专利名称：地基结构及其建造方法以及建筑物的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑领域，更具体地说，涉及一种地基结构及其建造方法，还涉及一种包括所述地基结构的建筑物。
背景技术：
在建筑领域中，建筑物通常包括房屋结构和地基结构，房屋结构通过该地基结构而构建在土地上。地基结构主要包括地基和设置在地基之上的基础。地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体，用于支撑建筑物和地基之间的基础，从而间接地支撑房屋结构。建筑物的抗震性能主要取决于两个方面，一个方面是房屋结构的整体强度，另一方面是支撑房屋结构的地基结构。在发生地震时，在岩土中传播的地震波引起地基结构的振动，从而引起地基结构发生附加变形和强度变化。一旦地基结构的强度不能承受地基结构变形所产生的应力时，地基结构往往会出现失效，进而丧失支撑能力。因此，目前，建筑物抗震通常都是在房屋结构和地基结构两个方面进行抗震设计。 对于房屋结构来说，通常是设计结构强度相对较高的整体结构，或者采用刚度较高的材料来进行构建，例如采用钢混结构。其目的是获得结构刚度相对较高的房屋结构。对于地基结构来说，通常通过加固地基、加强基础等方法来加强地基结构的刚度，从而抵抗地震波对地基结构的各种作用力。换句话说，对于建筑物来说，目前大都通过提高房屋结构和地基结构的刚度从而提高建筑物的抗震性能。但是，为了获得理想的抗震性能而提高房屋结构和地基结构的刚度，需要在材料选择和施工过程中付出较大的努力。因此，一方面，这种以提高房屋结构和地基结构的刚度为出发点的施工方案成本相对较为昂贵，另一方面，施工过程较为繁琐，施工周期相对较长。有鉴于此，如何高效率且低成本地构建具有较好抗震性能的建筑物成为本领域中亟待解决的技术问题。而且，由于地基结构在抗震性能中影响较为重要，因此，本申请将重点讨论如何高效率且低成本地构建具有较好抗震性能的建筑物的地基结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种地基结构，该地基结构在现有的地基和设置于地基之上的基础之间增加了一层缓冲层。为了实现上述目的，本发明提供一种地基结构，该地基结构包括地基和设置在该地基上的基础，其中，所述地基结构还包括缓冲层，该缓冲层位于所述地基和基础之间，所述缓冲层允许所述地基和基础之间相对移动。优选地，所述缓冲层为砂层。优选地，所述砂层的厚度为50 300mm。优选地，该地基结构还包括围墙，该围墙设置在所述地基上并包围所述缓冲层。优选地，所述围墙由砌块(普通粘土砖或其他砖)、砂浆砌筑而成，或是支模板浇筑混凝土，并在侧壁抹防水砂浆，或是直接浇筑防水混凝土。优选地，所述基础为筏板，该筏板设置在所述缓冲层上。优选地，所述基础为筏板，该筏板设置在所述缓冲层上，所述围墙的内壁具有凸缘，所述筏板的上表面的边缘与所述凸缘的下表面接触。本发明的另一个目的是提供一种地基结构的建造方法，该建造方法用于建造本发明所提供的地基结构。为了实现上述目的，本发明提供一种地基结构的建造方法，其中，该建造方法包括(a)构造地基；(b)在所述地基上设置缓冲层；(c)在所述缓冲层上设置基础，所述缓冲层允许所述地基和基础之间相对移动。优选地，所述缓冲层为砂层，在所述步骤(b)中，在所述地基上铺设砂子，从而形成砂层。优选地，所述砂层的厚度为50 300mm。优选地，该建造方法还包括在步骤(a)之后，在所述地基上形成包围该缓冲层的围墙。