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园林建筑材料与构造:基础分类探究

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:构造上通过限制刚性基础宽高比来满足刚性角的要求。刚性基础的允许宽高比值见表3.1。表3.1刚性基础台阶宽高比允许值续表①砖基础:砖基础是一般砖混建筑常选的一种基础形式。基础采用台阶式逐级放大,称为大放脚。根据表3.1要求,大放脚台阶宽高比≤1∶1.50。若基础内不配筋,其放坡比例符合相应材料刚性角要求。

园林建筑材料与构造:基础分类探究

1)按材料及受力特点分类

(1)刚性基础 刚性基础所用的材料如砖、石、混凝土等,它们的抗压强度较高,但抗拉及抗剪强度偏低。因此,用此类材料建造的基础,应保证其基底只受压,不受拉。由于受地耐力的影响,基底应比基顶墙(柱)宽些,即b>b0,如图3.11(a)所示。地耐力越小,基底宽度b就越大。当b很大时,基底挑出部分b2也很大,此时就可能出现基底部分受拉而开裂破坏的情况。

图3.11 刚性基础受力特点

(a)基础放坡在允许值范围内,基底受压;(b)基底加宽,放坡比例不合适、基底部分受拉破坏;(c)基础宽度加大,其深度也应相应加大,满足放坡比例

试验表明,不同材料构成的基础,其传递压力的角度也不相同,刚性基础中压力分布角a称为刚性角,如图3.11(b)所示。在设计中,应尽力使基础大放脚与基础材料的刚性角相一致,以确保基础底面不产生拉应力,最大限度地节约基础材料,如图3.11(c)所示。受刚性角限制的基础称为刚性基础。构造上通过限制刚性基础宽高比来满足刚性角的要求。刚性基础的允许宽高比值见表3.1。

表3.1 刚性基础台阶宽高比允许值

续表

①砖基础:砖基础是一般砖混建筑常选的一种基础形式。选用的砖块标号一般不低于MU7.5,基础部分砌筑用砂浆通常为水泥砂浆。基础采用台阶式逐级放大,称为大放脚。根据表3.1要求,大放脚台阶宽高比≤1∶1.50。为此,大放脚常有两种做法:一是每两皮砖外桃1/4砖的二皮一收法,称为等间式,如图3.12(a)所示;二是每两皮砖挑1/4砖与每一皮砖挑1/4砖相间砌筑的二一间隔收法,称为间隔式,如图3.12(b)所示。砖基础砌筑前,基槽底应铺20 mm厚的砂浆,最下面一个台阶的高度不小于120 mm,同时砖基础的底面宽度应符合砖的模数

图3.12 砖基础构造示意

(a)等间式;(b)间隔式

②混凝土基础:混凝土基础具有坚固、耐久、耐水、刚性角大,可根据需要任意改变形状的特点,常用于地下水位高、有冰冻作用的建筑物,也可与砖基础合用。混凝土基础台阶宽高比为1∶1~1∶1.5,实际使用时可把基础断面做成阶梯形,如图3.13所示。

毛石混凝土基础:在上述混凝土基础中加入粒径不超过300 mm的毛石,且毛石体积不超过基础总体积的20%~30%,称为毛石混凝土基础。值得注意的是,毛石混凝土基础中所用毛石,其尺寸不得超过基础每个台阶宽度的1/3,基础台阶宽高比≤1∶1.0~1∶1.50,如图3.14所示。所用毛石应经挑选,不得为针状或片状。

④毛石基础:毛石基础是用未经人为加工处理的天然石块和砂加水拌和夯实而成的。它具有强度较高、抗冻、耐水、经济等特点。毛石基础的断面形式多为阶梯形,如图3.15所示,并常与砖基础共用,做砖基础的底层。毛石基础顶面应比上部墙柱每侧各宽出100 mm,基础宽度不宜小于500 mm。考虑到刚性角,毛石基础每一台阶高不宜小于400 mm,每个台阶出挑宽度不应大于200 mm。当基础宽度b≤700 mm时,毛石基础应做成矩形断面。值得注意的是,毛石基础所用毛石虽未经人为加工但要挑选,所用石头不得为针状或片状,也不得是已风化的石材

图3.13 混凝土基础构造

图3.14 毛石混凝土基础构造

⑤灰土基础:灰土基础亦即灰土垫层,是由石灰粉煤灰黏土加适量的水拌和夯实而成的。灰与土的体积比为2∶8或3∶7。灰土每层虚铺220 mm左右,经夯实后厚度约为150 mm,称为一步,三层以下建筑灰土可做二步,三层以上建筑可做三步。由于灰土基础抗冻、耐水性能差,所以灰土基础只能用于地下水位较低的地区,并与其他材料基础共用,充当基础垫层,灰土基础构造方式见图3.16。

