所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-05-31 17:20 熱度:
摘要:隨著城市整體的現代化規劃,人們對空間的需求也越來越多,而高層建筑既能滿足視覺景觀上的宏偉,也提高了有限地面面積的空間利用率。但是,高層建筑地基基礎設計是決定高層建筑安全性與穩定性的關鍵,也是高層建筑結構得以保證的根本。本文就有關高層建筑基礎的合理選型進行一定的探討。
一、 高層建筑基礎選型的主要依據和基本要求
㈠主要依據
高層建筑的地基基礎設計受很多因素的影響,地面土質結構和地下的巖土成分等是外部的基本條件;建筑本身的層高、地下室層數和建筑的內部結構對地基的壓迫程度是建筑自身對地基基礎的限制條件;此外,相關的抗震要求等對基礎設計提出了更高的要求。
㈡基本要求
與普通的多層建筑設計相比,由于影響高層建筑地基基礎因素較多,所以設計過程中需要考慮的設計要求也相對復雜。因此,在地基基礎設計過程中,不僅要考慮建筑外觀設計概念上的要求,更重要的是地面條件和建筑本身結構對高層建筑提出的具體客觀要求。
二、 當下高層建筑基礎的分類
當下外高層建筑基礎主要是分:天然基礎和人工基礎。
㈠天然基礎
它是指直接建造在未加固的天然地層的基礎。天然基礎種類很多,一般高層建筑使用較多的有筏形基礎、箱形基礎、殼體基礎和各種補償式基礎。
1.筏形基礎
筏形基礎(或稱片筏基礎〕,當柱子或承重墻傳來的荷載很大,地基土質軟弱又不均勻,以致單獨基礎或條形基礎不能滿足地基承載力要求時,可以把所有單獨基礎連成整體鋼筋混凝土板,擴大基礎面積,這樣不僅使地基土的單位面積壓力減小而且常使基土的承載力增大,可以避免結構物局部發生不均勻沉降。
2.箱形基礎
當地基較軟,荷載較大,采用筏基仍不能避免基礎各部位的不均勻沉降時,可采用箱形基礎。箱形基礎是由頂板、底板和縱橫交錯的隔墻組成一個空間整體結構,剛度大,基礎中的空心部份可用來作地下室。地下室墻壁與框架柱連接使墻柱連成整體。
3.殼形基礎
殼體(包括折板)基礎,近年來發展很快,特別是在一些高聳構筑物中采用殼體基礎取得了很好的效果。殼體結構,主要承受軸向力(拉力或壓力),這就表現殼體結構受力的優越性。由于殼體厚度很薄,能節省大量材料。
4.補償式基礎
補償式基礎又稱平衡式基礎。補償式基礎是近年來發展最快的一種新型基礎,特別在墨西哥、美國、加拿大,以及拉美國家應用較為普遍。補償式基礎是指在基礎設計中考察結構重量,部分的或全部由挖去的土重新所補償。
5.強夯補償式基礎
填土層超過15—20m以上或填土層較淺,但填土層下又有較厚的沖積層時,建筑多層或高層建筑,可先挖掉部分填上,然后進行強夯。因而加固層可認為是補償基上的復合基礎,在考慮基礎結構時,可以把上復加固層同時考慮進去,則剛度可以大大減小。
㈡人工基礎
1.樁基
樁的種類有以下幾種:
⑴預應力混凝土方樁及管樁
這種樁用于高層建筑,抵抗地震水平力,具有鋼管樁和高強混凝土樁的優點,且比鋼管樁經濟不易失穩。我國多用預制方樁及預應力離心管樁。
⑵鋼樁
鋼樁有工字型、H型和鋼管樁。鋼管樁又分為開口式、閉口式兩種。
⑶灌注樁
灌注樁是用于高層建筑的一種新型樁基,世界很多國家都廣泛采用。樁長一般可達60—75m,樁徑達3—8m,擴底直徑達10—15m。它又可細分為:
大孔樁和墩:大孔樁和墩可為設計者提供對持力層直觀的檢查和試驗,因而受到工程界極大歡迎)
打入式現澆樁:班諾托樁是國外應用較多的一種大型打入式現澆樁,沖抓錘,切削取土,鋼套管護壁,采用振動套管壓入土層,待挖土挖到持力層時,放置鋼筋籠和混凝土導管,隨澆隨拔套管。樁長可達80m,樁徑1—4m。
2.地下連續墻
地下連續墻是在地面上用一種特殊的挖槽設備,沿著深開挖工程的周邊,在泥漿護壁的情況下,開挖一條狹長的深槽,在槽內放置鋼筋籠澆注混凝土,筑成一條地下連續的墻壁,供承重擋土防滲。
它的優點是:施工無噪音,無振動,無須放坡,無須支摸和設置井點排水,對相鄰工程結構影響小,適用多種地質和多種現場條件,技術經濟效果顯著,工期短,施工安全,質量可靠,具有多種功能和用途。
三、 高層建筑基礎施工中的注意事項
㈠主樓與裙房的連接一般不設沉降縫
地下水位高縫處防水施工難做好縫兩側的上部結構易碰撞加重震害縫處的主樓與裙房的地下室的地而不得在同一標高上,否則基礎的側移控制不住.
㈡在墓巖埋置較淺時,宜采用大直徑人工挖孔灌注樁
㈢基坑支護
高層建筑因考慮基礎的穩定性及伉震要求而埋置較深,特別是當采用箱基全補償式基礎時更為突出。因城市用地緊張,地下管線交又,道路縱橫,往往不能放坡大開挖,必須采用鉆孔或挖孔的擋土護坡灌注樁。
㈢基礎底板
高層建筑的箱基、筏基、樁基承臺因防滲等要求.對于大體積混凝土采用千縮性小抗裂性好的中低熱礦渣硅酸鹽水泥,用石子比采用5—25mm石子粒徑要好,因可減少用水量,混凝土收縮和泌水現象亦可隨之減少,但必須調整好級配設計,加強澆灌和振鴿,防止混凝土離析,以及采用中、粗砂做細骨料,可減少用水量和水泥用量,從而減少混凝土的收縮。
㈣采用箱形墓礎是應注意
底層柱主筋伸入箱基墻體的深度為外柱、剪力相連的柱、僅一邊和四周無墻的地下室內柱,應全部直通到箱基底其他內柱可將四角主筋直通到箱基底,其余鋼筋可伸入墻體內45倍直徑長度。當有多層箱基時,上述主筋可伸至箱基的最上一層墻底即可。
㈤筏形基礎
當基礎落在巖石上而又不設地下室時,為了保證結構的整體穩定,防止傾復和滑移,應向設計單位提出追加地錨等必要措施。
四、結語
高層建筑結構基礎形式的選擇,應從主體結構形式、上部結構層數及荷載、持力層深度、施工技術條件、鄰近建筑物基礎的影響等方面綜合考慮。因此,我們必須的對高層建筑基礎進行合理的選型,它應具有高度的可靠性和科學性。這樣才能滿足高層建筑復雜基礎使用的要求。
文章標題:當下高層建筑基礎的合理選型
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