 |
远程与继续教育学院
本 科 生 毕 业 论 文（设 计）
题 目：建筑结构常见的基础形式及工程实例分析
学习中心：
层 次： 专科起点本科
专 业： 土木工程
年 级： 年 季
学 号：
学 生：
指导教师：
完成日期： 2021 年02月02日
建筑结构基础分为深基础以及浅基础，基础形式的选定不仅仅取决于建筑结构的选择，更多的趋向于建筑结构周边土质情况而定，建筑基础持力层的深浅往往对建筑结构基础形式的选择起关键性。本文对扩展基础、联合基础、独立及基础条形基础、筏型基础、箱型基础和壳体基础，及桩基础、墩基础、地下连续墙沉井和沉箱等基础形式的特点、最佳适用范围等进行详细阐述。建筑基础选型，要考虑各方面因素的综合影响，为保证结构的安全与稳定，采用正确的基础方法，可加快工程施工进度、保证工程质量、降低工程造价。
关键词：建筑结构；基础类型；试用范围
目 录
2.1.1 独立基础的使用条件及概况............................................................... 4
2.1.2 独立基础的应用工程实例................................................................... 4
2.2.1 条形基础的使用条件及概况............................................................... 5
2.2.2 条形基础的应用工程实例................................................................... 5
2.3.1 筏板基础的使用条件及概况............................................................... 6
2.3.2 筏板基础的应用工程实例................................................................... 6
3.1.1 端承桩基础的使用条件及概况........................................................... 7
3.1.2 端承桩基础的应用工程实例............................................................... 7
3.2.1 摩擦桩基础的使用条件及概况........................................................... 8
3.2.2 摩擦桩基础的应用工程实例............................................................... 9
3.3.1 其他桩基础的使用条件及概况........................................................... 9
3.3.2 其他桩基础的应用工程实例............................................................. 10
近年来我国高层建筑如雨后春笋般大量涌现。由于高层建筑的受力复杂，对基础的强度、刚度和稳定性的要求更加严格。因此，上部结构和基础、地基的共同工作问题，成为高层建筑分析中人们所关注的问题。因为在建筑结构的设计和施工中，地基和基础是最为重要的。地基和基础是地下隐蔽工程，一旦发生事故就容易造成灾难性后果。
为了满足社会对建筑质量的要求,建筑行业应提高建筑的稳定性和安全性,保证建筑的安全使用,给人们的生产生活带来保障。建筑的上部结构的整体刚度和抗震性能至关重要，而与之相适应的基础选型成为影响结构安全和建筑经济的重要因素。主要是由于地基形式的科学性与否直接影响到建筑工程的整体稳定性，因此，在实际的工程建设中，工作人员应该对桩基问题加强重视。在了解基础工程建设重要性的基础上，最大限度地提升其安裝的安全性和可靠性。
建筑基础工程造价占整个建筑物造价的比重相当大，遇到地基条件较差处理地基须投入较多资金时，则基础造价更高。合理的基础选型，既能在技术先进，也能在经济上合理。
通过大量工程实践，发现有些建筑在基础选型上与上部结构不相适应，与所处地基条件也不很协调，在发挥地基、基础及上部结构空间协调作用上不能较紧密地配合，协同工作，以发挥更大的、更充分的作用。有的建筑物基础选型时不顾上部结构，建筑场地的地基条件也考虑不周，孤立地设计基础，建成使用后出现一些问题。所以，认真总结经验，正确选择基础形式，用以指导工程设计是十分必要的。
本文针对这个问题，对建筑基础类型选择具体应用进行了举例分析说明。
1.1浅基础类型
浅基础一般指基础埋深小于5m，或者基础埋深小于基础宽度的基础。 其基础竖向尺寸与其平面尺寸相当，侧面摩擦力对基础承载力的影响可忽略不计。 浅基础根据结构形式可分为扩展基础、联合基础、柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础和壳体基础。下文简单讲一下各浅基础的特点：
（一）扩展基础
墙下条形基础和柱下独立基础统称为扩展基础。扩展基础的左右是把墙或柱下的荷载侧向扩展到土中，使之满足地基承载力的要求，扩展基础包括无筋扩展基础和钢筋混凝土扩展基础。
1. 墙下条形基础。
（1）刚性条形基础：是墙基础中常见的形式，通常用砖或毛石砌筑。为保证基础的耐久性，砖的强度等级不能太低，在严寒地区宜用毛石；毛石需用未风化的硬质岩石。砌筑的砂浆，当土质潮湿或有地下水时要用水泥砂浆。刚性基础台阶宽高比及基础砌体材料最低强度等级的要求，有规范规定。
