独立基础沉降计算与应用实例

黄 勇

( 黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080)

0 引 言

建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时，基础常采用方形、圆柱形和多边形等形式的独立式基础，这类基础称为独立式基础，也称单独基础，是整个或局部结构物下的无筋或配筋基础。一般是指结构柱基，高烟囱，水塔基础等的形式。

独立基础分:阶形基础、坡形基础、杯形基础3 种。其特点为:

1) 一般只坐落在一个十字轴线交点上，有时也跟其它条形基础相连，但是截面尺寸和配筋不尽相同。独立基础如果坐落在几个轴线交点上承载几个独立柱，叫做共用独立基础。

2) 基础之内的纵横两方向配筋都是受力钢筋，且长方向的一般布置在下面。

1 基础沉降计算原理

1.1 计算基础底面的附加压力

1) 基础自重及其上的土重为:

2) 基础底面平均压力为:

3) 基础底面自重压力为:

式(3) 中:γm为基底标高以上天然土层的加权平均重度，其中地下水位下的重度取浮重度:

4) 基础底面的附加压力为:

1.2 确定分层厚度

按表1 确定分层厚度，由b 确定Δz 值。

表1 Δz 计算取值查询表格

1.3 确定沉降计算深度

要求沉降计算深度满足下式:

如果不满足上式要求，需增加计算深度或土层厚度。

1.4 计算分层沉降量

根据建筑地基基础设计规范可得到平均附加应力系数，计算各层沉降值。

1.5 确定沉降计算经验系数

沉降计算经验系数见表2。

表2 沉降计算经验系数φs

1.6 最终的沉降量

计算公式为:

2 建筑物地基变形允许值

建筑物的地基变形允许值，按表3 规定采用。建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值在必要情况下，需要分别预估建筑物在施工期间和使用期间的地基变形值，以便预留建筑物有关部分之间的净空，考虑连接方法和施工顺序。一般多层建筑物在施工期间完成的沉降量，对于砂土可认为其最终沉降量已完成80%以上，对于其它低压缩性土可认为已完成最终沉降量的50% ～80%，对于中压缩性土可认为已完成20% ～50%，对于高压缩性土可认为已完成5%～20%。

表3 建筑物地基变形允许值

表3 中数值为建筑物地基实际最终变形允许值;有括号者仅适用于中压缩性土;l 为相邻柱基的中心距离( mm) ; Hg为自室外地面起算的建筑物高度( m) ; 倾斜指基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值;局部倾斜指砌体承重结构沿纵向6 ～10 m内基础两点的沉降差与其距离的比值。

3 工程实例

某工业厂房，单层排架结构，排架柱间距6 m，基础尺寸b×l=2.50 m× 2.50 m;基础埋深:d=3.0 m上部竖向荷载荷载:Fq=500 kN，地基承载力特征值:fak=130.0 kPa。

3.1 地质参数

地质参数见表4。

表4 地质资料参数表

3.2 计算结果及分析

计算见表5。

表5 分层总和法沉降计算表

表中l1=l/2 =1.25 m，b1=b/2 =1.25 m，z=5.40 m范围内的计算沉降量∑Δs=15.17 mm，z=4.80 m至5.40 m( Δz 为0.60 m) ，土层计算沉降量Δs'n=0.35 mm≤0.025∑Δs'i=0.025 ×15.17 =0.38 mm，满足要求。

式中:Ai为第i 层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。

查表2 得沉降计算经验系数ψs= 0.4971。

最终的沉降量为:

最终的沉降量7.54 mm≤120 mm，满足规范要求。

4 结 论

通过以上介绍的独立基础沉降的计算公式与步骤，通过实际工程的应用，为今后同类工程提供同仁参考。

［1］中华人民共和国建设部. GB5007－2002 建筑地基基础设计规范［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2002.

［2］中国建筑科学研究院. JGJ79－2002 建筑地基处理技术规范［S］. 北京:中国建筑工业出版社，2002.

［3］水利部湖南省水利水电勘测设计研究总院. SL55－2005 中小型水利水电工程地质勘察规范［S］. 北京: 中国水利水电出版社，2005.