优选地，所述围墙由砌块(普通粘土砖或其他砖)、砂浆砌筑而成，或是支模板浇筑混凝土，并在侧壁抹防水砂浆，或是直接浇筑防水混凝土。优选地，所述基础为筏板，在所述步骤(C)中，在所述缓冲层上设置所述筏板，所述围墙的内壁具有凸缘，所述筏板上表面的边缘部分与所述凸缘的下表面相接处。优选地，所述基础为筏板，在所述步骤(C)中，在所述缓冲层上设置所述筏板。本发明还有一个目的是提供一种建筑物，该建筑物包括房屋结构和支撑房屋结构的地基结构，其中，所述地基结构为上述本发明的地基结构。通过上述技术方案，本发明在地基和基础之间设置缓冲层是为了使基础和地基之间在地震时能够产生相对运动，使得建筑物的房屋结构与支撑该房屋结构的基础在地震时能够相对于地基发生一定程度的相对移动，减小地基结构的变形从而减小其应力，避免了地基结构被破坏，并且建造成本较低。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中图1是本发明的地基结构的示意图。附图标记说明1地基2基础3缓冲层4防渗壁41凸缘5筏板6 墙体
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“上”、“下”通常是指图1中所示的朝上的方向和朝下的方向。如图1所示，本发明提供一种地基结构，该地基结构包括地基1和设置在该地基1 之上的基础2，其中，所述地基结构还包括缓冲层3，该缓冲层3位于所述地基1和基础2之间，所述缓冲层3允许所述地基1和基础2之间相对移动。在传统的地基结构中，地基1和基础2之间通常为刚性连接，因此，在发生地震时， 主要依靠地基1和基础2的强度对应力的抵抗来实现地基结构抗震。而在本发明中，通过上述技术方案，在地震发生时，建筑物的房屋结构与支撑该房屋结构的基础2能够相对于地基1发生一定程度的相对移动，减小地基结构的变形从而减小其应力，避免了地基结构被破坏。因此，本发明中的缓冲层3可以选择为具有缓冲作用的物质来构建，如砂、碎石等，只要能够允许地基1和基础2之间具有预定的相对移动即可，从而能够缓冲地震中建筑物所承受的应力。但在优选情况下，所述缓冲层3可以为砂层。这是因为，一方面，砂的具有较好的流动性，不但对纵向波所产生的应力起到较好的缓冲作用，还能够对横向波所产生的应力起到较好的缓冲作用；另一方面，砂的来源较为广泛，在我国大部分地区(尤其是西部地区)有着大量的砂资源，使用成本也相对较低。在使用时，堆积在一起的砂颗粒彼此分散而不黏合。在受力时，砂层具有流动性。 如果发生地震，上下相邻的砂颗粒之间能够发生相对移动，从而使得建筑物的房屋结构与支撑该房屋结构的基础在地震时能够相对于地基发生预定的相对移动，以减小地基结构的变形，避免了地基结构受到破坏。根据不同的抗震级别，缓冲层3可以设计有不同的参数，例如可以选择不同粒径的砂，还可以将缓冲层3设计为不同的厚度。例如，对于抗震级别要求较高的场合，缓冲层 3的厚度也可以选择得相对较厚，以允许地基1和基础2之间具有相对较大的运动幅度；而对于抗震级别要求稍低的场合，缓冲层3的厚度也可以选择得相对较薄。通常情况下，作为缓冲层3的砂层的厚度可以为50-300mm。但优选地，所述砂层的厚度可以为100 Mo。在此厚度范围内，既能够确保建筑物的稳定性，又能够在地基1和基础2之间获得较好的相对移动幅度，以缓解地震产生的应力。由于缓冲层3具有一定的流动性，因此需要对其进行限制。限制缓冲层3的方式有很多，通常可以将周围的土层夯实或者利用周围的岩石层等进行限制。此外，任何附加的结构也可以应用到本发明中来限制缓冲层3优选地，该地基结构还包括围墙4，该围墙设置在所述地基1上并包围所述缓冲层 3。