（2）墙下钢筋混凝土条形基础：当基础宽度较大，若再用刚性基础，则其用料多、自重大，有时还需要增加基础埋深，此时可采用柔性钢筋混凝土条形基础，使宽基浅埋。如果地基不均匀，为增强基础的整体性和抗弯能力，可采用有肋梁的钢筋混凝土条形基础，肋梁内配纵向钢筋和箍筋，以承受由不均匀沉降引起的弯曲应力。
2.柱下独立基础。是柱基础中最常用和最经济的形式。也可分为刚性基础和钢筋混凝土基础两大类。刚性基础可用砖、毛石或素混凝土，基础台阶高宽比（刚性角）要满足规范规定。一般钢筋混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础，以符合柱与基础刚接的假定。
（二）联合基础
联合基础主要指同列相邻两柱公共的钢筋混凝土基础，即双柱联合基础。在为相邻两柱分别配置独立基础时，常因其中一柱靠近建筑界限，或因两柱间距较小，而出现基地面积不足或者荷载偏心过大等的情况，此时可考虑采用联合基础。联合基础也可用于调整相邻两柱的沉降差或防止两者之间的相向倾斜等。
（三）柱下条形基础
当地基较为软弱、柱荷载或地基压缩性分布不均匀，以至于采用扩展基础可能产生较大的不均匀沉降时，常将同一方向上若干柱子的基础练成一体而形成柱下条形基础。
这种基础抗弯刚度大，因而具有调整不均匀沉降的能力。
（四）柱下交叉条形基础
如果地基软弱且在两个方向上分布不均，需要基础在两个方向都具有一定的刚度来调整不均匀沉降，则可在柱网下纵横两向分别设置钢筋混凝土条形基础，从而形成柱下交叉条形基础。
（五）筏型基础
当柱下交叉条形基础底面积占建筑物平面面积的比例较大，或者建筑物在使用上有要求时，可以再建筑物的柱、墙下做成一块满堂的基础，就是筏型基础。此基础用于多层与高层建筑，分平板式和梁板式。由于其整体刚度相当大，能将各个柱子的沉降调整得比较均匀。此外还具有跨越地下浅层小洞穴、增强建筑物的整体抗震性能，作为地下室、油库。水池等的防渗地板等的功能。
（六）箱形基础
由钢筋混凝土底板、顶板和纵横墙体组成的整体结构，其抗弯刚度非常大，只能发生大致均匀的下沉，但要严格避免倾斜。箱形基础是高层建筑广泛采用的基础形式。但其材料用量较大，且为保证箱基刚度要求设置较多的内墙，墙的开洞率也有限制，故箱基作为地下室时，对使用带来一些不便。因此要根据使用要求比较确定。
（七）壳体基础
为了充分发挥混凝土抗压性能好的优点，可将基础的形式做成壳体。常见的形式有：正圆锥壳、M型组合壳和内球外锥壳。其优点是材料省、造价低。但是施工工期长、工作量大且技术要求高。
1.2深基础类型
深基础是埋深较大，以下部坚实土层或岩层作为持力层的基础，其作用是把所承受的荷载相对集中地传递到地基的深层，而不像浅基础那样，是通过基础底面把所承受的荷载扩散分布于地基的浅层。因此，当建筑场地的浅层土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采用地基处理措施时，应考虑采用深基础。深基础有桩基础、墩基础、地下连续墙、沉井和沉箱等几种类型。
（一）桩基础
当浅层地基上不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适宜采取地基处理措施时，就要考虑以下部坚实土层或岩层作为持力层的深基础。桩基应用最为广泛。桩基础指用各种材料做成的方形、圆形或其他形状的细而长的且埋在地下的桩。桩基础通常由桩和桩顶上承台两部分组成，并通过承台将上部较大的荷载传至深层较为坚硬的地基中去，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，多用于高层建筑。
按桩的受力情况，桩分为摩擦桩和端承桩两类。按施工方法，桩分为预制桩和灌注桩两类。
（二）地下连续墙
地下连续墙是利用专门的成槽机械在地下成槽，在槽中安放钢筋笼（网）后以导管法浇灌水下混凝土，形成一个单元墙段，再将依次完成的墙段以特定的方式连接，组成一道完整的现浇地下连续墙体。地下连续墙具有挡土、防渗兼作主体承重结构等多种功能；能在沉井作业、板桩支护等难以实施的环境中进行无噪音、无振动施工；能通过各种地层进入基岩，深度可达50m以上而不必采取降低地下水的措施，因此可在密集建筑群中施工。尤其是用于二层以上地下室的建筑物，可配合“逆筑法”施工而更显出其独特的作用。
（三）沉井基础
沉井基础是以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井是一个无底无盖的井筒，一般由刃脚、井壁、隔墙等部分组成。在沉井内挖土使其下沉，达到设计标高后，进行混凝土封底、填心、修建顶盖，构成沉井基础。
沉井基础的特点是埋深较大，整体性好，稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。此外，沉井既是基础．又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，其施工工艺简便，技术稳妥可靠，不需要特殊专业没备，并可做成补偿性基础，避免过大沉降，在深基础或地下结构中应用较为广泛，如桥梁墩台基础、地下泵房、水池、油库、矿用竖井以及大型设备基础、高层和超高层建筑物基础等。
（四）沉箱基础
沉箱基础又称为气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑的桥梁墩台或其他构筑物的基础。气压沉箱是一种无底的箱形结构，因为需要输入压缩空气来提供工作条件，故称为气压沉箱或简称沉箱。
