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2.4 基础工程

2.4.1 独立基础

独立基础是柱下基础的基本形式。钢筋混凝土独立基础(见图2-8)按其构造形式,可分为现浇柱锥形基础、现浇柱阶梯形基础和预制柱杯形基础。杯形基础又可分为单肢柱和双肢柱杯形基础,低杯口基础和高杯口基础,如图2-9所示。

图2-8 柱下钢筋混凝土独立基础

图2-9 杯形基础形式、构造示意

1.构造要求

(1)现浇柱锥形基础。锥形基础下面常设有低强度等级素混凝土垫层,厚度不宜小于70mm,一般为100mm,混凝土强度等级为C10,基础边缘高度 h 不宜小于200mm。基础混凝土强度等级不应低于C20。底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm,间距不宜大于200mm,也不宜小于100mm。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。

锥形基础插筋的数目、直径及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固长度及与柱的纵向受力钢筋的连接方法,按《混凝土结构设计规范》GB 50010—2010的规定执行。插筋应伸至基础底部的钢筋网内,并在端部做成直弯钩。当柱为轴心受压或小偏心受压,基础高度大于或等于1200mm或柱为大偏心受压,基础高度大于或等于1400mm时,可仅将柱子四角的插筋伸至基础底部,其余的插筋只需伸入基础达到锚固长度即可。插筋长度范围内均应设置箍筋。基础顶面每边从柱子边缘放出不小于50mm,以便于柱子支模。

(2)现浇柱阶梯形基础。阶梯形基础的每阶高度宜为300~500mm。当基础高度 h ≤350mm时,一般用一阶;当350mm< h ≤900mm时,用二阶;当 h >900mm时,用三阶。阶梯尺寸宜采用整数,一般在水平及垂直方向均采用50mm的倍数。其他构造要求与锥形基础相同。

(3)预制柱杯形基础。预制钢筋混凝土柱与杯形基础的连接,应符合下列要求:

1)柱的插入深度 h 1,按《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011选用,并应满足锚固长度的要求(一般为纵向受力钢筋直径的20倍)和吊装时柱的稳定性的要求(不小于吊装时柱长的0.05倍)。

2)基础的杯底厚度和杯壁厚度按《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011采用。

3)当柱为轴心受压或小偏心受压且 t / h 2 ≥0.65时,或大偏心受压且 t / h 2 ≥0.75时,杯壁可不配筋;当柱为轴心受压或小偏心受压且0.5≤ t / h 2 ≤0.65时,杯壁按构造配筋;其他情况下,应按计算配筋,其配筋焊成网片或现场绑扎。

预制钢筋混凝土柱(包括双肢柱)和高杯口基础的连接,其插入深度应符合上述规定。杯壁厚度、杯壁和短柱配筋应符合《建筑地基基础设计规范》GB 50007—2011第8.2.5条的规定。

2.施工要点

(1)现浇柱基础施工。

1)在混凝土浇筑前,基坑(槽)应进行验槽,轴线、基坑(槽)尺寸和土质应符合设计规定。基坑(槽)内浮土、积水、淤泥、垃圾、杂物应清除干净。局部软弱土层应挖去,用灰土或砂砾分层回填,夯实至与基底相平。

2)验槽后应立即浇筑垫层混凝土,以免地基土被扰动。混凝土宜用表面振捣,要求表面平整。当垫层达到一定强度后,在其上弹线、支模、铺放钢筋网片,注意钢筋保证厚度,保证位置正确。

3)在浇筑基础混凝土前,应清除干净模板和钢筋上的垃圾、泥土和油污等杂物,并浇水湿润模板,对模板和钢筋按规范规定进行检查验收。

4)基础混凝土宜分层连续浇筑完成。阶梯形基础的每一台阶高度内应整段分层浇捣,每浇筑完一台阶应稍停0.5~1.0h,待其初步沉实后,再浇筑上层,以防下台阶混凝土溢出,在上台阶根部出现烂脖子,台阶表面应基本抹平。

5)锥形基础的锥体斜面坡度应正确,斜面部分的模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧,以防模板上浮变形,边角处的混凝土必须捣实。严禁斜面部分不支模,用铁锹拍实。

6)基础上有插筋时,要加以固定,保证插筋位置的正确,防止浇捣混凝土时插筋发生移位。

7)混凝土浇筑完毕,外露表面应覆盖浇水养护。

(2)预制柱杯形基础施工。预制柱杯形基础的施工,除参照上述施工要求外,还应注意以下几点。

1)混凝土应按台阶分层浇筑,对高杯口基础的高台阶部分按整段分层浇筑。

2)杯口模板可采用木模板或钢定型模板,可做成整体的,也可做成两半式的,中间各加一块楔形板。拆模时,先取出楔形板,然后分别将两个半杯口模板取出。为便于周转使用,模板宜做成工具式的,支模时杯口模板要固定牢固并压紧。

