柱下独基设计的基本要点。各类型基础由于自身不同的特点，有各自不同的应用范围，如何合理的选用是我们设计工作者所必须考虑的，只有深入了解其本质才能更安全，更经济，更有效的达到设计目的。

【参考文献】

[1]《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)

[2]《建筑抗震设计规范》(GB5001-2001)

[3]《建筑地基处理技术规范》(SGJ79—2002)

[4]《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002、J186-2002))

篇5：浅谈柱下独立基础设计步骤及应用

建筑框架结构设计是我国在现代建筑设计中采用的最基础普遍的设计之一, 也是建筑框架设计的重要组成部分。随着我国经济及建筑业的迅速崛起, 建筑框架设计问题也得到更多业内人士关注。框架结构是一种钢筋混凝土结构, 其由柱、梁组成, 这种结构侧向刚度小, 能进行更巧妙的平面布置, 可以满足很多大房间的建筑设计要求, 它的抗风能力及抗震能力均较好, 被广泛应用于各种民用建筑 (包括高层) 及工业建筑。框架结构设计因其各种优势在建筑设计中享有重要地位, 而其设计的专业性及先进性又对设计人员要求很高, 不但需要他们对建筑结构类型有充分清晰地了解, 还需要有丰富的经验和严谨的设计态度, 如果设计不当, 便会给后续的施工环节带来不便, 更重要的是会留下安全隐患, 所以提高建筑框架结构基础设计质量的重要性不容小觑。框架结构基础设计是建筑框架结构的重要组成部分, 在建筑设计中有着重要的地位。

为了保证设计的科学合理, 保证设计的先进性, 相关的设计人员需要对基础的类型有清晰的了解, 然后在根据实际的需要进行正确的选型, 此外, 还需要对基础进行适当的分析, 对其中的条形基础设计等具体内容进行细化分析和选择。

1 独立基础的设计内容与步骤

1) 设计基础的结构型式、材料与平面布置;

2) 确定基础的埋置深度d;

3) 计算地基承载力特征值fak, 并经深度和宽度修正, 确定修正后的地基承载力特征值fa;

4) 根据作用在基础顶面荷载F和深宽修正后的地基承载力特征值, 计算基础的底面积;

5) 计算基础高度并确定剖面形状;

6) 若地基持力层下部存在软弱土层时, 则需验算软弱下卧层的承载力;

7) 地基基础设计等级为甲、乙级建筑物和部分丙级建筑物应计算地基的变形;

8) 验算建筑物或构筑物的稳定性 (如有必要时) ;

9) 基础细部结构和构造设计;

10) 绘制基础施工图。

若在1) ~7) 步骤中不满足要求, 可以加大基础宽度b或加大基础埋置深度d等措施。

2 地基基础设计基本规定

2.1 地基基础设计等级

地基基础设计可以划分为甲、乙、丙三个等级, 具体情况见表1。

2.2 地基计算的规定

1) 建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定。

2) 甲级、乙级的建筑物应该按地基变形设计。

3) 表2所列范围内设计等级为丙级的建筑物可不作变形验算。

4) 对于受水平荷载的高耸结构、高层建筑、挡土墙及斜坡上或边坡附近的建筑物应验算其稳定性。

5) 基坑工程应进行稳定性验算。

6) 当建筑地下室或地下构筑物存在上浮现象时需进行抗浮验算。可不作地基变形计算的设计等级为丙级建筑物范圈见表2。

注: (1) 地基主要受力层系指条形基础底面下深度为3b (b为基础底面宽度) , 独立基础下为1.5 b, 且厚度均不小于5 m的范围 (2层以下一般的民用建筑除外) ; (2) 地基主要受力层中如有承载力特征值fak<130 k Pa的土层时, 表中砌体承重结构的设计, 应符合GB 50007-2002《建筑地基基础设计规范》第7章的有关要求; (3) 表中砌体承重结构和框架结构均指民用建筑。对于工业建筑可按厂房高度、荷载情况折合成与其相当的民用建筑层数; (4) 表中吊车额定起重量、烟囱高度和水塔容积的数值系指最大值

3 地基承载力特征值的确定

确定地基承载力特征值的方法主要有以下几种:

1) 按载荷试验确定;

2) 根据地基土的抗剪强度指标, 按理论公式确定;

3) 应用地区建筑经验, 采取工程地质类比法确定。

当基础宽度大于3 m或埋置深度大于0.5 m时, 从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值, 尚应按下式修正:

式中fa—修正后的地基承载力特征值, k Pa;

fak—地基承载力特征值, k Pa;

ηb、ηd—基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;

γm—基底以上土的加权平均重度, 地下水位以下取浮重度/k N/m3;

B—基础底面宽度, m;当宽度小于3 m按3 m取值, 大于6 m按6 m取值;

d—基础埋置深度, m。

4 柱下独立基础设计

4.1 基础底面尺寸的确认

GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》 (以下简称《设计规范》) 根据“所有建筑物的地基计算均应满足承载力”的基本原则, 按持力层的承载力特征值计算所需的基础底面尺寸。要求符合下式要求:

式中pk—相应于荷载效应标准组合时, 基础底面处的平均压力值, k Pa;

pkmax—相应于荷载效应标准组合时, 基础底面边缘的最大压力值, k Pa;

fa—修正后的地基承载力特征值, k Pa。

4.1.1 荷载作用下的基础

式中pk—相应于荷载效应标准组合时, 上部结构传至基础顶面处的竖向力值, k Pa;

γG—基础及回填土的平均重度, 一般取20 k N/m3, 地下水位以下取10 k N/m3;

d—基础平均埋深, m;

A—基底面积, m2。

按上式计算出A后, 先选定b或l, 再计算另一边长, 使A=l×b, 一般取l/b=1.0~2.0。

必须指出, 在按上式计算A时, 需要先确定修正后的地基承载力特征值fa, 但fa值又与基础底面尺寸A有关, 也即上式中的A与fa都是未知数, 因此, 可能要通过反复试算确定。计算时, 可先对地基承载力只进行深度修正, 计算fa值;然后按计算所得的A=l·b, 考虑是否需要进行宽度修正, 使得A、fa间相互协调一致。

4.1.2 偏心荷载作用下的基础

偏心荷载作用下的基底压力计算公式:

当偏心矩ek≥l/6时, 基础边缘的最大压力按下式计算:

式中Mk—相应于荷载效应标准组合时, 上部结构传至基础顶面处的力矩值, k N;

W—基础底面的抵抗矩, m3;

ek—偏心矩, ek=Mk/ (Fk+Gk) , m;

l—力矩作用方向的矩形基础底面边长, m;

b———垂直于力矩作用方向的矩形基础底面边长, m;

a—偏心荷载作用点至最大压力作用边缘的距离, m, a= (l/2) -ek。

偏心荷载作用下, 按下列步骤确定基础底面尺寸:

1) 先不考虑偏心, 按轴心荷载条件初步估算所需的基础底面积;

2) 根据偏心距的大小, 将基础底面积增大10%~40%, 并以适当比例选定基础长度和宽度, 即取基础宽度b为:

式中, n为基础的长宽比, n=l/b, 对矩形截面, 一般取n=1.2~2.0。

3) 由调整后的基础底面尺寸计算基底最大压力pkmax和最小压力pkmin, 并使其满足pk≤fa和pkmax≤1.2fa的要求。如不满足要求, 或压力过小, 地基承载力未能充分发挥, 应调整基础尺寸, 直至最后确定合适的基础底面尺寸。

通常, 基底的最小压力不宜出现负值, 即要求偏心距ek≤l/6, 但对于低压缩性土及短暂作用的荷载, 可适当放宽至ek≤l/4。

4.2 地基变形验算

《设计规范》按不同建筑物的地基变形特征要求, 建筑物的地基变形计算值不应大于地基变形允许值, 即:

式中s—地基变形计算值, 为地基广义变形值, 可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等;

[s]—地基变形允许值。

对于因建筑地基不均匀、荷载差异大及体形复杂等因素引起的地基变形, 在砌体承重结构中应由局部倾斜控制;在框架结构和单层排架结构中应由相邻柱基的沉降差控制;在多层、高层建筑和高耸结构中应由倾斜值控制。中心受压柱基础底板厚度的确定见图1。

