无筋扩展基础(刚性基础)可用于六层和六层以上(三合土基础不宜超过四层)的民用建筑和墙承重的厂房。
刚性基础的抗拉强度和抗剪强度较低,因此必须控制基础内的拉应力和剪应力,使得在压力分布线范围内的基础主要承受压应力,而弯曲应力和剪应力则很小。如图7.20所示,基础底面宽度为b,高度为H0,基础台阶挑出墙或柱外的长度为b2。基础顶面与基础墙或柱的交点的垂线与压力线的夹角称为压力角,刚性基础中压力角的极限值称为刚性角。它随基础材料不同而有不同的数值。由此可知,刚性基础是指将基础尺寸控制在刚性角限定的范围内,一般由基础台阶的高宽比控制,即要求
所以有
式中 α——基础的压力角;
b——基础底面宽度(m);
——刚性基础台阶宽高比的允许值,查表7.6。
图7.20 刚性基础台阶的确定和受力破坏简图(www.xing528.com)
表7.6 刚性基础台阶宽高比的允许值
注:① p为基础底面处平均压力(kPa)。
② 阶梯形毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于200 mm。
③ 当基础由不同材料叠合组成时,应对接触部分作抗压验算。
④ 对混凝土基础,当基础底面处平均压力超过300 kPa时,尚应按V≤0.07fcA进行抗剪验算,式中:V为剪力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;A为台阶高度变化处的剪切断面。
为节约材料和施工方便,砖、毛石、灰土、混凝土等材料的基础常做成阶梯形。每一台阶除应满足台阶宽高比的要求外,还需符合有关的构造规定。
砖基础采用的砖强度等级应不低于MU7.5,砂浆强度等级应不低于M2.5,在地下水位以下或地基土比较潮湿时,应采用水泥砂浆砌筑。基础底面以下一般先做100 mm厚的灰土垫层或混凝土垫层,混凝土强度等级为C7.5或C10。
三合土基础一般按1∶2∶4~1∶3∶6体积比配制,经加入适量水拌和后,均匀铺入基槽,每层虚铺200 mm,再压实至150 mm,铺至一定高度后再在其上砌砖大放脚,三合土基础厚度不应小于300 mm。
灰土基础常用3∶7或2∶8的体积比比例配制,加入适量水拌匀,分层夯实。施工时每层需铺灰土220~250 mm,夯实至150 mm,称为“一步灰土”。设计成二步灰土或三步灰土时,厚度为300 mm或450 mm。施工中应严格控制灰土比例和拌和均匀的问题,每层压实结束后,按规定取灰土样,测定其干密度。压实后的灰土最小干密度:粉土1.55 t/m3、粉质黏土1.50 t/m3、黏土1.40 t/m3。
毛石基础采用的材料为未加工或仅稍作修正的未风化的硬质岩石,毛石形状不规则时,其高度不应小于150 mm。毛石基础每阶高度一般不小于200 mm,通常取400~600 mm,并由两层毛石错缝砌成。毛石基础的每阶伸出宽度不宜大于200 mm。毛石基础底面以下一般铺设100 mm厚的混凝土垫层,混凝土强度等级为C10。
混凝土基础一般用C10以上的素混凝土做成,每阶高度不应小于200 mm。毛石混凝土基础中用于砌筑的毛石直径不宜大于300 mm,每阶高度不应小于300 mm。
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