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浅论柱下独立基础设计

1引言

在基础工程设计中，我们常见的浅基础有筏基①，条基，以及独立基础等。

在地质条件及各方面均允许的情况下，考虑到基坑开挖的土方量，混凝土用量②

(包括基础工程材料的运输)，基础本身的用钢量，人工费用等，一般来说，采

用独立基础的造价要低廉许多，因此，在中、低层建筑中，独立基础较为常见。

本文所要阐述的是扩展基础系钢筋混凝土柱下独立基础，通常简称为柱下独基

(不含无筋扩展系基础③)。

2设计基本原则

(1)扩展基础系属于柔性基础，应根据《建筑地基基础设计规范》

GB5007—2002的有关规定进行计算。

(2)基础底面积应根据地基承载力确定，当轴心荷载作用时，荷载效应组合

作用下基础底面的平均压力Pk应不大于修正后的地基承载力特征值fa(详见《地

规》④公式5．2.1-1)；当偏心荷载作用时，除Pk≤fa外，尚应使荷载效应标准

组合下基础底面边缘的最大压力值小于或等于1.2倍的修正后的地基承载力特征

值fa(详见《地规》公式5．2．1-2)。

(3)基底配筋可按板抗弯计算。

(4)应验算柱与基础交接处以及基础变阶处受冲切和剪切的承载力，之后有

详细论述。

(5)当基础的混凝土强度等级小于柱的混凝士强度等级时，应验算柱下基础

顶面局部受压承载力，现在少数小高层民用建筑采用柱下独基时多为十一层以

下，柱强度等级大多不超过C40，粗约估算轴力

N=I．3×6．5×6．5×13×l1=7854．27kN，基础多采用C25，按常见的1米3短肢

剪力墙估算顶面局部受压承载力计算：

局部荷载设计值F1=7854．27kN。

混凝土局部受压面积A1=390000mm。

基础在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算：

Ab=(1300+600)(300+600)=17lO000mm

混凝土局部受压时的强度提高系数

由此可见，采用柱下独基常见的小高层，当跨度不超过6．5m时，基础采

用C25是能够满足局部受压要求的，建议计算时无需再作柱下基础顶面局部受

压承载力验算。

另外，在选用柱下独基作为基础方案时，一般常见的情况是，荷载效应基本

组合时设计值中，偏心弯矩值，柱底剪力很小(数值上小于5O且不大于竖向力数

值1／25)，此时对基础的影响，竖向力起主导作用，简化计算时可忽略弯矩，剪

力，经过计算，结果与实际偏差不大。

3构造要求

(1)柱下独基按截面形状可分为对称阶梯形和对称锥形，考虑到基础位置可

能与附近基础重叠，不对称截面也截面基础，但必须验算基础中心与柱中心偏移

对基础的影响，省规范中提到矩形基础长宽比宜在(1．5～4)的范围内。

(2)锥形基础的坡度角，不宜大于25°且不得大于35°基础边缘高度不宜小于

200mm。由于有坡度角的限制，采用锥形基础往往不如阶梯形基础底截面布置灵

活。

(3)阶梯形基础一般不超过三阶，这与施工要求基础一次性浇捣有关，阶数

太多不利于施工。每阶高度宜为300～500mm，总高H≤500时，为一阶；

500mm(H≤900mm时，为二阶；H～900mm时，为三阶；条件不满足的情况下，

高度超过前述界限也是可行的，但仍需满足规范各项要求。

(4)混凝土强度等级不应低于C25。

(5)柱下独基边长不小于2．5m时，底板受力钢筋的长度可取该边长的0.9

倍，并宜交错布置。

(6)基础的受力钢筋不宜小于10mm，间距不宜大于200mm，也不宜小于

lOOmm，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。

(7)另外，在柱位相对密集，但条件允许采用柱下独基时，宜考虑基础间地

基的相互影响，一般来说，地基压力的扩散与持力层土层的内摩擦角有关，在持

力层相同的前提下，宜按以下公式复核：

粘性土⑤为持力层时：L=(1～2)△H

砂土⑥为持力层时：L≥△H·ctan0

式中，AH为相邻基础底面高差；0为砂土的内内摩擦角。在持力层