建筑结构设计优化基础部分docWord文档格式.docx

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800mm。

最小高度一般为20d+40（d为柱纵筋直径，40mm为有垫层时独立基础的保护层厚度），一般最小高度取400mm。

独立柱基础可以做成刚性基础和扩展基础，刚性基础须满足刚性角的规定；

做成扩展基础须满足柱对基础冲切需求以及基底配筋必须计算够。

目前的PKPM系列软件中JCCAD一般出来都是柔性扩展基础，在允许的条件下，基础尽量做成刚一些，这样可以减少用钢量。

独立基础有锥形基础和阶梯形基础两种。

锥形基础不需要支撑，施工方便，但对混凝土塌落度控制要求比较严格。

当弯矩比较大时，独立基础截面会增大很多。

表2-1是北京市建筑设计研究院刘铮的经验总结，设计时可以参考，在编制表格时，柱子柱网尺寸为8m×

8m，轴压比按0.8估算，混凝土强度等级基础C30，214.3/cfNmm，21.43/tfNmm，埋深1.5m，转换系数取1.26，受力钢筋HRB400，修正后的地基承载力特征值为150KPa。

单独柱基高度的经验高度确定表格以及底板配筋面积单独柱基高度的经验高度确定表格以及底板配筋面积表表2-1轴压力（设计值）/KN柱截面尺寸/mm柱基底面尺寸/mm柱基础高度/mm计算钢筋面积/2mm实配钢筋面积双向/2mm1200单层350×

3502900×

2900450629[emailprotected]=7542400二层500×

5004000×

4000600888[emailprotected]=10263600三层600×

6004900×

49007501037[emailprotected]=11314800四层650×

6505700×

57008501222[emailprotected]=15382.2规范对独立基础的配筋有何规定？

答：

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.2.1-3条：

扩展基础受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%，底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm；

间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。

墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不宜小于8mm；

间距不宜大于300mm；

每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的15%。

当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm；

无垫层时不小于70mm《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011第8.2.1-5条：

当柱下钢筋混凝土独立基础的边长和墙下钢筋混凝土条形基础的宽度大于或等于2.5m时，底板受力钢筋的长度可取边长或宽度的0.9倍，并宜交错布置。

2.3独立柱基和墙下钢筋混凝土条基的扩展基础底板，是否要有最小配筋率0.15%的要求？

北京市《建筑结构专业技术措施》第3.5.2条规定，如独立基础的配筋不小于[emailprotected]双向时，可不考虑最小配筋率的要求。

2.4独立基础+防水板设计时应注意哪些问题？

多层框架结构建有地下室且具有防水要求时，如地基较好，可以选用独立基础加防水板的做法，高层建筑的裙房也可以采用此种做法。

当水浮力不起控制作用，采用独立基础加防水板的做法时，柱下独立基础承受上部结构的全部荷载，防水板仅按防水要求设置，但必须在防水板下设置一定厚度的易压缩材料，如聚苯板或松散焦渣等，于是可以不考虑地基土反力的作用，否则，防水板上会由于独立基础的不均匀沉降受到向上力的作用。

防水板的厚度不应小于250mm，一般由于水浮力不大，加次梁增加了力传递途径，加板厚反而更经济。

当抗浮水位比较高时，可以考虑在防水板上增设1~2道次梁混凝土强度等级不应低于C25,宜采用HRB400级钢筋配筋，双层双向配筋，钢筋直径不宜小于12mm，间距宜采用150~200mm。

独立基础+防水的简化模型近似于普通楼盖、简支、连续梁，其具体做法等可参照中国建筑设计研究院朱炳寅编著的《建筑地基基础设计方法及实例分析（第二版）》及发表的相关文章《独基加防水板基础的设计》。

