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剛性基礎
鎖定
剛性基礎又稱
無筋擴展基礎,是指受剛性角限制的基礎。一般採用磚、石、灰土、
素混凝土建造,抗壓強度好,但抗拉、抗彎、抗剪強度卻很低。剛性基礎在構造上需要滿足一定要求,以避免剛性材料被拉裂,通常通過限制剛性基礎寬高比來滿足剛性角的要求。
[1]
- 中文名
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剛性基礎
- 外文名
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rigid foundation
- 材 料
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磚、石、灰土、素混凝土
[1]
- 特 點
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抗壓能力強,抗拉、抗彎能力低
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- 適用範圍
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小於6層的民用建築、荷載較小的橋樑、砌體承重的廠房等
[2]
- 應用領域
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土木工程
剛性基礎概念
剛性基礎
基礎在外力(包括基礎自重)作用下,基底的地基反力為σ,此時基礎的懸出部分a-a斷面左端,相當於承受着強度為σ的均布荷載的懸臂樑,在荷載作用下,a-a斷面將產生彎曲拉應力和剪應力。當基礎有足夠的截面使材料的容許應力大於由地基反力產生的彎曲拉應力和剪應力時,a-a斷面不會出現裂縫,這時,基礎內不需要配置受力鋼筋,這種基礎稱為剛性基礎。
[2]
剛性基礎特點
剛性基礎優點
穩定性好、施工簡便、能承受較大的荷載,所以只要地基強度能滿足要求,它是橋樑、涵洞和房屋等建築物首先考慮的基礎類型。
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剛性基礎缺點
用料多,自重大,有時需對地基進行加固處理。當基礎承受荷載較大,按地基承載力確定的基礎底面寬度也較大時,為了滿足剛性角的要求,則需要較大的基礎高度,導致基礎埋深增大。
[2]
剛性基礎形式
剛性擴大基礎,單獨柱下剛性基礎、條形基礎等。
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剛性基礎基底反力分佈規律
剛性基礎具有非常大的抗彎剛度,不易發生撓曲。假定基礎絕對剛性,在其上方作用有均布荷載時,剛性基礎將迫使基底下各點同步、均勻下沉。此時基底反力將向兩側集中,稱作基礎的“架越作用”。當地基土為彈性體時,基底反力分佈如圖1中(a)所示,在基底邊緣處,其值趨於無限大。實際地基土具有有限的強度,在基礎邊緣處發生屈服破壞後,部分應力將向中間轉移,於是反力分佈如圖1中(b)所示,即馬鞍形分佈。隨着荷載進一步加大,基礎下面邊緣土破壞範圍繼續擴大,反力進一步向中間轉移,即形成鐘形分佈(c)。如果地基土是無粘性土,且基礎埋深很淺,邊緣處土體朝側向擠出,塑性區隨荷載增加迅速開展,即形成拋物線狀的反力分佈(d)。
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圖1 基底反力分佈
剛性基礎構造要求
剛性基礎經常做成台階斷面,有時也可做成梯形斷面。確定構造尺寸時最重要的一點是要保證斷面處滿足剛性角的要求,同時斷面又必須經濟合理,便於施工。
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剛性基礎磚基礎
磚基礎的剖面為階梯型,稱為大放角。磚基礎的大放角的砌法有兩種:一種是按台階的寬高比為1/2,即二皮一收;另一種是按台階的寬高比為1/1.5,即二一間隔收。為了得到一個平整的基槽底便於砌磚,在槽底可先澆築100~200mm厚的素
混凝土墊層;對於底層房屋也可在槽底打兩步(300mm)
三七灰土代替混凝土墊層。
[3]
磚基礎的強度及拉凍性較差,對砂漿與磚的強度等級,根據地區的潮濕程度和寒凍程度有不同要求。需查閲相關規範要求。
[3]
磚基礎
剛性基礎砌石基礎
砌石基礎是採用強度高未風化的料石砌築,台階的高度要求不小於300mm,分層砌築時,為保證上一層砌石的邊能壓緊下一層砌石的邊塊,每個台階伸長的長度不應大於150mm。
[3]
砌石基礎
剛性基礎混凝土基礎
素混凝土基礎可以做成台階形或者錐形斷面,做成台階時,總高度在350mm以內做成一層台階;總高度在350mm~900mm時,做成兩層台階。總高度大於900mm時,做成三層台階。每個台階的高度不宜大於500mm,其寬高比應符合剛性角的要求。
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如果基礎體積較大,為了節約混凝土用量,在澆灌混凝土時,可摻入少於基礎體積30%的毛石,做成
毛石混凝土基礎。
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混凝土基礎
剛性基礎灰土基礎
灰土是用熱化後的石灰和粘性土或者粉土混合而成。灰土基礎一般與磚,砌石,混凝土等材料配合使用,做在基礎的下部。厚度通常採用300~450mm(2步或3步)。台階寬高比應符合剛性角的要求,由於基槽邊角處灰土不容易夯實,所以用灰土基礎時,實際的施工寬度應該比計算寬度寬,每邊各放出500mm以上。
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灰土基礎
- 參考資料
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1.
陳希哲.土力學地基基礎.北京:清華大學出版社,2004:283
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2.
趙明華,徐學燕.基礎工程.北京:高等教育出版社,2003:28-30
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3.
劉大鵬,尤曉暐.基礎工程.北京:清華大學出版社;北京交通大學出版社,2005:59-73