该围墙4的主要作用是能够防止具有流动性的缓冲层3的侧向流动。而且，正是由于围墙4防止缓冲层3流动而将其限制在一定的范围内，建筑物的房屋结构才能牢固地设置在地基结构上。围墙4除了上述的限制缓冲层3的功能之外，还可以利用围墙4来防止缓冲层3 的侧向渗水。这也是本发明中选择用围墙4来限制缓冲层3的最主要的一个目的。因此，更优选地，所述围墙4由砌块(普通粘土砖或其他砖)、砂浆砌筑而成，或是支模板浇筑混凝土，并在侧壁抹防水砂浆，或是直接浇筑防水混凝土。该围墙4可以选择有防渗水功能的材料制成，从而防止砂层的侧向渗水。本发明对围墙4的建筑方法并不做限定，任何适宜的方法都可以用来建筑本发明的围墙4，例如先堆砌好围墙4再向其中添加缓冲层，或者缓冲层3与围墙4的建筑同时进行。并且，本发明对围墙4的结构和高度也不做限制，下文中结合基础2的构件例举了围墙4的优选实施方式，只要能够起到对缓冲层3的限制的任何适宜的结构和高度都可以应用到本发明中。所有建筑物都是修建在地表上，建筑物上部结构的载荷通过下部结构最终都会传到地表的土层或岩层上，如上文所介绍的那样，这部分起支撑作用的土体或岩体可以作为地基，将建筑物所承受的各种作用传递到地基上的下部称重机构可以称为基础。基础有很多分类，例如属于浅基础的无筋扩展基础、扩展基础、柱下条形基础、高层建筑筏形基础、高层建筑箱型基础和桩基础等。本发明中优选为筏形基础。优选地，所述基础2为筏板5，该筏板5设置于所述缓冲层3之上。筏板基础适用于建筑物载荷较大，地基承载力较弱的情况，并且筏板的整体性好，能很好的抵抗地基不均勻沉降。由于筏板5的上述特性，本发明优选地在缓冲层3上设置筏板5。更优选地，所述筏板5为钢筋混凝土筏板，这种筏板刚度高，整体性好，抗震能力较强。由于缓冲层3的周围设置有围墙，缓冲层的上面设置有基础2的筏板5。因此，优选地，在本发明的一种实施方式中，围墙4的高度与缓冲层3的高度相同。这样，筏板5不但设置在缓冲层3的上面，还应当设置在围墙4的上面。此时，可以先堆砌围墙4和设置缓冲层3，然后再在上面设置面积能够覆盖围墙4和缓冲层3的筏板5。在本发明的第二种实施方式中，围墙4的高度与缓冲层3的高度差与筏板5的厚度相等，并且筏板5的面积能够覆盖缓冲层3，这样在设置好围墙4和缓冲层3之后，就可以将筏板5嵌入到围墙4中，从而将缓冲层3覆盖。另外，作为本发明的第三种实施方式，如图1所示，优选地，所述基础2为筏板5， 该筏板5设置在所述缓冲层3上，所述围墙4的内壁具有凸缘41，所述筏板5上表面的的边缘与所述凸缘41的下表面接触。在本实施方式中，可以先采用本发明的第二种实施方式的方法设置围墙4的一部分、缓冲层3和筏板5，之后再加高围墙4并沿着围墙4的内壁水平地堆砌凸缘41。或者，先使围墙4的高度高于覆盖有筏板5的缓冲层3的高度，然后再沿着围墙4的内壁水平地堆砌凸缘41。这里，本优选实施方式的重点在于围墙4具有凸缘 41从而起到更好的限制和固定筏板5的作用，对于凸缘41的建筑方法并不加以限制，任何能够形成上述凸缘41的方法都可以应用到本实用新型中。另外需要说明的是，设置于本发明的地基结构之上的房屋结构建造在本发明的筏板基础上，也就是在筏板5的上面建造房屋结构。如图1所示，优选地，在围墙4的内侧，筏板5之上建造房屋结构。上述房屋结构可以为适于建造在筏板基础上的任何一种房屋结构。下面介绍本发明提供的一种地基结构的建造方法，其中，该建造方法包括(a)构造地基1 ；(b)在所述地基1上设置缓冲层3 ；(c)在所述缓冲层3之上设置基础2，所述缓冲层3允许地基1和基础2之间相对移动。
