專利名稱：罩臺基礎(chǔ)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟土地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一罩臺基礎(chǔ)。
軟土地基的沉降量大以及沉降不均勻問題(簡稱軟土地基問題)，目前國內(nèi)外的對策是一方面想法加固地基，另一方面選擇適宜的基礎(chǔ)類型。加固地基的方法有夯實予壓、注沙石樁、化學處理、箍土法等。選擇的基礎(chǔ)類型計有含梁帶形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、滿堂片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等、軟土地基問題雖然得到某種程度的解決，但工期長，造價高的通病仍然存在(注肥梁肥柱深基礎(chǔ)，則世界性的老大難問題)。上述的四種基礎(chǔ)類型的應力理論，都是利用地基對基礎(chǔ)構(gòu)件的承托以及摩擦阻止為基礎(chǔ)構(gòu)件的后盾，去迎抗上部荷載重力。上部荷載重力不論從墻軸或是從柱點傳下來，經(jīng)過基礎(chǔ)構(gòu)件的傳力過程而與地基的承托、摩靡阻平衡銜接，要求基礎(chǔ)構(gòu)件是獨立于地基土質(zhì)之外的能滿足傳力要求的剛性體。
本發(fā)明的目的是利用剛?cè)峤Y(jié)合的跨攀封閉結(jié)構(gòu)理論，設計出一種罩基結(jié)構(gòu)，使不能獨立于地質(zhì)之外的罩殼與被罩土體相結(jié)合而成為的統(tǒng)一體具有基礎(chǔ)構(gòu)件的功能。由鋼筋混凝土和土體兩種物質(zhì)所組成的基礎(chǔ)構(gòu)造，既起到加固封閉地基作用，從而解決軟土地基問題;又起到簡化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的作用，從而分項工程少、工程量小、大幅度縮短工期降低造價。
本發(fā)明是通過視外墻軸垂直面為罩壁，厚度同外墻，視地面墊層為罩頂板，厚度同墊層，系含單層筋網(wǎng)的混凝土搗制的整體構(gòu)件，將整個地基土體罩住。罩壁深度根據(jù)地質(zhì)條件和地基荷載而定。含鋼量按剛?cè)峤Y(jié)合封閉跨攀結(jié)構(gòu)的應力原理計算。
工作原理，見附圖2.A-A剖面，承載點C當荷載施予后，微微下降，同時微微向外位移，頂板邊緣微微彎曲，于是荷載重力Q被分解，由切線力(外側(cè)分力)和法線力(內(nèi)側(cè)分力)的代替，內(nèi)側(cè)分力受到被跨攀土體之曲面迎抗而成為微分狀態(tài)。土體則以無數(shù)條斜撐的反力形式與頂板含筋發(fā)生一撐一拉合作而令到C點靜止。每一個內(nèi)側(cè)微分力在撐座點上再分解為下壓力與向內(nèi)的側(cè)壓力，主動地對被罩土體施加不同方向的壓力。荷載重力Q通過罩頂板(1)、肩部(3)、罩壁板(2)的造型而跨攀土地，從而土地受到封閉加固。肩部為45°剪切角，含梁(5)與建筑隔間相應。罩臺基礎(chǔ)的內(nèi)含鋼筋(4)為單層鋼筋網(wǎng)片與基礎(chǔ)梁鋼筋相結(jié)合。
本發(fā)明所述的罩臺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有下列特點1.罩臺系利用四周壁約束土體產(chǎn)生的側(cè)壓力來提高地基的承載力，適用于軟土地基上的小型住宅建筑。
2.罩臺基礎(chǔ)與筏基比較(1)罩臺基礎(chǔ)的壓力擴散影響深度小，沉陷量小，沒有回填土自重對地基承載力產(chǎn)生的影響;
(2)設計與構(gòu)造簡單、工程量小、施工簡便及節(jié)約材料等經(jīng)濟效益比較顯著。
3.罩臺基礎(chǔ)與樁基比較(1)罩臺設計與構(gòu)造簡單，工程量小，工期短，施工造價可節(jié)約一半以上;
(2)罩臺基礎(chǔ)范圍與建筑底層平面一致，適用于建筑密度大的地區(qū)，可靠近已有建筑進行施工。
實施例1本實用新型以1986年在順德縣興仁街11號四層住宅為例，宅地土質(zhì)分析結(jié)果
