筏形基礎(chǔ)與箱形基礎(chǔ)

筏形基礎(chǔ)與箱形基礎(chǔ)第1頁/共67頁第2頁/共67頁第3頁/共67頁按式(3-59)驗算時須注意：1.是否屬于高層建筑筏形基礎(chǔ)？高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程2002：≥10層或>28m2.式(3-59)的目的是控制均勻地基上高層建筑的傾斜，若地基沉降很小，則該要求可適當放寬，例如對硬土地基、巖石地基。

巖石地基軟3.地基的均勻性硬第4頁/共67頁(2)基底壓力非抗震設(shè)防：pkmin≥0抗震設(shè)防：p≤faE

pmax≤1.2faE

零應(yīng)力區(qū)面積≤0.15A(3)橫向整體傾斜3.8.1筏形基礎(chǔ)一、概述1.類型墻下筏基：為等厚度（200~300mm）的鋼筋混凝土平板，適用于具有硬殼層（包括人工處理形成的）比較均勻的軟弱地基，六層及六層以下橫墻較密的民用建筑。第5頁/共67頁柱下筏基平板式：板厚1.5~4m，施工簡便梁板式：較經(jīng)濟2.應(yīng)注意的幾個問題(1)滿堂基礎(chǔ)實為柱下擴展基礎(chǔ)，但整體性有很大提高。第6頁/共67頁(2)有樁基礎(chǔ)時的地下室底板可能為筏基（樁筏基礎(chǔ)），可能僅為地下室底板，需看設(shè)計意圖而定。若為地下室底板，其受力主要為地下水的浮力。為減少浮力引起的底板跨中彎矩，常在底板下設(shè)置抗拉錨桿或錨墩。(3)筏形基礎(chǔ)可以提高地基承載力嗎？

fa=fak+ηb

γ(b-3)+ηdγm(d-0.5)(2-14)第7頁/共67頁第8頁/共67頁(4)高層建筑筏基（持力層為殘積土）與挖孔樁基礎(chǔ)的對比工程實例1：東莞絲綢大廈地上21層，裙房4層，地下2層。持力層為花崗巖殘積層，N=7~15，c=26.6kPa,φ=28.7°，E0=30MPa，fa=566kPa。板厚2m，上下層鋼筋均為φ25@150雙向，配筋率ρ=0.17%，板中部加兩層φ12@200鋼筋網(wǎng)。+0.00以下用鋼量為118kg/m2。計算沉降104mm，實測沉降70~80mm。造價（萬元）環(huán)境影響工期質(zhì)量保證度挖孔樁方案197.6大（降水）4個月以上低平板式筏基82.8小2個月高

挖樁1m/日降水問題澆筑砼、養(yǎng)護質(zhì)量檢驗補強東莞常平鎮(zhèn)4棟高層(2-22層,2-15層)改用筏基后共節(jié)省180萬。第9頁/共67頁工程實例2：大連九州飯店

地上23層，地下1層（車庫），筏基厚2m，持力層為強風(fēng)化千枚狀泥質(zhì)板巖，初勘fak=400kPa，承載力不夠，詳勘fak=520kPa，滿足要求。沉降：實測1.7mm，計算3.4mm。土方量(m3)砼用量(m3)工期挖孔樁方案14841

48813個月以上平板式筏基12162

3297

2個月第10頁/共67頁(5)地下室的補償作用p.110工程實例：省農(nóng)資培訓(xùn)中心，地上18層，地下3層。原設(shè)計采用筏形基礎(chǔ)，地基持力層為中、微風(fēng)化砂礫巖。在施工基坑支護結(jié)構(gòu)（挖孔樁）時，發(fā)現(xiàn)持力層下存在軟弱夾層，于是設(shè)計方將筏基改為挖孔樁基礎(chǔ)。分析：單位面積的總荷載＝21×15=315kPa挖去的土重＝3×4×18=216kPa剩余荷載＝315-216=99kPa（相當于6層樓的荷載）結(jié)論：只要把建筑物的基礎(chǔ)或地下部分做成中空、封閉的形式，那么被挖去的土重就可以用來補償上部結(jié)構(gòu)的部分甚至全部重量。這樣，即使地基極其軟弱，地基的穩(wěn)定性和沉降也都很容易得到保證。第11頁/共67頁(6)抗浮設(shè)計p.111A.地下室的抗浮穩(wěn)定性驗算整體抗浮穩(wěn)定性：K=Gk/Fw≥1.05

