內容介紹:
地梁到底是什麼梁?地梁縱筋在樁基礎中是怎麼錨固的?本文將從結構受力分析入手,來解答上述問題,並指出在施工技術和工程造價管理方面需要注意的地方。
一、地梁是什麼梁?
地梁並不是指的某一種梁,而是對
埋在地坪以下的梁
的統稱,主要包含基礎梁、地圈樑、基連梁、地框梁、承臺梁等。構件的作用決定了構件的受力情況,而受力情況就決定了構造要求。因此,要解決地梁在樁基礎中的錨固構造就必須從各種梁的作用及受力情況分析入手。至於叫法,只是一個代號而已。
1、基礎梁:
其實基礎梁是一種基礎,只不過是以梁的形式來作為基礎,叫做“梁式基礎”更貼切一些。從受力分析角度來說,通常存在於梁式筏板基礎中,基礎梁是受到地基反力的梁,是作為基礎而存在的,並不是狹義的受彎構件。
建築結構上的荷載透過牆柱傳遞到基礎,基礎又將其傳遞到地基土。基礎與地基土之間的作用力就是地基反力。
凡是受到地基反力作用的梁就是基礎梁
。這是區分基礎梁和“其他地梁”最直接的標誌。
基礎梁現場照片
基礎梁彎矩圖
從上圖可以看出,柱子荷載作用在基礎樑上,而基礎梁下部是沒有其他基礎的了,基礎梁端部沒有支座,直接受到地基土的反力,這樣沒有柱子的中部承受負彎矩,向上隆起。
2、基連梁:
連線基礎(如:獨基、樁基),不承擔牆柱傳遞的荷載,調節基礎的不均勻沉降。可以承受上部土體荷載以及佈置在其上的磚牆荷載。
基連梁現場照片
上部荷載主要由其他基礎承擔,基連梁主要起到水平向的連線作用,沒有明顯的地基反力作用(很多時候還是架空的,當然沒有地基反力)。基連梁頂標高一般不會高於基礎,通常與基礎的頂面同高。
基連梁彎矩圖
從上圖可以看出,基連梁的受力情況接近於樓層框架樑,彎矩圖正好和基礎梁的彎矩圖相反。彎矩決定了受力筋的配置。
3、地框梁:
地框梁是設定在基礎頂面以上、室內地坪以下的基連梁,受力情況與基連梁類似,與基礎梁相反。
地框梁現場照片
地框梁是以框架柱為支座,基連梁是以基礎為支座。
4、地圈樑:
地圈樑一般是存在於磚混結構中,連線構造柱,是磚混結構的抗震措施之一。不承受豎向荷載,主要是把構造柱連線在一起,提高結構整體性,達到抗震目的。
地圈樑現場照片
地圈樑僅僅是構造措施,不是結構的主要受力構件,主要傳遞拉力和壓力,不抗彎,所以地圈樑的截面小且配筋少。
5、承臺梁:
承受上部剪力牆傳遞的豎向荷載,並把荷載向端部的基礎傳遞,是把豎向荷載向基礎轉移的水平構件,類似於框支結構的轉換功能。
承臺梁(抬牆梁)現場照片
一般上部有剪力牆,梁截面尺寸大、配筋多,能承受較大豎向荷載,透過截面彎矩向支座傳遞上部荷載。
綜上,基礎梁和承臺梁(抬牆梁)是傳遞上部荷載的。基礎梁沒有支座,柱下承受壓力,中部承受地基反力帶來的負彎矩;承臺梁以樁為支座,主要承受的是彎矩和剪力。
基連梁、地框梁主要提供連線拉力,平衡基礎受力及不均勻沉降,能承受上部土體壓力及樑上磚牆荷載,以基礎和框架柱為支座。
地圈樑屬於磚混結構的抗震措施,主要提供拉力,不抗彎。
二、地梁縱筋在樁基礎中的錨固構造:
在現行施工規範或圖集中並沒有地梁與樁基礎的錨固構造詳細規定,通常都是設計單位在基礎設計大樣圖或說明中給出構造要求。但往往設計單位在對地梁的叫法時又不嚴謹,特別是基礎梁與其他梁沒有嚴格區分,就造成地梁在樁基礎中的錨固構造容易出錯。如果把握住了幾種地梁結構受力情況就能更好地理解設計意圖,不會因為地梁的名字把自己搞混亂了。
1、基礎梁縱筋在樁基礎中的錨固構造:
從上面的分析來看,這個問題本身就是一個偽命題。真正的基礎梁自己就是基礎,基礎梁下是沒有樁基礎的,就不存在他們之間的錨固問題。之所以提出這個問題,是因為在設計圖中往往並沒有嚴謹的來區分幾種“地梁”的叫法,把基連梁、承臺梁、地框梁叫做了基礎梁。
2、基連梁縱筋在樁基礎中的錨固構造:
基連梁主要起連線作用,能承上部土體和磚牆產生的荷載,因此,基連梁在樁基礎中的構造近似於樓層框架樑。具體構造要根據設計圖或說明,如下圖:
基連梁構造1
基連梁構造2
3、承臺梁:
承臺梁作為水平構件而承受豎向荷載,必須有較大的承受剪力和彎矩的能力,把豎向荷載轉移到端部支座,類似於框支梁。如下圖:
承臺梁構造1
承臺梁構造2
承臺梁構造3
4、地框梁、地圈樑都不會錨入樁基礎中,所以並不在本文的討論之列。地框梁以框架柱為支座,其作用和受力情況類似基連梁。
5、用設計說明來確定錨固構造:
還有的設計圖,並沒有給出構造大樣圖,而是採用說明的形式,如下圖:
錨固構造的設計說明
這種設計不是很嚴謹,會造成施工分歧或成本浪費。因為圖集中表現的是樑柱節點,而非梁樁節點,而樁有時還有樁承臺,樁或樁承臺比柱的截面要大得多,甚至還有橢圓樁的情況,如果梁筋錨至對邊,很可能沒必要,所以還有最佳化的必要。給出具體的施工大樣是最好的結果。
三、施工中的注意事項:
1、不管何種“地梁”,其在樁基礎中的錨固構造必須根據設計大樣圖或設計說明來施工,他們的構造往往類似於框架樑和框支梁,但又有一定的差別,不能一概而論,要仔細識圖。
2、根據設計大樣圖進行鋼筋下料和技術交底,以梁錨固鋼筋長度來確定樁砼施工縫。
3、承臺梁(抬牆梁)類似於框支梁,但並沒有框支梁的構造嚴格,因為框支梁是懸空的,架構在框支柱上,而承臺梁是放在地上的。所以,一般會取消外層縱筋錨入梁下部的設定。如下圖:
框支梁外層縱筋錨固構造
這樣的構造在基礎梁施工時很難保證施工質量。樁砼澆築高度要在梁底標高以下留施工縫才能保證錨固鋼筋的長度,造成深坑,清理基坑非常困難。因此,儘量不要按照框支梁來錨固外層鋼筋。
四、造價編制過程中的注意事項:
1、只要是樁基礎,就不可能有真正意義上的基礎梁,因此在廣聯達建模時,要把基連梁、承臺梁、地框梁按照“框架樑”定義,不能定義為基礎梁。如果定義為基礎梁,鋼筋配置將和實際施工不一致,而且模型的標高也會與實際施工不同。基礎梁的底標高相同,頂標高由梁高決定;而框架樑頂標高一致,底標高由梁高決定。
2、因為按設計圖的地梁錨固構造,一般和樓層框架樑或框支梁有一定的差異,即使定義了“框架樑”或“框支梁”仍然要修改“節點設定”。當更改節點設定不能滿足設計構造時,就只有採用表格手動計算地梁鋼筋。
總結:
1、不管何種“地梁”,其在樁基礎中的錨固構造必須根據設計大樣圖或設計說明來施工。
2、基礎梁的受力和構造與基連梁、地框梁、承臺梁相反。
3、只要是樁基礎工程,一定要注意基礎設計大樣圖或設計說明中對於地梁的錨固構造,通常設計與框架樑或框支梁不完全相同。
如果不注意,施工中一般會多用鋼筋,而造價建模會少算鋼筋,造成較大的造價虧空。更為嚴重的是,按照框支梁外層鋼筋錨固長度施工,將造成大量的零星用工來清理預留深坑中的泥、水,非常不經濟。
4、如果弄清楚了結構構件的設計意圖和受力情況,無論是在施工中還是在工程造價計算過程中,都將帶來很多好處,從事施工技術和工程造價的專業人員應該加強建築力學的基礎知識積累,方能舉一反三。