5.2 天然地基上的基础选型
5.2.1 建筑基础选型需要综合考虑的因素有:地质条件、建筑高度及体型、使用功能、结构类型、荷载情况、有无地下室及其使用功能、相邻建筑物或构筑物的情况、施工条件、材料供应和抗震设防烈度等等。设计原则要保证安全可靠、经济合理。
5.2.2 砌体结构:应优先选用混凝土或灰土刚性条形基础,混凝土强度不低于C15,灰土采用3:7灰土。当基础宽度大于2.0m时,宜采用钢筋混凝土扩展基础(即柔性基础)。
5.2.3 框架结构
1 地基较好时,可选用单独柱基。
1)如有地下室且有防水要求时,应加防水板(此种做法也适用于高层建筑的裙房)。防水板下宜铺设有一定厚度的易压缩材料如聚苯板,以减少柱基沉降对防水板的不利影响。防水板设计配筋两种情况都要考虑:一是可仅考虑水压力(向上)减去板自重,另一种情况是板自重与板上恒、活载(向下)所产生的作用,两种情况分别考虑。防水板可按无梁楼板计算,此时柱基础可视为柱帽(柱托板)。此种做法,可不必另加柱间拉梁,只需在各柱之间的板内设置暗梁作为拉梁即可。此暗梁配筋同时可作为防水板的配筋。对于防水要求较高的地下室,宜在防水板上增设架空层。
若防水板下不铺设聚苯板等易压缩材料,应考虑地基反力对防水板的影响。
2)如有地下室但无防水要求时,地下室地面只采用建筑地面做法即可,但基础底面至地下室地面的距离宜不小于1m。
2 当上部结构荷载分布不均匀且地基较好时,为尽量减小基础的不均匀沉降,可选用单独柱基或局部选用条形基础、筏板基础,使各个基础底板反力较均匀。
3 地基较差时,则宜选用柱下条形基础或筏板基础。无地下室或虽有地下室但无防水要求时,可选用柱下条形基础:
5.2.4 剪力墙结构
建筑物无地下室,或虽有地下室但无防水要求,如地基条件较好,宜优先选用墙下条形基础。
有防水要求时,可选用筏基,也即自然形成箱形基础。此时无需遵照《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ 6中对于箱基的各种要求,只需满足墙及基础底板的承载能力要求即可。当地基条件很好时,也可以选用条形基础加防水板的做法。
注:高层剪力墙结构,不一定必须选用整体式基础(如筏形基础或箱形基础)。当地基土条件好,持力层为密实的砂卵石、岩石等,又无软弱下卧层而且水位很低不需要考虑基础底板的防水问题时,可考虑选用条形基础。
5.2.5 框架—剪力墙结构
1 框剪结构的基础选型原则,可参照第5.2.3条和5.2.4条的有关要求。
2 高层框架—剪力墙结构,当地基承载力允许,地下室无防水要求时,也可选用柱下、墙下条形基础。
3 如框剪结构框架柱采用单独柱基,剪力墙采用条基,应考虑地震作用产生的墙底弯矩对基础的影响(此时墙底弯矩可乘以不大于0.8的折减系数)。在设计时,不应因考虑地震作用的影响而使抗震墙的基底面积增加过多。如果抗震墙的基底面积因考虑地震弯矩的影响而比无地震时增加过多,则在平时可能造成墙与框架柱之间的地基沉降不均匀(抗震墙沉降少而框架柱沉降多),引起结构裂缝或其他问题。因此,在设计计算时,应尽量提高地基土承载力,并折减地震弯矩,以尽量减小抗震墙的基底面积,使墙基与柱基的基底压力相差不过多,必要时,可酌量加大柱基础底面积。
5.2.6 当基础埋置深度大于3m时,如原设计无地下室,宜建议增设地下室。特别是当地基承载力较低、地基土压缩性较大时,如增设地下室确有困难,应考虑设置架空层,以减小基础上的土重。也可考虑采用桩基或地基处理方案。
5.2.7 如地基土质较差采用天然地基不能满足设计要求时,需综合考虑工程造价、工期长短、雨季冬季施工等等条件,考虑选用人工地基,包括桩基(预制桩,灌注桩)及复合地基(如碎石振冲桩,CFG桩等)及其他措施。
5.2.8 高层建筑应优先选用筏形基础。除非根据地下室的使用功能正好适合设计成箱形基础,否则一般情况不宜选用箱形基础。
注:在70年代及以前,我国高层建筑数量不多,已建成者的地下室层数大多仅有一层,地下室的用途大多为人防,需要有较多墙体,因此,将基础设计成箱基,与使用上并无矛盾,有与其相适应的外在条件。例如,70年代北京建成的一批高层住宅,本身为剪力墙结构,因此地下室自然有较多墙体,形成箱基。80年代以来,全国兴建了大批高层建筑,其中旅馆、写字楼、商业等类型公共建筑很多,它们大多是框架-剪力墙结构或框架-核心筒结构,其地下室需要有较大空间的停车库、空调机房等等,如设计成箱基,势必影响使用。
建筑物的高宽比,也已有了很大变化。80年代以前的高层建筑,高度常小于长度(宽度),近年的高层建筑,高宽比常为2~4,甚至更大。此种体型的建筑物,一般已不再需要用一个刚度较大的箱形基础来加强其总体刚度。