1、高層住宅剪力墻條形基礎(chǔ)在巖石地基上的設(shè)計山東大衛(wèi)國際建筑設(shè)計有限公司 濟(jì)南250100摘要：木文結(jié)合工程實例，介紹了剪力墻條形基礎(chǔ)在巖石地基中的設(shè)計 過程及現(xiàn)場驗槽遇到的問題，為后續(xù)巖石地基上條形基礎(chǔ)的設(shè)計積累了經(jīng)驗。關(guān)鍵詞：剪力墻條形基礎(chǔ)，巖石地基，高層住宅1引言根據(jù)山水華府高層住宅項目場區(qū)的巖土工程地質(zhì)條件，結(jié)合建筑物上部 結(jié)構(gòu)特點，考慮經(jīng)濟(jì)性及可靠性的要求，需要選擇天然地基作為持力層，木工程 釆用條基加防水底板基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)持力層選用第4層中風(fēng)化石灰?guī)r，承載力特 征值fak為2000kpa,工程特性為：青灰色，堅硬，致密，巖芯較完整呈柱狀、 短柱狀，柱長743厘米.2巖石地基的特點2.1

2、巖石地基與土質(zhì)地基的不同巖石地基有別于土質(zhì)地基，主要體現(xiàn)在巖石地基強(qiáng)度很高，作為持力層 的巖石地基往往是土質(zhì)地基的幾倍甚至是十幾倍，并且基礎(chǔ)與巖石地基的相對剛 度比基礎(chǔ)與土質(zhì)地基的相對剛度小很多，基木上可以忽略地基的變形，澆筑的過 程中混凝土與巖石形成一體，巖石表面一般不光滑，形成粗糙起伏的表面，有利 于巖石與混凝土的機(jī)械咬合，對混凝土基礎(chǔ)形成很強(qiáng)的水平約束作用，可以提高 基礎(chǔ)的承載強(qiáng)度，這些都是有利于獨立基礎(chǔ)的設(shè)計，與土質(zhì)地基相比具有有利的 特征。2.2巖石地基上條形基礎(chǔ)設(shè)計的介紹由于巖石地基承載力高，山區(qū)房屋按照規(guī)范設(shè)計，多使用條形基礎(chǔ)這種 基礎(chǔ)形式，多高層荷載乂較大，設(shè)計的條形基礎(chǔ)往往很

3、高，如這種情況下的條形 基礎(chǔ)己不能再看做一般的板類構(gòu)件，可以認(rèn)為是一種實體混凝土結(jié)構(gòu)，這種大體 積實體結(jié)構(gòu)的獨立基礎(chǔ)受力分析計算也不合適繼續(xù)使用基于板類構(gòu)件的不配置 箍筋與彎起鋼筋的普通板類受彎剪構(gòu)件計算公式，其真實受力情況更接近于深受 彎構(gòu)件。如果繼續(xù)按照一般板類彎剪構(gòu)件設(shè)計，雖然滿足了抗剪切的要求，但過 大的基礎(chǔ)高度造成材料與人力的浪費，增加施工的難度，既不經(jīng)濟(jì)，又不合理。3兩種不同方法計算獨立基礎(chǔ)的高度與分析3.1按照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范設(shè)計巖石地基上條形基礎(chǔ)按照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(gb50007-2011)，基礎(chǔ)設(shè)計計算要滿足 抗剪切驗算、抗沖切驗算，局部承壓驗算，鋼筋依據(jù)抗彎承載力

4、配置，由于巖石 地區(qū)承載力較高，沖切破壞椎體落入在了基礎(chǔ)底面之外，不需要進(jìn)行抗沖切驗算, 往往也就不用考慮沖切破壞的影響，規(guī)范規(guī)定，對基礎(chǔ)底面短邊尺寸小于或等于 墻寬加兩倍基礎(chǔ)有效高度的墻下條形基礎(chǔ)，應(yīng)驗算柱與基礎(chǔ)交接處的基礎(chǔ)受剪切 承載力，巖石地基上設(shè)計的墻形基礎(chǔ)，高度較大，符合里面的前提條件，要遵守 這一強(qiáng)制條文，抗剪承載力驗算就對基礎(chǔ)設(shè)計中的高度控制起到了決定作用，規(guī) 范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(gb50007-2011)第8.2.9條驗算抗剪承載力，, 其中=(800/h0) 1/4,對公式進(jìn)行簡化計算得到滿足基礎(chǔ)的最小高度，計算結(jié) 果可以知道按照抗剪驗算公式設(shè)計巖石地基上的條形基礎(chǔ)高度非

