柱下天然地基獨(dú)立基礎(chǔ)埋深較大時(shí)的處理方法探討

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【摘要】 本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)地基持力層埋藏較深，柱下獨(dú)立基礎(chǔ)底部不能置于持力層上時(shí)，通過方案比較，提出可通過增設(shè)擴(kuò)大短柱或柱側(cè)增設(shè)短墻肢的方法加大基礎(chǔ)埋深，把基礎(chǔ)置于地基持力層上，即滿足工期要求又不改變上部結(jié)構(gòu)底層柱的計(jì)算高度。

關(guān)鍵詞：埋深、嵌固面、短柱、短墻肢 一、     工程概況    某工程為單層工業(yè)廠房，上部結(jié)構(gòu)為框排架，無吊車，屋蓋為網(wǎng)架，上弦支承，跨度36米，現(xiàn)澆框架柱間距為6米，柱凈高8.5米，地震設(shè)防烈度6度，基本風(fēng)壓為0.55KN/m²，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類，地基持力層為圓礫，承載力特征值為200kPa，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)埋深-2.5m，持力層深度-2.5米至-4.0米，擬建場(chǎng)地現(xiàn)狀標(biāo)高-2米至-3.5米，設(shè)計(jì)要求先進(jìn)行場(chǎng)地平整，再進(jìn)行基礎(chǔ)施工，基底持力層超挖部分采用砂石換填處理，室外地面標(biāo)高-0.3m，底層計(jì)算嵌固面為-0.90m。為滿足施工工期要求，場(chǎng)地暫不平整，先施工基礎(chǔ)，再進(jìn)行場(chǎng)地土回填，為此須對(duì)原設(shè)計(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)整。 二、     處理方法 方法一：維持原設(shè)計(jì)，基底超挖部分仍采用砂石換填，壓實(shí)系數(shù) ≥0.94，此方法對(duì)施工質(zhì)量控制較高，工期較長(zhǎng)，不能滿足要求。 方法二：基底超挖換填材料采用C15毛石混凝土，方便快捷，工期相對(duì)較短，但因超挖較多，換填量大，投資較高。 方法三：加大基礎(chǔ)埋深，基底降低置于持力層上，調(diào)整上部結(jié)構(gòu)底層計(jì)算高度，此方法施工工期最短，但設(shè)計(jì)修改工作量大，同樣不能滿足工期要求。 方法四：在方法三基礎(chǔ)上增設(shè)擴(kuò)大短柱或短墻肢，對(duì)擴(kuò)大短柱或短墻肢進(jìn)行受力分析配筋，滿足原設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)底層排架柱計(jì)算高度的要求，即底層排架柱計(jì)算高度不變，嵌固面置于擴(kuò)大短柱或短墻肢頂部。本方法設(shè)計(jì)修改量小，施工期較短，投資增加不多。 綜合分析，采用方法四進(jìn)行處理，但須對(duì)擴(kuò)大短柱或短墻肢進(jìn)行受力分析，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施加以保證。 三、     擴(kuò)大短柱設(shè)計(jì) （一）計(jì)算假定 排架柱為大偏心受壓構(gòu)件，排架柱的變形特征為彎曲變形，擴(kuò)大短柱頂能否作排架柱柱腳的嵌固面，取決于短柱的抗彎剛度，即短柱抗彎剛度愈大，其約束排架柱柱腳轉(zhuǎn)動(dòng)的能力越強(qiáng)，當(dāng)短柱抗彎剛度遠(yuǎn)大于排架柱的抗彎剛度時(shí)，即認(rèn)為短柱頂為為排架柱的嵌固面，假定短柱頂作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。 （二）設(shè)計(jì)依據(jù) 根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50007-2002 中第8.2.6條：“預(yù)制鋼筋混凝土柱（包括雙肢柱）與高杯口基礎(chǔ)的連接（圖8.2.6-1），應(yīng)符合本規(guī)范第8.2.5條插入深度的規(guī)定。杯壁厚度符合表8.2.6的規(guī)定且符合下列條件時(shí)，杯壁和短柱配筋，可按圖8.2.6-2的構(gòu)造要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。          1、起重機(jī)起重量小于或等于75t，軌頂標(biāo)高小于或等于14m，基本風(fēng)壓小于0.5kPa的工業(yè)廠房，且基礎(chǔ)短柱的高度不大于5m； 2、起重機(jī)起重量大于75t，基本風(fēng)壓大于0.5kPa，且符合下列表達(dá)式E₂I_2／E₁I₁≥10（8.2.6-1）； 3、當(dāng)基礎(chǔ)短柱的高度大于5m，并符合下列表達(dá)式： △₂/△₁≤1.1 式中 △₁——單位水平力作用在以高杯口基礎(chǔ)頂面為固定端的柱頂時(shí)，柱頂?shù)乃轿灰疲?△₂——單位水平力作用在以短柱底面為固定端的柱頂時(shí)，柱頂?shù)乃轿灰疲?hellip;…” 工程所在地基本風(fēng)壓為0.55kPa，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土排架柱，短柱與排架柱間連接采用現(xiàn)澆，二者間的連接好于高杯口基礎(chǔ)與預(yù)制鋼筋混凝土柱的連接，因此參照此條第2小條的要求進(jìn)行短柱的設(shè)計(jì)是可行的。 （三）              短柱的計(jì)算 1、計(jì)算簡(jiǎn)圖：                                  2、計(jì)算參數(shù)：擴(kuò)大短柱平面圖見圖2示。   排架柱axb=600x800，擴(kuò)大短柱a’xb’=800x1600，h1=9m，h2=3m，C30，fc=14.3N/mm2，fy=360 N/mm2，E1=E2，M=150KN-m，F(xiàn)=35KN，N=550KN。