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筏形基础在农村自建房设计中的实践与效果

作者:admin | 发布时间:2020-08-26

随着佛山市各镇街的农村自建房政策改变,由当初的危房改造、一宅一证改变为有合法房产即可报建,并由原来的可建四层改为五层,房屋总高度15米改为18.5米,大大刺激起居民旧房改造的积极性,近年令到农村旧房的拆建大幅增多。但是,由于农村旧区居住环境街巷狭窄,在拆建工程中常为基础施工及四邻房屋距离等问题与邻居发生纠纷,凡此种种,目前农村建房基础选择已成为重中之重。尽管如此,因为农村自建房普遍缺少地基探查文件,设计方为了楼房的安全,往往会拒绝业主使用天然地基的要求而选择钻孔桩或挖孔桩基础,不得已业主在实际施工时在施工队的指引下自己改成其它类型的基础,从目前来看,施工队向业主推荐较多的是筏形基础(即满堂红基础)。那么,在四邻狭窄的农村自建房,筏式基础又是否为最佳选择呢?

筏式基础说明

一、分类

筏形基础分为平板式和梁板式,一般根据地基土质、上部结构体系、柱距、荷载大小及施工条件等确定。

1.板式基础

平板式筏形基础的底板是一块厚度相等的钢筋混凝土平板。板厚一般在0.5~2.5m之间。平板式基础适用于柱荷载不大、柱距较小且等柱距的情况,其特点是施工方便、建造快,但混凝土用量大。底板的厚度可以按升一层加50mm初步确定,然后校核板的抗冲切强度。底板厚度不得小于200mm。通常5层以下的民用建筑,板厚不小于250mm;6层民用建筑的板厚不小于300mm

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2.梁式基础

当柱网间距大时,一般采用梁板式筏形基础。根据肋梁的设置分为单向肋和双向肋两种形式。单向肋梁板式筏形基础是将两根或两根以上的柱下条形基础中间用底板连接成一个整体,以扩大基础的底面积并加强基础的整体刚度。双向肋梁板式筏形基础是在纵、横两个方向上的柱下都布置肋梁,有时也可在柱网之间再布置次肋梁以减少底的厚度。

二、选用原则

1、在软土地基上,用柱下条形基础或柱下十字交梁条形基础不能满足上部结构对变形的要求和地基承载力的要求时,可采用筏形基础。

2、当建筑物的柱距较小而柱的荷载又很大,或柱的荷载相差较大将会产生较大的沉降差需要增加基础的整体刚度以调整不均匀沉降时,可采用筏形基础。

3、当建筑物有地下室或大型储液结构(如水池、油库等),结合使用要求,可采用筏形基础。

4、风荷载及地震荷载起主要作用的多高层建筑物,要求基础有足够的刚度和稳定性时,可采用筏形基础。

三、筏形基础的构造要求

1、高层建筑的平板式筏基,筏板伸出墙柱外缘的宽度不宜大于2.0m;对梁板式筏基,筏板伸出基础梁外缘的宽度,在基础纵向不宜大于0.8m,横向不宜大于1.2m。多层建筑的墙下筏基,筏板悬挑墙外的长度,从轴线起算横向不宜大于1.5m,纵向不宜大于1.0m

2、筏板可以根据需要设计成等厚度或变厚度。对于高层建筑,平板式筏基的板厚不宜小于400mm;梁板式的板厚应不小于300m,且板厚与板格的最小跨度之比不宜小于1/20。多层建筑筏基的板厚可适当减小,其中墙下筏基的板厚不得小于200mm

3、平板式和梁板式筏基均可用作柱下和墙下基础。梁板式筏基的梁可以增大基础自身的刚度,当需使筏板顶面保持为平面时,基础梁可从板底向下伸出,墙下筏板也可在其厚度内设置暗梁。

4、若筏基内力用后面所述的倒楼盖法求得,其配筋除满足计算要求外,还应符合下述规定:平板式筏基柱下板带和跨中板带的底部钢筋及梁板式筏基筏板纵横方向的支座钢筋(指柱下、基础梁及剪力墙处板底的钢筋),均应有1/3-1/2贯通全跨,且其配筋率应不小于0.15%;