4.3 基础高度的确定

基础高度由柱边抗冲切破坏的要求确定, 设计时先假设一个基础高度h, 然后再验算抗冲切能力。

中心荷载作用下:

式中βhp—受冲切承载力截面高度影响系数, 当h≤800mm时, βhp取1.0;当h≥1 200 mm时, βhp取0.9;其间按线性内插法取用;

ft—混凝土轴心抗拉强度设计值, N/mm2;

h0—基础冲切破坏锥体的有效高度, m;

am—冲切破坏锥体最不利一侧计算长度, m;

at—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长, 当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时, 取柱宽;当计算基础变阶处的受冲切承载力时, 取上阶宽;

ab—冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内的下边长;

pn—扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力;

Al—冲切验算时取用的部分基底面积;

8Fl—相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。

偏心荷载作用下:与中心荷载作用下基础底板厚度计算基本相同, 只需将公式Fl=pnAl中的pn用基础边缘处最大地基土单位面积净反力pn, max代替即可;

式中en, 0—净偏心距。

5 基础底板配筋

由于单独基础底板在地基净反力作用下, 在两个方向均发生弯曲, 所以两个方向都要配受力钢筋。钢筋面积按两个方向的最大弯矩分别计算。中心受压柱基础底板配筋计算见图2。

5.1 中心荷载作用下基础底板配筋

图3中各种情况的最大弯矩计算公式:

(a) 柱边 (I-I截面) :

(b) 柱边 (Ⅱ-Ⅱ截面) :

(c) 阶梯高度变化处 (Ⅲ-Ⅲ截面) :

(d) 阶梯高度变化处 (Ⅳ-Ⅳ截面) :

根据以上所算截面弯矩及对应的基础有效高度h0, 按《设计规范》正截面受弯构件承载力计算公式, 可以求出每边所需钢筋面积, 或按下式简化计算:

5.2 偏心荷载作用下基础底板配筋

6 现浇柱下独立基础构造要求

1) 基础边缘高度。锥形基础边缘高度一般不小于200 mm, 阶梯形基础每个台阶高度一般为300~500 mm。

2) 基底垫层。垫层厚度不宜小于70 mm, 垫层混凝土强度等级应为C10;常做100 mm厚C10素混凝土垫层, 每边各伸出基础100 mm。

3) 钢筋。底板受力钢筋直径不小于10 mm, 间距不大于200 mm, 也不宜小于100 mm;当基础的边长大于或等于2.5m时, 底板受力钢筋长度可减短10%, 并宜均匀交错布置。

4) 底板钢筋的保护层。当有垫层时不小于40 mm, 无垫层时不小于70 mm。

5) 混凝土。混凝土强度等级不应低于C20。

6) 基础插筋。现浇柱基础中应留出插筋, 插筋在柱内的纵向钢筋连接以优先采用焊接或机械连接的接头, 插筋在基础内应符合下列要求:

(1) 插筋的数量、直径、以及钢筋种类应与柱内的纵向受力钢筋相同。

(2) 插筋锚入基础的长度等应满足有关规范要求。

(3) 基础中插筋至少需分别在基础顶面下100 mm和插筋下端设置箍筋, 且间距不大于800 mm, 基础中箍筋直径与柱中同。

7 结论

地基基础设计是土木工程结构设计的重要组成部分, 必须根据上部结构条件 (建筑物的用途和安全等级、建筑布置、上部结构类型等) 和工程地质条件 (建筑场地、地基岩土和气候条件等) , 结合考虑其他方面的要求 (工期、施工条件、造价和节约资源等) , 合理选择地基基础方案, 因地制宜, 精心设计, 以确保建筑物和构筑物的安全和正常使用。

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参考文献

[1]赵明华.土力学与基础工程[M].2版.武汉:武汉理工大学出版社, 2003.

[2]周景星.基础工程[M].2版, 北京:清华大学出版社, 2007.

[3]吴培明.混凝土结构 (上) [M].2版.武汉:武汉理工大学出版社, 2003.

[4]GB50009-2001建筑结构荷载规范[S].

[5]GB50007-2002建筑地基基础设计规范[S].