2.5独立基础设计时应注意哪些问题？

（1）单独柱基基底平面宜取为正方形。

当为矩形平面时，其长短边的比不宜大于2。

柱下联合基础基底平面宜取为矩形，当长短边的比大于2时，应设计成带基础梁的基础，如图2-1（a）、（b）所示。

图2-1双柱联合基础（长短边的比大于2时）做法示意图

（2）当柱形状为圆形或正多边形时，计算基础配筋时可将柱子按等面积法，折合成正方向。

（3）一般基础应对称布置，当荷载引起的偏心较大时，可设计成不对称的形状。

单独柱基的柱形心应尽量与基础底面的形心重合。

如必须有偏心时，也不宜太大，且必须考虑偏心产生的影响。

图2-2及图2-3中A所示的偏心基础，一般禁止使用，解决方法可如图2-4及图2-5所示。

将柱A与相邻的柱B用基础梁相连，做成联合柱基。

基础底面形状，可为矩形，也可为梯形，目的是使A、B两柱的合力重心与基础底面的形心尽量重合。

也可将图2-4中的柱A向右侧移位，避开原有建筑物的基础，在基础之上做转换或上面各层楼板向外挑出，如图2-5所示。

（4）当两柱之间的距离较近或基础底面面积较大，以至不能设计成单独柱基时，可设计成双柱联合基础。

两柱之间宜做基础梁。

当单独柱基基础底面两个方向的边长比值大于2时，也应做基础梁，否则应增加验算柱与基础交界处基础截面的受剪承载力。

图2-2禁止使用的偏心基础做法示意图

（一）图2-3禁止使用的偏心基础做法示意图

（二）图2-4双柱联合基础图2-5基础挑梁托柱做法示意图条形基础2.6条形基础有哪些构造要求？

（1）条形基础底板厚度不宜小于200。

当底板厚度小于等于250mm时，宜用等厚度；

当底板厚度大于250mm时，宜用变厚度，且顶面坡度不宜大于1：

3（垂直：

水平）。

（2）基础下应设素混凝土垫层，其厚度可取100mm，混凝土强度等级可取C10，采用汞送浇筑时可取C15。

（3）基础混凝土强度等级不宜低于C25。

（4）受力钢筋应优先采用HRB335及HRB400钢筋，最小配筋率不应小于0.15%，钢筋间距一般取150~200mm，不应小于100mm，直径不宜小于10mm。

