对天然地基独立基础设计的一些个人看法

韩雪 赵琳琳

引言：在建筑工程中，独立地基是构建结构安全的重要部分，也是使用最为普遍的一种地基形式，本文从天然地基基础设计的相关内容进行分析并且详细的分析了天然地基基础设计的方法。

一、天然地基独立基础设计简介

独立基础设计作为一种实用性很强的基础设计，以其简单、配筋量少得到了许多建筑工程的青睐，独立基础构成的结构是高层建筑框架结构的内柱柱下的基础，与基地土压力的分布与扩展在其作用下，状态会发生改变。

在力的作用下使扩展部分的刚度增大，此时分布是均匀的，相反，当扩展部分刚度减小时，扰曲现象就会出现在扩展部分，这时候，土的特性就会决定基地土压力的分布，在土较软的情况时，分布不是区线的，这样的分布是不安全的，由于在建筑物中，框架结构的受力状态是不一样的，所以在设计的时候，要考虑到各个柱基基底受压是否一致，保证受力均匀，从而保证建筑物的质量安全。

在独立基础中，包含的形式有现浇柱锥形基础、预制柱杯形基础、高杯口基础。这些结构对于垫层的厚度、宽度、强度都是有一定的要求，而且底板尺寸、配筋、基础与柱连接等机构附件都是有要求的。从基础设计计算方面来说，是在上部结构承载力不变的情况下，修正后的地基承载力的值决定基础底面积；基础变阶处的高度由其受冲承载力的值确定；抗弯计算后，可以计算出基础底板的配筋。对于基础高度方面，冲切可以验算基础高度，验算冲切要是基础的底面全部落在四十五度的冲切破坏椎体底边之内，这样才能准确计算出基础高度。

二、天然地基独立基础设计步骤

建筑物的上部结构是指地表面之上的结构，地表以下的结构称作基础，地基是支撑基础的土层，在未加工的土层构建地基，就叫做天然地基

2.1建筑基础所用的材料及基础的结构形式

建筑基础所用的材料以及基础的结构形式，是有上部结构本身的性质、地质状态、施工条件来决定的，材料的选择按照刚性基础和柔性基础的不同，选择也是不同的，刚性材料是砖石、毛石、三合灰等材料构成的，如果刚性基础不能满足建筑结构的需求时，就要改用柔性基础，也叫钢筋混凝土基础。根据天然地基深埋的不同，可以分为深基础和浅基础，深基础包括深井和桩基础2种，浅基础包括独立基础、条形基础、阀板基础、箱形基础及壳体基础。

2.2基础的埋置深度

2.2.1建筑物的用途及荷载大小和性质

通常建筑物在选择基础形式时，是根据建筑物所需要的某种功能决定着，例如设置地下室说是设备层、半埋式结构物、或是要设置地下某种基础结构的基础时，要根据不同结构的需要选择不同的基础埋置。

高层建筑在土质基础上，只有基础满足竖向承载大、承受风力和抗震力基础上，随着高度的增加稳定性才能增加。高层建筑在岩石基础上，深埋要满足抗滑的要求，因为高层建筑依靠基础侧面土体承载水平荷载。对于输电塔来说，是属于受上拔力的基础，只有较大的深埋才能满足其所需的抗拔力。对于烟囱、水塔和筒体结构的基础深埋来说，深埋基础一定要满足其抗倾覆稳定性的要求。还有像是冷藏库或是高温炉窖等建筑进行基础深埋时，一定要考虑基土冻胀或是干缩上面的影响。

2.2.2工程地质和水文地质条件

基础深埋必须考虑地下水文情况，假如底面低于潜水面，就要采取基坑排水、坑壁维护等措施，还要对可能出现的情况进行提前的预防工作，例如涌土、流沙现象、地下水的腐蚀作用等，地下水质监测工作没有做好，会对上层结构造成严重的影响。

2.2.3相邻建筑物的基础埋深

在原有的基础或是原有基础的附近修建新的基础时，深埋的基础不能超过旧基础，新旧基础要保持一定的距离，要满足新基础承载和地基土质不小于原有基础底面高差的一至二倍，如果不能保证这一标准，应该采取一定的措施，保护临近的建筑物的安全。

2.2.4地基土冻胀和融陷的影响

冻土在冬天冻结，夏天暖动，当结冰前含水量较高，而且冻结深度不到一点五至二米时，就会出现冻胀，冻胀力如果大于基础承载力，基础就会被抬起来，到土层解冻融陷时，建筑物就会出现下沉的现象，会导致建筑物开裂。

2.3地基土的承载力验算

在确定完基础类型和基础深度之后，根据建筑物基础底层尺寸，计算地基持力层承载力。如果说持力层的图层存在于地基受力层中，也叫软弱下卧层，就要计算软弱下卧层的承载力。加入不知道基础尺寸的大小，依据外荷承载力合地基承载力进行基础设计。

2.4验算基础沉降

房屋建在软土地基上面时，要考虑基土的强度和变形，变形在地基的荷载作用下，会发生均匀或是不均匀的沉降，如果变形过大，对于建筑物的整体安全会有严重的影响，要想避免变形引起的不均匀沉降，在进行地基承载力的计算时，一定要满足地基变形的相关规定，计算一定要精准，只有保证计算的准确，才能保证施工时的质量。

2.5地基稳定验算

在一些建筑物的独立基础中，由于承受较大的水平荷载或是偏离重心的荷载时，或导致基地面的滑动、倾覆。举一个例子来说，建立一九一四年的加拿大特郎斯康谷仓，就是因为没有了解基础下面有厚达十六米的软质土层，迅速加载，超过了地基的极限承载力，使建筑物失去稳定，地基发生整体滑动破坏。如果地基土层本身倾斜，则更易发生整体滑动破坏。对于高层建筑或是在斜坡上建造的建筑物来说，经常受到水平荷载力的作用，对于稳定性的要求也是较高，作为设计者，在进行设计时，对于地基的稳定性一定要进行严格的考察和计算，通过反复的计算研究，将施工可能出现的问题进行提前的预防，如果施工出现问题，也要及时合理的解决，要对设计中的技术要点予以高度重视，确保施工质量，保障建筑安全。

三、结语

通过本文分析，我们可以看出，独立地基设计需要精准的计算，作为独立基础设计人员，在进行设计的时候，一定要从建筑工程主体出发，结合土质水体的实际检测进行设计工作，作为一项复杂难度高的工作，设计人员必须要具备高水平、高素质的专业知识和工作经验，而且要顺应社会的发展变化，不断的进行改革创新，采用新技术、新设备，不仅可以提高计算的准确性，最主要是用短而有效的工作效率提高建筑的整体质量，因此，只有不断的探索研究，才能保证独立地基的不断完善和发展。

参考文献

[1]晏祥智：《谈柱下独立基础的设计方法》[J]山西建筑，2013(06).

[2]张春晓：《对混凝土独立基础设计的思考》[J]河北企业，2013(06).

[3]薛飞鸿/郭威：《带防水底板的柱下独立基础抗剪设计》[J]科技视界，2013(09).