地貌、地質(zhì)原有寬約6.5米河沖由北向南流，西岸寬5米，東岸寬1米，共東西方向12.5米，南北方向10米，雜土填沖已有十年之久，成為一片常年積水之低洼地帶，土質(zhì)耐力約87T/m3。
北面距民房工地1.5米，正在做開樁基礎(chǔ)。東面系魚池邊之堆積土坡。南面與居民平房相隔0.5米，西面與居民平房相距1.2米。
罩臺基礎(chǔ)設計外軸44.72m內(nèi)軸16.44m罩臺投影76.8m2二層平面111.91m2(三面都有外廊)層次四層，檐高15米外軸荷載10.384T/m內(nèi)軸荷載13.274T/m總荷載682.52T罩臺平均承托8.89T/m2罩壁高H＝1.25米罩頂板主筋Φ8＠100雙向施工實際一九八七年建筑兩層，一九八九年續(xù)建三、四層罩壁200＃砼44.72×1.15×0.18＝9.26m3含筋Φ644.73×1×14.4×0.23＝148kg頂板200＃砼76.8×0.1＝7.68m3含筋Φ676.8×42×0.41＝1322kg(附加筋改變設計，加長而成滿堂網(wǎng)片，與主筋網(wǎng)片重合，至肩部才分開支向)
肩部200＃砼77.62×0.4×0.3×0.5＝4.666m3(含筋已計入上項)另外含基礎(chǔ)梁鋼筋Φ126.16×1.1×4×0.92＝248kgΦ61.36×310×0.23＝97kg陽角放射筋Φ1415×3×2×3+7×3×27×1.25＝165kg材料耗用量鋼筋1.98T水泥7.48T碎石19m3中砂13m3事后觀測和看法尚未發(fā)現(xiàn)下沉現(xiàn)象，將附加筋做成滿堂網(wǎng)片是多余，放射筋可當作基礎(chǔ)梁有關(guān)之端部作為負彎矩筋。
實施例2地貌、地質(zhì)情況舊宅地，西邊高，東邊低，落差約50公分，東邊下挖30公分見水。地耐力估計西邊10T/m2，東邊8T/m2。四至北面耕地，東面村道，南面系同樣之舊宅園地，西面與聆居平房相隔1.2米。
罩臺基礎(chǔ)設計外軸38.7m內(nèi)軸20m罩臺投影77.32m2二層平面85.52m2
層次三層，檐高11米外軸荷載7.13T/m內(nèi)軸荷載8.76T/m總荷載451.13T罩臺平均承托5.83T/m2罩壁高東邊1.45米，西邊0.95米，平均H＝1.2米，Φ6＠200雙向罩頂板主筋Φ6＠150雙向，砼厚80附加筋Φ6＠150L＝1米放射筋5Φ8L＝1.5米基礎(chǔ)梁截面180×500，4Φ12，Φ6＠200施工實際90年冬施工，全部按設計實現(xiàn)罩壁200＃砼38.7×1.12×0.18＝7.8m3頂板200＃砼77.32×0.08＝6.19m3肩部200＃砼38.72×0.4×0.3×0.5＝2.32m3材料用量鋼筋Φ638.7×0.95×11×0.23＝93Φ677.32×14.4×0.23＝256Φ61×26.1×0.23＝60Φ1258.7×1.1×4×0.92＝238Φ61.36×300×0.23＝94合計741kg×1.926＝1427水泥5.64T×224.5＝1266碎石14.313×42＝601
中砂9.77m3×17.5＝171合計3465本宅含梁帶基的設計方案外軸放腳90公分，內(nèi)軸放腳1。1米，帶基平均高25公分，含基礎(chǔ)梁截面180×500，其上之磚基高57公分，計得(1)墊層100＃砼4.55m3(2)含梁帶基15.53m3含梁帶基15.53m3含筋Φ80.95×259×0.41＝101Φ81.15×134×0.41＝63Φ658.7×1.05×5×0.23＝71Φ1258.7×1.1×4×0.92＝238Φ61.36×300×0.23＝94(3)磚基礎(chǔ)6.02m3(4)地骨100＃砼5.36m3材料予算量鋼筋0.567×1926＝1092水泥7.68T×224.5＝1724碎石23.373×42＝982中砂17.47m3×17.5＝306紅磚3.17千塊×162.7＝516白灰0.088T×21＝18合計4638對比結(jié)果罩臺基礎(chǔ)比含梁帶形基礎(chǔ)，可節(jié)約材料費用1173元，且土方量少，工期短，穩(wěn)定性和承載能力都可望較大。如果是需要打樁之軟土基地，推廣罩臺基礎(chǔ)的經(jīng)濟效益更加顯著。