分布钢筋直径不小于8mm，间距不大于300mm。

（5）钢筋混凝土条形基础在T字与丁字交接处，钢筋只沿一个主要受力方向通长放置，如图2-6中的①轴方向的钢筋，另一方向如②轴的钢筋可搭至槽宽的1/4。

钢筋混凝土基础在拐角处，钢筋应沿两个方向通长放置，如图2-7所示。

图2-6条形基础T字型交叉处钢筋设置示意图图2-7条形基础丁字型交叉处钢筋设置示意图筏板基础2.7厚筏板中的中层温度钢筋该如何设置？

一般不必机械按照《建筑地基基础设计规范》设置厚筏板中层温度钢筋。

实践反复印证了此中层温度钢筋时多余构造。

2.8基础梁腰筋怎么设置？

因为基础梁一般深埋在地面下，地上温度变化对之影响很小，同时基础梁一般截面答，机械执行最低配筋率0.1%的构造，会造成梁侧的腰筋直径很大。

一般可构造设置，直径12~16mm，间距可取200~300mm。

2.9筏板基础要否进行裂缝验算，筏板最小配筋率是0.15%还是0.2%？

一般情况下筏板基础不需要进行裂缝验算。

原因是筏板基础类似与独立基础，都属于与地基土紧密接触的板，筏板和独基板都受到地基土摩擦力的有效约束，是属于压弯构件而非纯弯构件。

因此筏板基础和独基一样，不必进行裂缝验算，且最小配筋率可以按0.15%取值。

2.10筏板合理厚度该如何取值？

答答：

：

（

（1））一般按一般按50mm每层估算筏板厚度每层估算筏板厚度。

。

筏板厚度与柱网间距筏板厚度与柱网间距、、楼层数量关系最大楼层数量关系最大，，其其次与地基承载力有关。

次与地基承载力有关。

一般来说柱网越大、楼层数越多，筏板厚度越大。

（

（2））对于对于20层以上的高层剪力墙结构，层以上的高层剪力墙结构，6、、7度可按度可按50mm每层估算，每层估算，8度区可按度区可按35mm每层估算每层估算；

；

对于框剪结构或框架对于框剪结构或框架-核心筒结构核心筒结构，，可按可按50~60mm每层估算每层估算。

局部竖局部竖向构件处冲切不满足规范要求时可采用局部加厚筏板或置柱墩等措施处理。

向构件处冲切不满足规范要求时可采用局部加厚筏板或置柱墩等措施处理。

2.11有关箱基、筏基底板何时考虑整体弯曲与局部弯曲？

箱基的底板、面板以及筏基的底板的弯曲计算包括局部弯曲和整体弯曲两部分。

当地基比较均匀，上部结构刚度较大且整体性较好（平立面布置较规则、柱荷载及柱间距变化不大），上述基础的底板及顶板仅按局部弯曲计算而不必进行整体弯曲计算。

2.12有关筏形基础的构造及配筋？

筏形基础混凝土强度等级不应低于25，不宜超过C40，对于一般高层建筑，C30已足够。

梁板式筏形基础底板厚度不宜小于250mm，平板式筏形基础底板厚度不宜小于300mm。

筏形基础宜在纵横向每隔30~40m留一道后浇带，宽800mm~1000mm，后浇带位置宜在柱距中部1/3范围内。

筏基底板的钢筋间距不应太小，一般为200~400mm，且不宜小于150mm。

受力钢筋直径不宜小于12mm。

基础梁、板优先采用HRB400钢筋。

基础梁箍筋直径不宜小于10mm，箍筋间距不宜小于150mm。

当等跨时基础板支座短筋伸至L/4（L为净跨）为止，不应额外加长。

当底板为不等跨时，应按弯矩确定钢筋长度。

2.13筏型基础底板是否外挑？

当地基土较好，基底面积即使不外挑，也能满足承载力及沉降要求，且有柔性防水层时，底板不宜外挑。

当地基土较好，基底面积即使不外挑，也能满足承载力及沉降要求但无柔性防水层时，底板可选择按构造外挑或者不外挑，如外挑长度可取不大于筏板板厚。

当基础土土质较差，承载力或沉降不能满足设计要求时，可根据计算结构，将底板向外挑出。

挑出长度大于1.5~2.0m时，对于有梁筏基，应将梁一同挑出。

对于无梁筏基，宜在柱底板设置平托板，外挑板一般不需要设置面筋，如挑出区段较长，可构造配置[emailprotected]~200双向钢筋。

2.14平板式基础筏板，要不要沿柱轴线设暗梁？

平板式基础筏板没有抗震延性的要求，柱下板带中沿纵横柱轴网没有必要设置暗梁。

2.15筏形基础的设计及优化要注意些什么问题？

梁板式筏形基础的优点是：

结构刚度大，混凝土用量少，当对地下室的防水要求很高时，可充分利用地基梁之间的“格子”空间采取必要的排水措施等，但筏形基础梁很高，基础刚度又变化不均匀，受力呈现出跳跃，在核心筒或荷载较大的柱底易形成受力及配筋的突变；

梁板式筏形基础应设计成梁宽较大的梁以尽量减小梁高，从而减少基槽开挖深度和梁间材料的回填量，如柱截面过大，可以采用加腋的方式，如果不能满足受剪承载力的要求，可在支座处水平或竖向加腋，一般是水平加腋。

基础梁纵筋尽量用大直径的，比如HRB400的30、32、36的钢筋。

基础梁剪力很大，优先采用HRB400级的。

基础梁不宜进行调幅，因为减少调幅，可减少梁的上部纵向钢筋，有利于混凝土的浇筑。

筏板基础梁的刚度一般远远大于柱的刚度，塑性较一般出现在柱端，而不会出现在梁内，所以基础梁无需按延性进行构造配筋。

如果底板钢筋双向双排，且在悬挑部分不变，阳角可以不必加放射钢筋。

对于有地下室的悬挑板，不必把悬挑板以内的上部钢筋通长配置在悬挑板的外端，单向板的上层分布钢筋可按构造要求设置，比如[emailprotected]~200，因为实际不参与受力，只要满足抗裂要求即可。