5、对肋梁不外伸的双向外伸悬挑板,其转角部分最好切角,并在板底布置辐射状、直径与边跨的受力钢筋相同、内锚长度大于外伸长度且大于混凝土受拉锚固长度的附加钢筋,其外端最大间距不大于200mm。平板式筏基两种板带顶部的钢筋和梁板式筏基跨中的钢筋都应按实际配筋全部连通。

6、筏基的混凝土强度等级,对高层建筑应不低于C30,多层建筑的墙下筏基可采用C20。地下水位以下的地下室筏基防水混凝土的抗渗等级,应根据地下水的最高水头与混凝土厚度之比确定,且不应低于0.6MPa


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四、基础埋置深度

依据“建筑地基基础设计规范GB 50007-2011

5.1.4 在抗震设防区,除岩石地基外,天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18

按农村自建房层数不超过5层,建筑总高度不得超过18.5米,基础埋置深度最少为1.25米,一般基础垫层为100毫米,所以,农村自建房基础埋深一般为1.35米至1.5米。


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五、筏形基础设计

筏形基础的上部为框架结构,当柱距相等和柱荷载分布均匀时,可采用等厚度筏式基础;当柱距不等和柱荷载分布不均匀、基础承受较大剪力和弯矩时,可采用不等厚度筏式基础,也可以在板上柱间或墙间设置肋梁或刚性桁架。荷载合力作用点应与基础形心相重合,以免出现偏心力矩,造成地基反力不均,使基础发生倾斜。因此,决定板的尺寸时,应尽量使立柱间距相等和荷载分布均匀。为减小偏心距,必要时可增加底板挑出长度来调整底板的形心位置。

设计时,应根据荷载大小和分布情况,采用地基上板的计算方法或考虑上部结构与地基基础相互作用的计算方法,求出基底反力、基础弯矩和剪力,以确定板厚和配筋量。对墙下筏式基础,当地基比较均匀、上部结构刚度较大时,可不考虑基础的整体弯曲;计算局部弯曲时,对压缩模量不大于4MPa的地基,其基底反力可按均匀或直线分布。对厚度大于1/6墙间距的筏板其内力可取单位宽度的板条按直线分布的地基反力计算。如果不能满足上述条件,可按弹性地基梁板方法计算。筏板上的刚性墙可按线性荷载处理,将板分割成正交于墙的单位宽度截条,采用弹性地基梁方法计算。最后将每根柱子和墙体按线性荷载算得的弯矩,进行叠加求得总弯矩,据此确定板厚和配筋量。由于弹性地基梁板求解过程非常繁琐,故在工程中常采用近似方法求解,如微分方程的直接解法、级数法、链杆法、有限差分法和有限单元法等。此外,还应进行抗冲切、抗剪切验算,必要时还需进行地基变形和稳定性计算。

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六、筏形基础钢筋配筋原理

见“混凝土结构施工图平面整体表示法制图规定和构造详图(04G101-3)”。


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七、实践与效果

在农村旧区四邻狭窄的街巷环境内,采用筏形基础是否可行?

1.在农村旧区四邻狭窄的街巷环境内,为了满足基础最少埋置深度,需要大量开挖土方,对四邻建筑的结构危害存在一定的风险,这也是引起四邻纠纷的主要原因之一。

2.农村自建房由于基底面积不大,普遍在30平方米至150平方米以下,有些建筑物甚至形体复杂,还带有外飘阳台,存在重心不规则,我邻居就是这样的建筑采用了筏式基础,结果建筑物往重心一侧发生严重倾斜,令到建筑结构存在严重的安全隐患。

3.筏式基础配筋复杂,农村自建房的施工人员技术普遍不高,未能很好的理解设计要求,还存在未能按图施工和偷工减料现象,也使建筑结构存在安全隐患。


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4.由于筏式基础的土方量大、混凝土和钢筋的工程量也较大,造价也不低。

综上所述,结合本人从事设计工作十多年的经验,针对缺少地质探查文件、施工场地狭窄、建筑重心不规则、四邻建筑结构稳定性差,如果农村自建房存在样条件,筏式基础慎用。


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