5、常大，接近其至 高于基礎(chǔ)的寬度。3.2采用深受彎構(gòu)件設(shè)計巖石地基上條形基礎(chǔ)的分析與計算鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計，我國和歐美國家從設(shè)計原理上來講采用的都 是極限狀態(tài)設(shè)計方法，包括正常使用極限狀態(tài)與承載能力極限狀態(tài)兩種，在概率 方法上，我國采用的是基于可靠度的設(shè)計方法，在已有的研究中，條形基礎(chǔ)的受 力情況呈現(xiàn)單向受力分布，破壞面呈現(xiàn)單向分布明顯。基礎(chǔ)剪切計算主要受縱筋配筋率大小、驗算截面位置、混凝土強(qiáng)度與截面有效高 度等因素控制，規(guī)范目前的研究多把基礎(chǔ)作為一個板類構(gòu)件對待，而巖石地基上 獨立基礎(chǔ)的三維尺寸相差不大，構(gòu)成一個實體模型，巖石地基上獨立基礎(chǔ)的實際 受力狀態(tài)與一般受彎構(gòu)件不同，由于基礎(chǔ)邊長較

6、小，彎矩較小，剪力相對較大, 彎矩較小，與無腹筋簡支梁的剪彎受力狀態(tài)并不吻合，而真實破壞機(jī)理與受力狀 態(tài)與矩形深受彎短梁直接剪切的受力狀態(tài)接近，易按照深受彎件計算。混凝土 結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(gb50010-2010)附錄g.0.4條，在均布荷載作用下，為了加大 安全儲備，忽略水平分布筋與側(cè)向約束的有利影響，由于l0小于2h,所以取l0=2h, 由深受彎構(gòu)件公式g.o.4-1化簡得到v≤1.4ftbho,由公式化簡得到最小高度公 式如下：。重新計算上述基礎(chǔ)高度，得到如下表基礎(chǔ)ji、j2、j3的高度計算結(jié)果地基承載力特征值fa (kpa) 3000 4000 5000條形基礎(chǔ)邊長b (m

7、m) 3300 3300 3300基礎(chǔ)高度 h0 (mm) 1200 1500 18004比較：通過采用無腹筋深受彎構(gòu)件計算公式計算表明，獨立基礎(chǔ)的高 度被大幅度減小，優(yōu)化設(shè)計可以節(jié)省材料和工程量40%50%以上。如能應(yīng)用于 山區(qū)地基基礎(chǔ)的設(shè)計中去，會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益，并節(jié)省大量的人力。對其深 入研究具有很高的科研與工程實用價值。5 .現(xiàn)場驗槽心得并且通過現(xiàn)場驗槽，設(shè)計巖石地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)注意以下規(guī)定：1.置于完整、較完整、較破碎巖體上的建筑物可僅進(jìn)行地基承載力計 算；2.地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲、乙級的建筑物，同一建筑物的地基存在堅硬程度 不同，兩種或多種巖體變形模量差異達(dá)2倍及2倍以上，應(yīng)進(jìn)行

8、地基變形驗算；3. 地基主要受力層深度內(nèi)存在軟弱下臥巖層時,應(yīng)考慮軟弱下臥巖層的影響進(jìn)行地 基穩(wěn)定性驗算；4.土巖地基主要矛盾是基巖與土層壓縮性相差懸殊，如微風(fēng)化及中 等風(fēng)化巖層的彈模可達(dá)mpa,而土層壓縮模量僅在l-10mpa之間，二者相差3-4數(shù) 量級.5.山區(qū)地基基巖面起伏較大6.在山區(qū)古老湖泊、池塘以及沖溝、河溪中 常分布有淤泥、泥炭或軟粘土，形成山區(qū)局部軟土地基,分布厚度不大，一般2-3m. 7. 當(dāng)基巖面起伏較大,且都使用巖石地基時，同一建筑物可以使用多種基礎(chǔ)形式；8. 當(dāng)基礎(chǔ)附近有臨空面吋,應(yīng)驗算向臨空面傾覆和滑移穩(wěn)定性存在不穩(wěn)定的臨空面 時，應(yīng)將基礎(chǔ)埋深加大至下伏穩(wěn)定基巖；亦可

9、在基礎(chǔ)底部設(shè)置錨桿,錨桿應(yīng)進(jìn)入下 伏穩(wěn)定巖體,并滿足抗傾覆和抗滑移要求同一基礎(chǔ)的地基可以放階處理,但應(yīng)滿 足抗傾覆和抗滑移要求；9.對于節(jié)理、裂隙發(fā)育及破碎程度較高的不穩(wěn)定巖體, 可采用注漿加固和清爆填塞等措施.6 總結(jié)：高層建筑逐漸發(fā)展成為城市建設(shè)的主要內(nèi)容，因為它可以緩解城市用地 問題，同吋還緩解城市人口問題，成為了城市建筑物的極優(yōu)之選。但是，由于由 于高層建筑自身的垂直高度大，層數(shù)多，重量較大，所以承受的荷載力所導(dǎo)致的 傾斜力矩也會成倍的呈增長的勢頭，在這種情況下，就需要基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的承載 力，從而實現(xiàn)對沉降和傾斜的有效控制，使建筑具有更好的安全性和穩(wěn)定性。地 基基礎(chǔ)是建筑物首先考慮和建造的部位，是一個建筑的根本和立足點。同吋，由 于地基深埋于土地之中，地質(zhì)情況復(fù)雜，變化較多，加上地下水的影響，使得