桩基础2.16桩身配筋率该如何取值？

一般来说，仅承受较大水平力的桩主筋配置才需计算确定。

关于各种桩的桩身配筋问题，规范规定了各种桩型的最小桩身配筋率，其中静压预制桩最小桩身配筋率0.6%，灌注桩的最小配筋率为0.2%~0.65%，大直径人工挖孔桩为0.2%~0.6%，对于不受力或者受力不大时，可取下限。

2.17桩混凝土强度等级该如何取值？

对于预制桩，目前国内的PHC空心管桩，混凝土强度等级已经达到了C80，因为预制桩车间化生产，生产过程及养护条件均可直接干预和控制，质量有保证。

但对于灌注桩则截然相反，其混凝土强度等级不宜太高，因为其直接与土、水接触，水化热过大易裂，一般要求为C30，最高不宜超过C40。

2.18一柱一桩大直径人工挖孔桩承台宽度改如何取值？

对于桩承台宽度的尺寸要求，《建筑桩基技术规范》JGJ-2008规定为“双控”，一个是1倍桩径的要求，一个是桩侧距承台边缘的距离至少满足150mm，由于一柱一桩大直径人工挖孔桩传力直接，一般可按150mm控制。

2.19桩端持力层怎么选择？

一般可按下列条件选择：

1.具有适当埋深的一般第四纪砂土和碎石土为较理想的桩端持力层。

预制桩及灌注桩端持力层的厚度不宜小于3m；

2．具有适当埋深的低压缩性粉土可作为一般预制桩及灌注桩的桩端持力层，但其厚度应大于4m；

3.对于大面积的新近沉积砂土，当密实度达到中密以上，厚度大于4m时也可作为桩端持力层；

4.风化基岩可作为桩端持力层。

但需经详细勘察，以确定其顶面起伏变化情况、风化程度及力学性质。

2.20不同场地优选桩型的方法是什么？

深厚软土场地：

对于多层、小高层建筑可选用预应力管桩或空心方桩。

地震设防为8°

及以上的液化土、深厚软土地区不宜采用预应力管桩。

对于高层和超高层建筑，宜采用灌注桩。

灌注桩由于可穿透硬夹层达到较好持力层，可灵活调整桩径、桩长，有利于优化布桩;

可采用后注浆增强桩的承载力，尤其适合于荷载极度不均的框一筒、筒-筒结构。

一般黏性土、粉土为主的场地：

灌注桩可作为首选，因其适用性强，几何尺寸和桩端持力层可调可选范围大，并可采用后注浆增强措施。

关于成桩工艺，应根据地质、环境等条件优选。

对于高层和超高层建筑，可选用旋挖、反循环回旋钻成孔。

对于多层和小高层建筑，可采用长螺旋钻压灌?

昆凝土后插钢筋笼成桩，并结合后注浆。

当土层承载力较低且无浅埋硬夹层时，对于多层、小高层建筑可选用预应力管桩或预应力空心方桩。

但当土的密实度和承载力较高时，预制桩的适用性随之降低，因沉桩深度往往受到贯人阻力的限制，挤土效应又引发桩体上涌，削弱单桩承载力，增大建筑物沉降。

填土和液化土场地：

对于填土和液化土开阔场地，较合理的工序应是先采用强夯（饱和黏性土、软土除外）、真空预压（饱和软土）等先行加密而后成桩，但实际工程中往往由于种种原因无法实施先处理后成桩。