實施例3以倫教鎮(zhèn)羊容鄉(xiāng)蓮塘街李杰森三層宅罩臺基礎(chǔ)設計為例土質(zhì)為新填魚塘設計數(shù)據(jù)如下使用混凝土＃200，鋼筋Ⅰ級Q＝8T/m，按上層建筑物平立面圖計得7.29T/mθ取值0°～45°P＝8×0.452＝3.62T/m，頂板配筋Φ6＠150雙向，另配附加筋Φ8＠150，長度1.2米，罩頂板厚80～100R＝8T/m2，土樣值8～10T/m2r＝ 8/8 ＝1米H＝1～1.4米，因外地貌標高為0.300～-1.000米L＝ 3/7 H＝0.45～0.6米Φ＝60°，土樣值50°～70°b＝0.18米;b-0.05＝0.15米1＝8-0.18×8＝6.56T/mW＝ 1.6/2 ×(1.212× (√3)/3 ＝0.66/ME＝(6.56+0.66)× (√3)/2 ＝6.25T/MF＝6.25× 1/2 ＝3.13T/m
h＝ (3.13×1.2)/(2×8) ＝0.23mi＝ 1/(6×0.15) ×3.13×2-0.18×8-2.03T/m，罩壁配筋Φ6＠150雙向。罩壁上端高程50公分含基礎(chǔ)梁筋4Φ12，Φ6＠200，內(nèi)軸只設基礎(chǔ)梁180×500，含罩頂板厚。
注簡支板應力公式使用P＝ 1/(6(b-0.05)) QL2其中Q外軸荷載(T/m)，按上層建筑物之平立面圖諸θ視被罩土臺存在無數(shù)支斜撐，每支斜撐都撐向罩頂角點θ是斜撐與罩壁所夾成的角度。
P罩頂板含筋之應力(T/m)，P＝ (Q)/(θ) ln cosθ，當θ取值0°～45°時，P≈0.45Q，當θ取值0°～60°時，P≈0.676QR土質(zhì)耐壓強度(T/m)，由土樣試壓取值，視R值在6T/m2以上為可行r跨攀半徑(m)，當θ取值0°～45°時，r＝ (Q)/(R)
H罩壁高度(m)，H≥rL罩頂角肩部之斜邊長(m)，L＝ 3/7 Hq參與被罩土臺滑坡的荷載(T/m)，q＝Q-bRW土臺的滑坡部分的自重(T/m)，W＝ 1.6/2 (H)2ctgΦE潛伏的滑坡矢量(T/m)，E＝(q+W)，sinΦF罩壁內(nèi)側(cè)壓強量(T/m)，F(xiàn)＝EcosΦh室外地罩之下罩壁埋深最小傳題(m)，h＝ (FH)/(2R)i罩壁豎向筋之應力(T/m)，i＝ 1/(6(6-0.05)) · (F)/(H) ·H2-6R按以上設計數(shù)據(jù)，如

圖1、2施工。
視外墻軸±0以下的垂直投影為罩壁，厚度同墻，視±0水平面之地骨層為罩頂板，厚度不變，均是含單層鋼筋網(wǎng)片200＃鋼筋混凝土，形似直角棱六面箱體去掉底板，將整個房心土體罩住。
按照斜撐理論采用罩基，去掉斜肩的鋼性配筋，總含鋼量比實施1的2.2T降到1T以下，結(jié)果也沒有明顯沉降。
權(quán)利要求
一種適用于軟土地基的罩臺基礎(chǔ)，其特征在于外墻軸±0以下的垂直面為罩壁，厚度同墻，±0水平面的地骨層為罩頂板，厚度同墊層，系含單層鋼筋網(wǎng)片的由混凝土搗制的整體構(gòu)件，形似直角棱六面箱體去掉底板，將整個房心地基土體罩住。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軟土地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其特點是以外墻軸垂直面為罩壁，厚度同外墻，以地面墊層為罩頂板，厚度同墊層，系含單層鋼筋網(wǎng)的混凝土搗制的整體構(gòu)件，將整個地基土體罩住，不能獨立于地質(zhì)之外的罩殼與被罩土相結(jié)合成為一個具有基礎(chǔ)構(gòu)件功能的統(tǒng)一體。由鋼筋混凝土和土體兩種物質(zhì)組成的基礎(chǔ)構(gòu)造，既起到加固封閉地基的作用，解決了軟土地基問題，又起到簡化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的作用，從而分項工程少，工程量小，大幅度縮短工期降低造價。
文檔編號E02D27/00GK1077764SQ9310162
公開日1993年10月27日 申請日期1993年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月18日
發(fā)明者曹齊華 申請人:曹齊華