图3.15 毛石基础构造

图3.16 灰土基础构造

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图3.17 三合土基础构造

⑥三合土基础:三合土基础是由石灰、砂、骨料(碎石或碎砖)按体积比1∶3∶6或1∶2∶4加水拌和夯实而成,每层夯实后的厚度为500 mm左右,三合土基础宽不应小于600 mm,高不小于300 mm。三合土基础应埋于地下水位以上,其具体构造方式见图3.17。

(2)柔性基础 鉴于刚性基础受其刚性角的限制,要想获得较大的基底宽度,相应的其基础埋深也应加大。这显然会增加材料消耗,也会影响施工工期。在混凝土基础底部配置受力钢筋,利用钢筋受拉,这样基础可以承受弯矩,也就不受刚性角的限制。所以钢筋混凝土基础也称为柔性基础,其构造示意见图3.18。

钢筋混凝土基础断面可做成梯形,最薄处高度不小于200 mm;也可做成阶梯形,每踏步高300~500 mm。基础中受力钢筋的数量应经计算确定,但直径不小于φ8,间距不大于200 mm,在受力筋的上方设有分布筋,直径不小于φ6,间距不大于300 mm。钢筋混凝土基础的混凝土等级不低于C15。通常情况下,钢筋混凝土基础下面设有C15或C10素混凝土垫层,厚度100 mm左右。有垫层时,受力钢筋保护层厚为35 mm,无垫层时,钢筋保护层为75 mm,以保护受力钢筋不受锈蚀。

图3.18 钢筋混凝土基础

(a)混凝土与钢筋混凝土基础的比较;(b)钢筋混凝土基础构造

2)按基础构造形式分类

按基础构造方式可分为带形基础、独立基础、整片基础、桩基础等。

基础的形式受上部结构形式影响,如上部结构为墙体,基础可做成带形;上部结构为柱体,基础可做成独立式;上部结构荷载大,地耐力较小或地质情况复杂,可把基础连成整片基础,亦可做成桩基础。所以选用什么式样的基础需综合考虑材料、地质、水文、荷载、结构等方面的因素。

图3.19 带形基础

(1)带形基础 带形基础呈长条状,故也称为驽形基础。它可用于墙下,也可用于柱下,如图3.19所示。当用于墙下时,可在基础内设置地圈梁,增强基础抗震能力并防止基础不均匀沉降。柱下条形基础可做成钢筋混凝土基础,它对于克服不良地基的不均匀沉降、增强基础整体性效果良好。

(2)独立基础 独立基础也称单独基础。它可用于柱下,也可用于墙下。用于柱下时,基础可做成台阶状或台状,也可做成杯口形或壳体结构。若基础内不配筋,其放坡比例符合相应材料刚性角要求。墙下独立基础可以用钢筋混凝土梁、钢筋砖梁、砖拱等承托上部墙体(图3.20)。

图3.20 独立基础

(a)柱下独立基础;(b)墙下独立基础

(3)整片基础 整片基础可分为筏式和箱形两种形式。其中筏式基础又可分为板式和梁板式两种。筏式基础相当于一块倒置的现浇钢筋混凝土梁板。地基的反力通过筏基最底部的板传递给上部墙或肋梁。当建筑物上部高度、荷载均很大,基础埋深较大时,可把建筑的地下部分(底板、四壁、顶板)浇筑成一整体成箱形结构,用于充当建筑基础,称为箱形基础。箱形基础的内部空间可作为地下室,其构造形式如图3.21(c)所示。

图3.21 整片基础

(a)板式片筏基础;(b)梁板式片筏基础;(c)箱形基础

(4)桩基础 如建筑物上部荷载较大,地基土表层软弱土厚度大于5 m,可考虑选用桩基础。桩基础种类很多,按材料可以分为钢筋混凝土桩基础、钢桩基础、地方材料(砂、石、木材等)桩基础等。按桩的断面形状可分为圆形、方形、环形、多边形、工字形等;按桩入土的方法可分为打入桩、灌注桩、振入桩、压入桩等;按桩的受力性能可分为端承桩(由桩把上部荷载传递给与之接触的下部好土)和摩擦桩(依靠桩身与周围土之间的摩擦力传递上部荷载)两种,如图3.22所示。工程上常见的桩基础为钢筋混凝土桩基础。

图3.22 桩的受力类别

预制桩是在工厂或现场预制好,用机械打入或压入或振入土中,剥去桩顶混凝土,露出主筋,把主筋锚入二次浇捣的桩基承台内。桩的断面尺寸不小于200 mm×200 mm,常用250 mm×250 mm、300 mm×300 mm、350 mm×350 mm,个别情况可做得更大些。桩长与断面相适应,一般长不超过12 m;混凝土等级不低于C30。

灌注桩是在需设桩基位置打孔或钻孔,向内浇捣混凝土(有时也放钢龙骨)而成。其直径一般为300~400 mm,长度不超过12 m;灌注桩所用混凝土不低于C15。

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