填土中若不含粒径15cm以上大块碎石，可选用中小直径预应力管桩。

利用沉桩过程的挤土效应对除秸土、软土以外的填土起到加密作用，减消减桩的负摩阻力。

湿陷性黄土场地：

当湿陷性土层薄，可采用后注浆灌注桩。

对于温陷性土层较厚的高层住宅，可采用满布中小桩径的预应力管桩，利用沉桩挤土效应消除上部湿陷性黄土的湿陷性。

既避免湿陷引起的负摩阻力，又可满足增强承载力和减小沉降的要求。

2.21桩型选用方法有哪些？

最常用的桩基础类型为预应力混凝土管桩、泥浆护壁灌注桩、人工挖孔灌注桩。

在设计时，可以查看“岩土工程勘察报告”中建议的桩型。

（1）预应力混凝土管桩属于挤土桩，入岩很困难，不宜用于有孤石或较多碎石土的土层，也不宜用于持力层岩面倾斜或无强风化岩层的情况，一般主要用于层数不大于30层的建筑中，桩径一般为300~600mm，其中以直径400、500mm应用最多；

如果细分，则一般10层以下宜采用直径为400mm的预制桩，10~20层宜采用边长为450~500mm的预制桩，20~30层宜采用直径大于500mm的预制桩。

（2）泥浆护壁灌注桩江湖称为万能桩，施工方便，造价低，应用范围最广，但其施工现场泥浆最大，外运渣土最大，对周围环境影响很大，因此，难以在大城市市区中心应用。

桩径一般为600~1200mm，其中以直径600~800mm应用最多；

如果细分，则一般10层以下宜采用直径为500mm的灌注桩，10~20层宜采用边长为800~1000mm的灌注桩，20~30层宜采用直径1000~1200mm的灌注桩。

灌注桩可以做端承桩或者摩擦桩，要是看所需承载力的大小与地质情况，但一般都设计成端承桩,虽然其也考虑桩侧摩擦力。

（3）旋挖成孔灌注桩对环境影响较小，造价较高，主要用于对环境要求较高的区域，深度不应超过60m，且要求穿越的土层不能有淤泥等软土，桩径一般为800~1200mm，最常用的桩径一般为800、1000mm；

（4）人工挖孔桩施工方便快捷，造价较低，人工挖孔桩易发生人身安全事故，不得用于有淤泥、粉土、沙土的土层，否则很容易坍塌出安全问题。

桩径一般为1000~3000mm（广州地区桩径不小于1200mm）。

当基岩或密实卵砾石层埋藏较浅时可采用。

2.22扩底端尺寸是什么？

扩底端直径与桩身直径之比D/d，应根据承载力要求、扩底端侧面土性特征、桩端持力层土性特征及扩底施工方法确定。

扩底端侧面土性较松散，施工中易塌落，则扩大头直径不宜过大;

桩端持力层承载力较高时，为充分发挥其承载力，扩大头直径宜加大;

不同施工方法其最大扩径比取值应有所区别，对于人工控孔桩，D/d不应大于3;

对于钻孔桩，D/d不应大于2.50。

一般以D/d等于2居多。

扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及土体自立条件确定，根据工程施工经验常取1/4~1/2;

具体而言，砂土易塌落，斜率应缓一些，可取1/4，粉土、黏性土自立性较好，可取1/3~1/2。

1h常取200mm，2h常取2/D，b常取4/D，320.3hh，如图2-8所示。

图2-8扩底端截面2.23大直径灌注桩桩身配筋如何取值？

大直径灌注桩桩身配筋如表2-2所示。

大直径灌注桩桩身配筋表2-22.24剪力墙下布桩应注意哪些问题？

1.应尽量做到剪力墙下布桩应尽量做到剪力墙下布桩。

由于剪力墙结构具备极大整体抗弯刚度由于剪力墙结构具备极大整体抗弯刚度，，故可将上部结构故可将上部结构视为承台。

视为承台。

2.地震作用下剪力墙承受巨大的倾覆弯矩，因此宜将基桩布置在长墙肢的两端。

地震作用下剪力墙承受巨大的倾覆弯矩，因此宜将基桩布置在长墙肢的两端。

3.多层剪力墙结构未设置地下室时，考虑钢筋锚固及局部受压的问题，宜设置条形承台梁多层剪力墙结构未设置地下室时，考虑钢筋锚固及局部受压的问题，宜设置条形承台梁。

4.高层剪力墙结构，常因基础埋深要求设置地下室且由于要承受基底反力，筷板厚度不应高层剪力墙结构，常因基础埋深要求设置地下室且由于要承受基底反力，筷板厚度不应小于小于400mm，当桩径与板厚接近时，应在筏板内设置暗梁。