篇6：钢筋混凝土柱下独立基础抗剪分析

a.根据现行规范GB50007-2002中8.2.7的条文解释 (第219页) 推定应该计算, 但却没作更明确的解释。b.目前国内的工程软件之首PKPM是不作独基抗剪计算的, 而且在其JC-CAD2005的官方研讨资料中5.3.2明确列出了独立基础不进行抗剪计算的理由, 指出参照筏板内筒冲剪计算的原则, 计算结果冲切可以包含剪切。c.当前许多设计均被审查单位提出要抗剪计算书, 许多出处不明的手编小软件, 均不加判断地按《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第67页7.5.3条计算。

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002第71页公式:

Vs≤0.7*βhs*ft*bw*h0 (8.4.9)

公式左侧Vs的统计方式为距筒 (柱) 边缘h0处单位宽度剪力设计值。显然, 距离筒 (柱) 边h0以内的基底净反力不在统计范围。公式右侧, 采用的是斜截面受剪承载力计算式。可见, 该式表达的剪切破坏形态是斜剪破坏, 对独立柱基来说, 无论从剪切外力的统计还是剪切抗力的计算方式都与冲切计算的取用方法相同。因此, 以斜剪理论为依据的独立基础, 其基础厚度其实完全由冲切计算控制。斜剪破坏形态是PKPM及广厦工程人员在2008年宣讲中的统一观点, 而且任何一本大学教材中的提法都是:钢筋混凝土独立基础的高度由冲切计算确定, 对“直截面剪切”的概念从未提及。规范也没有钢筋混凝土柱下独立基础剪切计算的明确要求及公式。

针对目前涌现的许多应付审查的手工小软件, 经校验分析, 普遍采用的公式为《混凝土结构设计规范》GB50010-2002第67页7.5.3条。其中V≤0.7*βh*ft*b*h0 (7.5.3-1) 中V的定义为构件斜截面上的最大剪力设计值。参看其条文解释 (P269) , 此公式所适用的所谓“一般板类受弯构件”, 主要指受均布荷载作用下的单向板和双向板需按单向板计算的构件。从受均布力的单向板的剪力图上可知, 最大剪力V位于支座边缘, 根据破坏特征, 垂直裂缝最初出现在支座边缘附近的剪弯区段, 然后斜向延伸至剪压区形成临界斜裂缝。如此看来, V的取用位置位于支座边缘在逻辑上也是合理的。但对于钢筋混凝土独立基础情况则不相同。参看图1。由图1可见, 无论直剪斜剪, 裂缝展开点到柱边的范围, 基底净反力对剪切力V没有贡献。然而大量小软件的算法, 却把Pj的统计范围按基础边到柱边全部计入形成V。这样的统计方法, 默认了“直剪模态”, 然公式 (7.5.3-1) 右边的抗力项确是混凝土的斜截面抗剪计算式。显然这样的计算方法逻辑上已经有误, 其结果是, 基础厚度激增, 甚至达到难以置信的地步。

针对规范无明确要求, 而对基底净反力较大审图又要求抗剪计算的情况, 中国建筑工业出版社出版的《建筑地基基础设计方法及实例分析》 (朱炳寅娄宇杨琦编著) 第173页提出专门针对钢筋混凝土柱下独立基础的抗剪计算公式。

Vs显然是按直剪统计方法, 算至柱边或基础变阶处, (be*h0) 的实质是计算有效横截面的面积, 受剪截面等效宽度be的计算方法与《建筑地基基础设计规范》附录S一致, be的提出只是一种编程算法, 手算可直接取用 (be*h0) 的实质结果。从式左右两边的算法可知, 此式逻辑上表达的破坏形态是直剪。系数1.23的来源是0.7*1.75/ (λ+1) 当λ=0时的值。剪跨比较小, 趋近于0的情况, 即所谓的“直剪模型”。参考《建筑地基基础设计规范》8.5.18, 对于基础厚板, 引入剪切系数β=1.75/ (λ+1) 以考虑剪跨比的影响。剪切试验表明, 剪跨比较小时, 截面主要是斜向受压而产生斜压破坏。参看图2, 在集中力到支座之间有虚线所示的主压应力迹线, 即力是按斜向短柱的形式传递的。破坏时, 混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏。