本发明所提供的地基结构可以通过上述建造方法建造。根据上文的描述，本发明的地基结构包括地基1和设置于地基之上的基础2，其中，在所述地基1和所述基础2之间设置有缓冲层3，该缓冲层3的作用是允许地基1和基础2之间相对移动，从而缓解建筑物受到的应力。优选地，所述缓冲层3为砂层，在步骤(b)中，在所述地基1上铺设砂子，从而形成砂层。这是因为砂流动性较好，而且对应力的传导也较为均勻，并且成本低廉。更优选地， 所述砂层的厚度100-M0mm。在此厚度范围内，既不会影响建筑物的稳定度，又能够缓解地震产生的应力。优选地，该建造方法还包括在步骤(a)之后，在所述地基1上形成包围该缓冲层3 的围墙4。更优选地，所述围墙4由砌块(普通粘土砖或其他砖)、砂浆砌筑而成，或是支模板浇筑混凝土，并在侧壁抹防水砂浆，或是直接浇筑防水混凝土。该围墙4的作用是防止具有流动性的缓冲层3的侧向流动，并且能够防止侧向渗水。而且，正是由于围墙4防止缓冲层3流动而将其限制在一定的范围内，建筑物的房屋结构才能牢固地设置在地基结构上。 因此，可以先堆砌围墙4之后设置缓冲层3，或者使堆砌围墙4和设置缓冲层3同时进行，本发明对此并不限制，任何可以实现上述结构和功能的方法都可以应用到本发明中。需要说明的是，在图1中，围墙4的高度高于筏板5的高度，并设置于建筑物的墙体6的外侧。附图中所示的实施方式并不构成对本发明的限制，围墙4可以设置为能够防止砂层3流动的任意高度。优选地，所述基础2为筏板5，在所述步骤(c)中，在所述缓冲层3上设置所述筏板 5。筏板基础适用于建筑物载荷较大，地基承载力较弱的情况，并且筏板的整体性好，能很好的抵抗地基不均勻沉降。由于筏板5的上述特性，本发明优选地在缓冲层3上设置筏板5。 更优选地，所述筏板5为钢筋混凝土筏板，这种筏板刚度高，整体性好，抗震能力较强。另外，更优选地，所述基础2为筏板5，在所述步骤(c)中，在所述缓冲层3上设置所述筏板5，所述围墙4的内壁具有凸缘41，所述筏板5上表面的边缘部分与所述凸缘41 的下表面相接处。在本实施方式中，可以先设置围墙4的一部分、缓冲层3和筏板5，之后再加高围墙4并沿着围墙4的内壁水平地堆砌凸缘41。或者，先使围墙4的高度高于覆盖有筏板5的缓冲层3的高度，然后再沿着围墙4的内壁水平地堆砌凸缘41。这里，本优选实施方式的重点在于围墙4具有凸缘41从而起到更好的限制和固定筏板5的作用，对于凸缘 41的建筑方法并不加以限制，任何适宜的方法都可以应用到本发明中。上文已经详细描述了缓冲层3、围墙4和筏板5相互结合的几种优选的实施方式， 此处不再赘述。任何能够实现上述缓冲层3、围墙4和筏板5的功能的结构都可以应用到本发明中，同样地，本发明对形成上述结构的方法也不加以限制，任何能够形成上述结构的传统方法都可以应用到本发明的上述结构的构建中。如图1所示，建造于本发明的地基结构之上房屋结构的墙体6建造在本发明的筏板基础上，也就是在筏板5的上面建造房屋结构。如图1所示，优选地，在围墙4的内侧，筏板5之上建造房屋结构的墙体6。上述房屋结构可以为适于建造在筏板基础上的任何一种房屋结构。本发明还提供一种建筑物，该建筑物包括房屋结构和支撑该房屋结构的地基结构，其中，所述地基结构为本发明所述的地基结构。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
权利要求
1.一种地基结构，该地基结构包括地基(1)和位于该地基(1)之上的基础0)，其特征在于，所述地基结构还包括缓冲层(3)，该缓冲层(3)位于所述地基⑴和基础(2)之间，所述缓冲层⑶允许所述地基⑴和基础⑵之间相对移动。