3)浇筑杯口混凝土时,四周要对称均匀进行浇筑,避免将杯口模板挤向一侧。

4)施工时,应先浇筑杯底混凝土并振实,注意在杯底一般有50mm厚的细石混凝土找平层,应仔细留出。待杯底混凝土沉实后,再浇筑杯口四周混凝土。基础浇捣完毕,在混凝土初凝后终凝前将杯口模板取出,并将杯口内侧表面混凝土凿毛。

5)施工高杯口基础时,可采用后安装杯口模板的方法施工,即当混凝土浇捣接近杯口底时,再安装固定杯口模板,而后继续浇筑杯口四周混凝土。

2.4.2 条形基础

条形基础有墙下条形基础和柱下条形基础之分。

1.构造要求

(1)墙下条形基础。墙下钢筋混凝土条形基础(见图2-10)同钢筋混凝土独立基础一样,具有良好的抗弯和抗剪性能,可在竖向荷载较大、地基承载力不高及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。因高度不受台阶宽高比的限制,故适用于需要“宽基浅埋”的情况。

图2-10 墙下钢筋混凝土条形基础

墙下钢筋混凝土条形基础和钢筋混凝土独立基础都是扩展基础,构造要求基本相同。基础底板受力钢筋按计算确定,并顺宽度方向布置,间距应不大于200mm,但也不宜小于100mm。条形基础一般不配弯筋。纵向分布钢筋直径不小于8mm,间距不大于300mm,置于受力钢筋之上。每延米分布钢筋的面积不小于受力钢筋面积的1/10。为增加基础抵抗不均匀沉降的能力,沿纵向可加设肋梁,并按构造配筋。

(2)柱下条形基础。柱下条形基础截面一般为倒T形,底板伸出部分称为翼板,中间部分称为肋梁。其构造除应满足扩展基础一般要求外,还应符合下列规定:

翼板厚度不应小于200mm,当厚度不大于250mm时,翼板可做成等厚度板;当厚度大于250mm时,可做成坡度小于或等于1∶3的变厚度板。肋梁高度按计算确定,一般可取柱距的1/8~1/4。翼板的宽度按地基承载力计算确定,肋梁宽度应比该方向柱截面尺寸长至少50mm。为调整底面形心位置以减少端部基底压力,条形基础的端部宜向外伸出,伸出长度宜为第一跨距的0.25倍。

基础梁的纵向受力钢筋按内力计算确定,一般上下双层配置,钢筋直径不小于10mm,配筋率不宜小于0.15%。顶部钢筋按计算配筋全部贯通,底部纵向受拉钢筋通常配置2~4根,通长钢筋不应少于底部受力钢筋的1/3,弯起筋及箍筋接剪力及弯矩图配置。箍筋直径一般为6~8mm,在距支座轴线0.25~0.3倍柱距范围内,箍筋应加密布置。

2.施工要求

1)在混凝土浇筑前,基坑(槽)应进行验槽,局部软弱土层应挖去,用灰土或砂砾分层回填夯实至与基底相平。基坑(槽)内浮土、积水、淤泥、垃圾、杂物应清除干净。

2)验槽后应立即浇筑垫层混凝土,以保护地基。当垫层素混凝土达到一定强度后,在其上弹线、支模、铺放钢筋。

3)在浇筑混凝土前,应清除模板内和钢筋上的垃圾、泥土、油污等杂物,模板应浇水加以湿润。

4)混凝土自高处倾落时,其自由倾落高度不宜超过2m。如超过,应设料斗、漏斗、溜槽、串筒,以防混凝土产生分层离析。

5)混凝土宜分段分层浇筑。各段各层间应互相衔接,逐段逐层呈阶梯形推进,并注意先使混凝土充满模板边角,然后再浇筑中间部分。

6)混凝土应连续浇筑,以保证结构良好的整体性。

7)混凝土浇筑完毕,外露表面应覆盖浇水养护。

2.4.3 筏式基础

筏式基础由钢筋混凝土底板、梁等组成,适用于地基承载力较低而上部结构荷载较大的情况。其外形和构造类似于倒置的钢筋混凝土楼盖,一般可分为梁板式和平板式两类(见图2-11)。前者用于荷载较大的情况,后者一般用于荷载不大,但柱网较均匀且间距较小的情况。筏式基础不仅能减小地基土的单位面积压力,提高地基承载力,而且还能增强基础的整体刚度,有效调整各柱的不均匀沉降,在多层和高层建筑中被广泛采用。