此时截面的受剪承载力取决于混凝土的抗压强度, 是斜截面受剪承载力中最大的。对剪跨比很小的情况, 剪切系数就是考虑接近斜压破坏时抗力的提高。《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第79页, λ最小可为0.25, 相应的β=1.4, 已是个不小的提高。

综上所述，若对钢筋混凝土独立基础进行“直剪”验算，物理概念上采用与基础混凝土 fc 直接相关的公式更合适。由此，对比 JGJ 94- 94 承 台抗剪公式 V≤β*fc*b0*h0/γ0，对一般工业 民用建筑，同时取用剪跨比下限，得：

V ≤0.2*fc*b0*h0 …………… (JGJ 94- 94); V ≤1.346*ft*b0*h0 …………… (GB5007- 2002);

比较可知, 右侧的抗力项采用抗压强度的计算公式要比采用抗拉强度的公式大1.4倍左右。相对于已经废止的JGJ 94-94, 对于小剪跨比的情况, 目前的规范采用只含ft的抗力表达式已是足够安全。有鉴与此, 以斜压型破坏控制的钢筋混凝土独立基础“直剪”验算, 借鉴JGJ94-2008引入剪切系数非常有必要, 并遵循其剪跨比的定义域, 取用下限λ=0.25, 对应β=1.4, 引入板类构件抗剪公式V≤0.7*βh*ft*b*h0的右侧抗力项, 并四舍五入, 得:

Vs≤1.0*βhs*ft*be*h0 (建议公式) βhs= (800/h0) 1/4

此公式外力和抗力的比较上, 逻辑关系较吻合;抗力的计算上, 除了考虑板厚对抗剪的不利影响外, 不再对抗力作其他提高或折减。这样验算所得的基础厚度, 一方面, 保证了在较高的地基反力条件下基础的厚度足够, 刚度相当 (因为对于高承载力地基, 台阶高宽比应尽量远离规范2.5的限值, 以保证基底反力线性均布假设的成立, 刚度匹配关系详见图3) ;另一方面, 从根本上解释了因公式应用不当引起的基础高度激增的问题 (独基底面积很小却高达数米, 实质已成柱墩, 性质改变, 完全由受压破坏控制) 。

在现行规范未对钢筋混凝土独立基础抗剪明确态度之前根据独立承台设计方法推出此抗剪应用公式, 其原因和目的应再次明确。第一, 只是当前针对高承载力地基的地区性审查要求。第二, 由于抗剪试验研究的不充分, 此公式并不能与实际基础的剪切破坏模态完全吻合, 特别是小剪跨比的情况下更是如此。第三, 此公式来源于新旧规范对桩基承台抗剪设计的对比和推导, 理论上已非常保守。第四, 此公式使高承载力持力层上的独立基础通过抗剪计算, 确保其自身具有足够的厚度, 否则基底反力分布的非线性特征非常显著, 无法按规范简化公式进行常规设计, 而必须采用弹性地基板模型按有限元计算。

参考文献

[1]东南大学.天津大学.同济大学合编.清华大学主审.混凝土结构设计原理 (.第三版) .

[2]朱炳寅, 娄宇, 杨琦.建筑地基基础设计方法及实例分析.

[3]土力学.地基基础工程.面向21世纪高等教育大学教材.

篇7：柱下独立基础施工工序

近年来地下基础形式有了较大发展, 其中柱下独立基础加防水板联合基础, 由于结构形式特殊、传力简单明确、费用较低, 因此, 在工程中应用相当普遍。但是该类型基础形式在实际应用中总是存在一些问题, 如最近几年该类型结构经常出现开裂渗水现象, 有的地下室防水板甚至出现较大的反拱, 因此, 有必要对该类型结构的设计方法进行深入研究。

1 常用计算方法

柱下独立基础加防水板联合基础是一种新型的特殊基础形式, 是近十年在我国逐渐发展起来的, 国内许多专家及工程设计人员对该基础形式进行了若干研究工作。

朱炳寅[1]结合结构设计的实践, 介绍了独立柱基加防水板这种结构形式的三种计算方法 ( 弹性地基梁板分析程序计算法、普通计算方法和建议法) , 并进行了深入对比分析, 同时提出了不同条件下的计算建议, 主要是针对独基按照规范计算结果的一种补充, 将独立基础的基地反力的分配方式由梯形面积分配变为矩形面积分配, 从而使独立基础的计算更符合有限元分析的计算结果。