2.根据权利要求1所述的地基结构，其特征在于，所述缓冲层(3)为砂层。
3.根据权利要求2所述的地基结构，其特征在于，所述砂层的厚度为100 300mm。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的地基结构，其特征在于，该地基结构还包括围墙G)，该围墙(4)设置在所述地基(1)上并包围所述缓冲层(3)。
5.根据权利要求4所述的地基结构，其特征在于，所述围墙(4)由砌块(普通粘土砖或其他砖)、砂浆砌筑而成，或是支模板浇筑混凝土，并在侧壁抹防水砂浆，或是直接浇筑防水混凝土。
6.根据权利要求4所述的地基结构，其特征在于，所述基础(2)为筏板(5)，该筏板(5) 设置在所述缓冲层C3)上，所述围墙(4)的内壁具有凸缘(41)，所述筏板( 上表面的边缘部分与所述凸缘Gl)的下表面相接触。
7.根据权利要求1所述的地基结构，其特征在于，所述基础(2)为筏板(5)，该筏板(5) 设置在所述缓冲层( 上。
8.—种地基结构的建造方法，其特征在于，该建造方法包括(a)构造地基(1)；(b)在所述地基(1)上设置缓冲层(3)；(c)在所述缓冲层(3)上设置基础O)，所述缓冲层(3)允许所述地基⑴和基础(2) 之间相对移动。
9.根据权利要求8所述的建造方法，其特征在于，所述缓冲层C3)为砂层，在所述步骤 (b)中，在所述地基(1)上铺设砂子，从而形成砂层。
10.根据权利要求9所述的建造方法，其特征在于，所述砂层的厚度为50-300mm。
11.根据权利要求8所述的建造方法，其特征在于，该建造方法还包括在步骤(a)之后， 在所述地基(1)上形成包围所述缓冲层(3)的围墙0)。
12.根据权利要求11所述的建造方法，其特征在于，所述围墙(4)由砌块(普通粘土砖或其他砖)、砂浆砌筑而成，或是支模板浇筑混凝土，并在侧壁抹防水砂浆，或是直接浇筑防水混凝土。
13.根据权利要求11所述的建造方法，其特征在于，所述基础( 为筏板(5)，在所述步骤(c)中，在所述缓冲层C3)上设置所述筏板(5)，所述围墙的内壁具有凸缘(41)， 所述筏板( 上表面的边缘部分与所述凸缘Gl)的下表面相接触。
14.根据权利要求8所述的建造方法，其特征在于，所述基础( 为筏板(5)，在所述步骤(c)中，在所述缓冲层( 上设置所述筏板(5)。
15.一种建筑物，该建筑物包括房屋结构和支撑该房屋结构的地基结构，其特征在于， 所述地基结构为权利要求1-7中任意一项所述的地基结构。
全文摘要
本发明提供的地基结构包括地基(1)和位于该地基之上的基础(2)，其中，地基结构还包括缓冲层(3)，该缓冲层位于地基和基础之间，缓冲层允许地基和基础之间相对移动。本发明提供的该地基结构的建造方法包括(a)构造地基；(b)在地基上设置缓冲层；(c)在缓冲层上设置基础，缓冲层允许地基和基础之间相对移动。本发明还提供一种包括上述地基结构的建筑物。通过上述技术方案，本发明在地基和基础之间设置缓冲层是为了使基础和地基之间在地震时能够产生相对运动，使得建筑物的房屋结构与支撑该房屋结构的基础在地震时能够相对于地基发生一定程度的相对移动，减小地基结构的变形从而减小其应力，避免了地基结构被破坏，并且建造成本较低。
文档编号E02D27/01GK102535523SQ20101058809
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者秦升益 申请人:北京仁创科技集团有限公司