偏心驗算抗浮措施：

?盡快施工上部結(jié)構(gòu)，增大自重；

?在箱格內(nèi)充水、在地下室底板上堆砂石等重物或在頂板上覆土，作為平衡浮力的臨時措施；

?將底板沿地下室外墻向外延伸，利用其上的填土壓力來平衡浮力；

?在底板下設(shè)置抗拔樁或抗拔錨桿。當基坑周圍有支護樁（墻）時，可將其作為抗拔樁來加以利用；

?增大底板厚度。第12頁/共67頁B.底板強度驗算地下室施工期間底板的計算簡圖與使用期不同。措施：1)采用逆作法施工；

2)增大底板（筏基）厚度及配筋；

3)在底板下設(shè)置抗拔樁或抗拔錨桿。第13頁/共67頁(7)高層建筑主樓與裙房間的處理問題：彎矩過大。1)設(shè)置后澆帶－－用于后期沉降較小的情況規(guī)范建議：通常在裙房一側(cè)設(shè)置后澆帶，后澆帶的位置宜設(shè)在距主樓邊柱的第二跨內(nèi)。后澆帶砼宜根據(jù)實測沉降值并在計算后期沉降差能滿足設(shè)計要求后方可進行澆筑。[8]2)設(shè)置沉降縫－－用于后期沉降較大的情況3)分期施工先重后輕第14頁/共67頁后澆帶的位置應(yīng)設(shè)在自主樓邊緣向外一跨處，確保地下室裙房有一跨與主樓整澆在一起，以減少高層下的附加應(yīng)力，充分發(fā)揮“有效共同作用范圍”的合理受力形式。第15頁/共67頁第16頁/共67頁第17頁/共67頁第18頁/共67頁4)采用浮橋式基礎(chǔ)設(shè)計浮橋特點：彎矩很小。第19頁/共67頁潮州湘子橋（廣濟橋）：十八梭船廿四洲第20頁/共67頁浮橋基礎(chǔ)節(jié)點類型：第21頁/共67頁例題第22頁/共67頁a點采用Ⅲ型節(jié)點，b點采用Ⅳ型節(jié)點，Mp=800t·m。第23頁/共67頁3.構(gòu)造要求板厚：一般不小于400mm形狀：配筋：第24頁/共67頁第25頁/共67頁二、高層建筑筏基地基承載力的確定若按強度控制（即規(guī)范方法）得到的地基承載力不能滿足要求時，可采用變形控制法確定地基承載力。步驟如下：

(1)計算地基的極限承載力pu

太沙基公式、魏錫克公式…

(2)驗算安全系數(shù)是否足夠

K=pu/p注：若能確定K，則

fa=pu/K

(3)計算地基變形并驗算是否滿足要求第26頁/共67頁三、地基變形驗算1.地基變形特性?

自重應(yīng)力階段回彈變形，再壓縮變形注：降水預(yù)壓和停止降水引起的地基變形很小，可以忽略。第27頁/共67頁?附加應(yīng)力階段?恒應(yīng)力階段第28頁/共67頁2.最終沉降量計算方法一：

s=+式中pc為基坑底面以上土的自重應(yīng)力；Eci為土的回彈模量；p0為基底附加壓力；Eci為土的回彈模量。方法二：式中pk為基底平均壓力；E0為土的變形模量。第29頁/共67頁第30頁/共67頁3.傾斜計算四、內(nèi)力計算方法1.簡化計算法－－基底反力線性分布前提：基礎(chǔ)相對剛度較大。(1)倒樓蓋法當?shù)鼗容^均勻、上部結(jié)構(gòu)剛度較好，且柱荷載及柱間距的變化不超過20%時，筏形基礎(chǔ)可僅考慮局部彎曲作用，按倒樓蓋法計算。(2)靜定分析法－－板帶法2.彈性地基板法有限差分法、有限單元法、有限網(wǎng)格法、近似柔性法。第31頁/共67頁五、平板式筏基受沖切承載力驗算1.沖切臨界截面周長um及極慣性矩Is計算公式內(nèi)柱：

h0/2

h0/2

h0/2h0/2第32頁/共67頁邊柱：

h0/2第33頁/共67頁角柱：

h0/2第34頁/共67頁2.作用在沖切臨界截面重心上的不平衡彎矩設(shè)計值Munb邊柱Munb=NeN-PeP+Mc內(nèi)柱：第35頁/共67頁3.受沖切承載力驗算公式第36頁/共67頁第37頁/共67頁4.內(nèi)筒的沖切驗算公式第38頁/共67頁第39頁/共67頁六、“減沉樁”基礎(chǔ)概念按淺基礎(chǔ)（例如筏基）設(shè)計時，若地基強度足夠或略差一些，但地基變形不滿足要求，這時可設(shè)置少量的樁以減少地基變形。這種樁稱為減沉樁。淺基礎(chǔ)減沉樁基礎(chǔ)樁筏基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)復(fù)合樁基筏基分擔比例100%≥50%<50%0

減沉樁：1)是摩擦型樁；2)樁頂荷載接近或達到其極限承載力；3)樁距大。普通樁基：不考慮承臺的分擔作用，其承載力一般由強度控制，變形較小。復(fù)合樁基：對樁數(shù)較多的非端承樁基，承臺將發(fā)揮一定的分擔荷載作用，承載力一般由強度控制，變形較小。疏樁基礎(chǔ)：通過有意識地加大樁距來充分發(fā)揮承臺的分擔作用。沉降控制設(shè)計樁基：單樁承載力特征值由沉降控制原則確定。第40頁/共67頁減沉樁基礎(chǔ)的簡化設(shè)計方法1.確定淺基礎(chǔ)的p-s曲線用規(guī)范法求得當基底附加壓力為p0時的地基沉降s0。2.確定基礎(chǔ)的允許沉降[s]

并由p-s曲線得到相應(yīng)的基底附加壓力p1及基底壓力p。

p1=[s]p0/s03.確定樁型、樁長、單樁極限承載力Qu4.確定樁數(shù)n

n=(F-pAc)/ξQu

式中ξ為單樁承載力利用系數(shù)，一般取ξ=0.8~0.9。第41頁/共67頁3.8.2箱形基礎(chǔ)1.構(gòu)造要求第42頁/共67頁第43頁/共67頁2.基底反力分布(1)按地基上的板或梁分析關(guān)鍵：地基模型的選擇。(2)彈性解答的塑性修正第44頁/共67頁(3)實測反力系數(shù)法（規(guī)范法）粘性土：第45頁/共67頁第46