图2-11 筏式基础

1—底板;2—梁;3—柱;4—支架

1.构造要求

1)混凝土强度等级不应低于C30,当有防水要求时,防水混凝土的抗渗等级不应小于0.6MPa。必要时宜设架空排水层。钢筋无特殊要求,钢筋保护层厚度不小于40mm。

2)基础平面布置应尽量对称,以减小基础荷载的偏心距。底板厚度不宜小于200mm,梁截面和板厚按计算确定,梁顶高出底板顶面不小于300mm,梁宽不小于250mm。

3)底板下一般宜设厚度为100mm的C10混凝土垫层,每边伸出基础底板不小于100mm。

4)筏式基础配筋应由计算确定,按双向配筋。

2.施工要求

1)施工前,如地下水位较高,可采用人工降低地下水位的方法使地下水位降至基坑底以下不小于500mm处,以保证在无水情况下进行基坑开挖和基础施工。

2)筏式基础浇筑前,应清扫基坑、支设模板、铺设钢筋。

3)混凝土应顺次梁方向浇筑,对于平板式筏式基础则应平行于基础短边方向浇筑。

4)施工时,可先在垫层上绑扎底板、梁的钢筋和柱子锚固插筋,然后浇筑底板混凝土,待其达到25%设计强度后,再在底板上支梁模板,继续浇筑梁混凝土;也可将底板和梁模板一次同时支好,混凝土一次连续浇筑完成,梁侧模板采用支架支承并固定牢固。

5)混凝土浇筑应一次完成,一般不留施工缝,必须留设时,应按施工缝留设要求进行留置和处理,并应设置止水带。

6)基础浇筑完毕,表面应覆盖和洒水养护不少于7d,并防止地基被水浸泡。

7)当混凝土强度达到设计强度的30%时,应进行基坑回填。

2.4.4 箱形基础

箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙及一定数量的内隔墙构成的封闭箱体(见图2-12)。可在基础中部内隔墙上开门洞作地下室。该基础整体性好,刚度大,调整不均匀沉降能力及抗震能力强,并可降低因地基变形而使建筑物开裂的可能性,减少基底处原有地基自重应力,降低总沉降量等特点。适用于作为软弱地基上的面积较小、平面形状简单、上部结构荷载大且分布不均匀的高层建筑物的基础和对沉降有严格要求的设备基础或特种构筑物基础。

图2-12 箱形基础

1—底板;2—外墙;3—内横隔墙;4—内纵隔墙;5—顶板;6—柱

1.构造要求

1)箱形基础的底面形心应尽可能与上部结构竖向静荷载重心相重合,即在平面布置上尽可能对称,以减少荷载的偏心距,防止基础过度倾斜。

2)混凝土强度等级不应低于C30。

3)基础高度一般取建筑物高度的1/12~1/8,不宜小于箱形基础长度的1/8,且不小于3m。

4)箱形基础的外墙沿建筑物四周布置,内墙一般沿上部结构柱网和剪力墙纵横均匀布置。墙体厚度应根据实际受力情况确定,内墙厚度不宜小于200mm,一般为200~300mm;外墙厚度不应小于250mm,一般为250~400mm。

5)箱形基础底板、顶板的厚度应满足柱或墙冲切验算要求,并根据实际受力情况通过计算确定。底板厚度一般取隔墙间距的1/10~1/8,为300~1000mm;顶板厚度为200~400mm。

6)为保证箱形基础的整体刚度,平均每平方米基础面积上的墙体长度不应小于400mm,或墙体水平截面积不得小于基础面积的1/10,其中纵墙配置量不得小于墙体总配置量的3/5。

7)底板、顶板及内外墙的钢筋按计算确定。

2.施工要求

1)基坑开挖时,如地下水位较高,应采取措施降低地下水位至基坑底以下至少500mm,并尽量减少对基坑底土的扰动。当采用机械开挖基坑时,在基坑底面以上200~400mm厚的土层,应用人工挖除并清理。基坑不得长期暴露,更不得积水。基坑验槽后,应立即进行基础施工。

2)施工时,基础底板、内外墙和顶板的支模、钢筋绑扎和混凝土浇筑,可采取内外墙和顶板分次支模浇筑方法施工,其施工缝的留设位置和外墙应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204—2015有关要求,外墙接缝应设止水带。

3)基础的底板、内外墙和顶板宜连续浇筑完毕。为防止出现温度收缩裂缝,一般应设置贯通后浇带,带宽不宜小于800mm,后浇带处钢筋应贯通。顶板浇筑后,相隔2~4周,使用比设计强度高一级的细石混凝土将后浇带填灌密实,并注意加强养护。

4)箱形基础底板厚度一般都超过1.0m,其混凝土浇筑属于大体积混凝土浇筑。应根据实际情况选择浇筑方案,注意养护,防止产生温度裂缝。

5)基础施工完毕,应立即进行回填。停止降水时,应验算基础的抗浮稳定性,抗浮稳定系数不宜小于1.2,如不能满足时,应采取有效措施,例如,继续抽水直至上部结构荷载加上后能满足抗浮稳定系数要求为止,或在基础内灌水或加重物等,防止基础上浮或倾斜。

6)高层建筑进行沉降观测时,水准点及观测点应根据设计要求即时埋设,并注意保护。 XVgMmNI46naz4+/GJaw5ycIIbMMCNsh0a9xDUQfi5/WSsbTls+KdVtbFT6YzRSI8

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