随着社会的发展与经济的繁荣,现代人对居住建筑的要求日益提升。在住宅建筑中,地下室已然成为不可或缺的常规配置,特别是在层数不高的别墅项目中。对于这类项目,若基地压力适中,通常可采用天然基础将荷载传递至地基。当设置地下室后,特别是在高水位区域设计时,常常会遇到抗浮工况,此时单纯依赖天然基础已无法满足使用需求,需改用桩基础。
在常规的桩基础设计中,承压与抗浮均由桩基来满足。在承压设计时,上部荷载主要集中于桩基,要求单桩能承担较大的上部荷载。为了确保单桩的承载力,桩端通常需要置于较好的土层中。而在抗拔设计时,由于水浮力相对较小,往往只需一半的桩长就能满足设计要求。
针对那些以承压为主,同时又存在抗浮工况的项目,采用常规桩基础设计虽可行,但经济性并不理想。而若仅采用天然基础,虽然能很好地应对承压工况,但在抗浮工况下则显得无能为力。
为此,本文提出了一种新型的基础形式——天然基础结合“悬浮桩”。这种形式类似于复合疏桩基础,考虑了桩和地基土的共同作用。其设计思路和适用条件与常规基础有一定区别。新型基础主要用于解决多层带地下室建筑的抗浮问题,同时保持良好的经济性。
其适用的理想条件包括:项目为带地下室的多层建筑,地下室底板位于工程力学性能较好的持力层上;设计高水位时,建筑的自重不足以抵抗水浮力的作用,但抗浮力不大;底板持力层以下较浅范围内存在工程力学性能较差的土层,如淤泥土。
当满足上述条件时,设计时可采用天然基础与“悬浮桩”相结合的基础形式。设计时假定,在承压工况下主要依赖天然基础,而抗浮工况则主要依靠桩基。这种设计方式使得两者互不影响,更好地适应了不同工况的需求。
以一个位于上海市的中式别墅项目为例,该项目为地上两层建筑,设有一层地下室。根据地勘报告和设计要求,我们建立了地库模型并进行计算分析。结果显示,该基础形式能够有效地解决地库的抗浮问题,并具有较好的经济性。但值得注意的是,该基础形式有其适用条件,如基础底板需位于工程力学性能较好的持力层等。