1) 基于弹性地基梁板法的分析程序计算法。

该方法是考虑地基土为弹性作用, 采用文克勒弹性地基模型, 先计算出筏板中点的初步沉降和下面土层的基床系数, 然后对沉降进行修正并进行内力计算和配筋。

基于弹性地基梁板法分析计算时, 针对这种联合基础, 只有在防水板下设置一定强度与厚度的软垫层, 其受力状况才接近于经典的独立基础; 当设计人员没有考虑在防水板下不设置软垫层时, 独立基础加防水板就可以整体地看作变厚度筏板基础。

2) 简化计算法。

该方法进行两个基本假设: (1) 按照文克勒地基模型将基底反力按照线性分布; (2) 基底反力采用线性梯形荷载或者三角形荷载。

人为将其分割成独立柱基和防水板基础两部分[2,3]: (1) 对防水板不考虑它的传力作用, 只考虑抵抗浮力作用, 采用倒无梁楼盖计算模型; (2) 独立基础承担上部结构传导的荷载同时考虑水浮力的影响。

简化算法中, 独立基础的计算和规范中规定的一般性独立基础计算完全一样, 并没有考虑到这种联合基础的相互作用, 因此, 提出了一种改进的简化算法, 考虑了防水板对独立柱基弯矩的增大影响。改进后的简化计算法中, 防水板仍按照倒无梁楼盖计算, 此时防水板由于水浮力的影响而产生的弯矩会附加到独立柱基础上, 从而增加了独立柱基的内力作用[4,5]。

其受力特点及设计计算方法如下。

( 1) 当qw≤ qs+ qa时, qa为防水板板面建筑做法的自重, qw为水浮力, 此时独立基础只考虑上部荷载的作用, 按照普通独立基础计算内力及配筋, 防水板只做构造作用, 不承受水浮力作用, 此时可按照构造配筋 ( 最小配筋率不小于0. 15% ) ; 当qw> qs+ qa时, 需考虑水浮力作用下的防水板对独立基础的影响, 将防水板整体按倒无梁楼盖的经验系数法计算。

( 2) 防水板的受力特点: 当qw≤ qs+ qa时, 防水板只起构造作用, 不承受水浮力作用, 此时可按照构造配筋 ( 最小配筋率不小于0. 15% ) ; 当qw> qs+ qa时, 独立基础的反力会因水浮力的变化而变化, 当水浮力变大时, 总荷载不变, 则基础底部反力会变小。此时, 抗浮设计水位成为了这类问题中一个很重要的影响因素。受力变化如图1 所示。

防水板的设计计算方法基本相同, 具体如下。

设计荷载: 重力荷载, 一般包括防水板自重、防水板建筑做法及其活载等。向上水浮力: 应按照抗浮设计水位的水浮力设计值 ( 荷载分项系数取1. 3) 减去防水板自重及其上部建筑做法标准值 ( 考虑对结构有利取分项系数为1. 0) 。

计算模型: 防水板计算属于复杂的板类计算, 普通方法是按照柱距将防水板分为柱上板带和跨中板带 ( 板带的划分见图2) 。

计算宽度可以取lx/2 或者ly/2, 对其内力进行分析, 得出在设计荷载作用下, 两个方向的总弯矩Mx和My, 再与其各自经验系数 ( 见表1) 相乘, 就可以确定出纵横方向板的弯矩设计值。

式中, q为竖向荷载设计值; lx、ly为x和y向计算长度; c为基础在x和y向有效宽度。

3) 建议法。

简化算法虽然考虑了防水板对独立地基的附加弯矩及集中线荷载, 但不能完整地反映独立基础和防水板的协调变形作用。特别是在独立基础与防水板整体现浇的情况下, 考虑独立基础对防水板的协调作用也是非常必要的。此时地基反力的分配问题则成为这种联合基础合理工作的一个关键问题。