，当桩径与板厚接近时，应在筏板内设置暗梁。

2.25人工挖孔人工挖孔灌注桩及钻（冲）孔灌注桩设计时应注意桩及钻（冲）孔灌注桩设计时应注意哪些哪些问题？

问题？

人工挖孔桩一般不超过人工挖孔桩一般不超过20m（混凝土保壁混凝土保壁），，否侧施工比较危险否侧施工比较危险。

桩长比较短桩长比较短，，基本上是端阻力，一般不考虑桩侧摩擦力。

钻钻（（冲冲））孔灌注桩孔灌注桩（（≤≤50m））一般应考虑摩擦力，除非是嵌岩桩，其计算原理与预应力管桩相同，只是钻钻（（冲冲））孔孔灌注桩摩擦力和端阻力要比预制桩小些，因为其为部分挤土桩，再就是灌注桩端有沉渣因素，所以阻力都会小。

在计算时，地勘资料提供的这些参数会比预制桩小。

钻孔桩适用于一般粘性土、碎石卵石含量少的土层、砂土及风化岩层；

冲孔桩适用于各种土层，尤其适用于地层复杂、夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层。

施工简单、造价较低、现场需要泥浆存放和排放条件，要控制沉渣、防止出现缩颈和泥浆沉淀等现象。

人工挖孔人工挖孔灌注桩适用于现场不宜进行机械化施工桩适用于现场不宜进行机械化施工，，荷载较大的端承桩荷载较大的端承桩、、受力明确受力明确，，质质量可靠，造价较低，能扩孔。

适宜于粘性土，人工填土，无流动性淤泥质土以及中密以上量可靠，造价较低，能扩孔。

适宜于粘性土，人工填土，无流动性淤泥质土以及中密以上的砂土。

地层中有流沙、涌水、涌泥的不宜采用。

的砂土。

2.26基桩最小中心距如何选取？

基桩的最小中心距应符合表2-3的规定；

当施工中采取减小挤土效应的可靠措施时，可根据当地经验适当减小。

，部分挤土桩、挤土桩的最小桩距可根据其减挤效果将规范规定的最小桩距相应减小0.5~1.0d，但不应小于3d。

设计中出现由于平面受限，桩距不得不小于3d时，要折减基桩的侧阻力；

此外即使是挤土效应不明显的桩型（如钻孔桩等），也应提出有效减小挤土效应措施（如跳钻），因为2根桩靠的太近，旁边钻桩时会对周边的土有扰动，如在影响范围内有未凝固的桩混凝土，就容易出现桩身缺。

桩的最小中心距桩的最小中心距表表2-3土类与成桩工艺排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩桩基其他情况非挤土灌注桩3.0d3.0d部分挤土桩3.5d3.0d挤土桩非饱和土4.0d3.5d饱和黏性土4.5d4.0d钻、挖孔扩底桩2D或D+2.0m（当D2m）1.5D或D+1.5m（当D2m）沉管夯扩、钻孔挤扩桩非饱和土2.2D且4.0d2.0D且3.5d饱和黏性土2.5D且4.5d2.2D且4.0d注：

1d—圆桩直径或方桩边长，D—扩大端设计直径。

2当纵横向桩距不相等时，其最小中心距应满足“其他情况”一栏的规定。

3当为端承型桩时，非挤土灌注桩的“其他情况”一栏可减小至2.5d。

2.27布桩有哪些方法？

承台下布桩（柱下承台，剪力墙