随着近年来的计算机模拟技术的发展和相关有限元软件的使用, 可以考虑采用PKPM、SAP2000、MIDAS GEN等有限元 ( 防水板采用薄板) 的方法来建立独立基础和防水板的局部模型进行不同状态下的结构分析, 来确定地基反力的分配与内力计算。

2 案例

某工程为单层地下车库, 不考虑抗震设防, 框架结构。车库顶板1 m覆土, 柱网8. 0 m × 8. 0 m, 层高3. 3 m, 柱截面尺寸为700 × 700 ( mm) , 基础为独立基础和防水板联合基础, 柱基为4. 0 × 4. 0 ( m) , 高1 m, 板厚300 mm, 混凝土强度C30, 钢筋HRB400 级, 柱底轴压力设计值为N = 5 250k N, 土的平均重度 γ = 20 k N / m2, 地下水位高出地下室1. 6m。防水板下设聚苯板软垫层, 厚度50 mm。地基承载力fak=200 k Pa。

分别采用弹性地基梁板法、简化算法和建议法计算, 本例中给出简化算法的计算过程如下 ( 水位较高, 需要考虑防水板对地基的影响) 。

1) 防水板计算:

水浮力控制组合时, 防水板荷载设计值为:

可根据表1 进行防水板的弯矩分配。

在独基边缘处防水板传给柱下独基的等效荷载:

2) 柱下独基计算:

上部结构作用在基底的平均净反力:

扣除防水板分担后的基底平均净反力:

根据地基基础规范, 由此产生的弯矩:

地基边缘处线剪力、线弯矩产生的附加弯矩

则不同的计算方法得出的弯矩计算结果如表2 所示。

从表2 可以看出: (1) 考虑了水浮力的作用后, 简化算法中独立基础的弯矩值相差约1 /6, 主要是由于防水板对独立基础产生的附加弯矩产生的, 同时防水板承担的荷载也会增加; (2) 采用弹性地基梁板法程序计算的弯矩值和有限元法计算的弯矩值相差不大, 主要是因为文中采用的建议法 ( 本案例采用midas gen分析) 只考虑了独立基础和防水板之间的协调变形作用, 没有考虑地基基础和上部结构一起作用; (3) 两种算法都是基于弹性地基下的变形协调分析, 只是midas gen的网格划分更加细腻, 计算结果比较接近真实结果, 建议法防水板反力分配比值为0. 19, 与实测值较为接近, 故推荐使用有限元模型的方法对这种联合基础进行分析。

3 结论

通过对设计方法的现状分析, 可以看出柱下独立基础加防水板在构造做法上有一定优势, 但是在计算方法上存在一定不足, 得出以下结论。

1) 改进的简化计算方法中, 抗浮设计水位的取值对独基加防水板的设计影响较大。但是改进的简化计算方法只考虑防水板对地基的附加弯矩, 未考虑在高水位下防水板可以分担地基反力, 容易导致计算对防水板不利, 产生反拱。

2) 由于没有考虑地基土的共同作用, 导致有限元模型计算和弹性地基梁板法计算接近。为更准确计算, 最好选用真实的地基土模型、基础、上部结构综合分析的方法求出地基反力分布曲线。

摘要：针对独立基础加防水板这种新型实用的地下室结构形式, 通过查阅大量相关文献, 并对工程设计实例对比分析, 提出了三种计算方法:弹性地基梁板法、简化计算法和建议法。同时, 对该结构形式常用的构造做法进行阐述。然后通过一个案例分析了三种计算方法的结果, 并作出分析。最后, 给出了设计计算方法的建议。

关键词：独立基础,防水板,地基反力,设计方法

参考文献

[1]朱炳寅.独立柱基加防水板基础设计方法的分析[J].建筑结构, 2001, 41 (11) :51-53.

[2]张程, 宋慧颖.独立基础加防水板设计初探[J].建筑设计管理, 2011, 28 (10) :70-73.

[3]任霞.浅谈建筑桩基础及防水板的设计[J].科技信息, 2011, 28 (25) :320, 325.

[4]吴栾平, 丁勇, 蒋伟鹏, 等.承台加防水板在地下室设计中的运用实践[J].盐城工学院学报:自然科学版, 2009, 23 (3) :76-79.