建筑地下室基础结构设计之我见

建筑地下室基础结构设计建筑地下室基础结构设计建筑地下室基础结构设计建筑地下室基础结构设计之我见之我见之我见之我见曾 随华深 圳市 都市 建筑 设计 有限 公司摘 要 ： 本 文作 者 结 合平 常的 工作 经验 及相 关规 范要 求 ， 详 细阐 述了 高层 建筑 结构 地下室 与基 础的 设计 应该 注意 的一 些问 题。 关 键词 ：建 筑 ； 地 下室 ； 基 础 ； 结构 设计中 图分 类号 ： TU984文 献标 识码 ： A文 章编 号：高层建筑物地下室及基础设计质量的好 坏 直接影响到整个建筑物的结构安全，因此，应该根据具体的地质条件、上部 建筑 的结构形式、施工条件等因素 ，选用合理的基础形式，确保建筑结构安全。 现代城市高层建筑大多设置有地下室 ， 在设计其基础时应考虑到施工现场的地质条件、上部结构的类型以及使用要求等； 若 基础设计需要降低地下水位的 ，必须选择合理 的降水方案 ， 避免停止降水后 ， 随着水位的上升 ， 导致建筑物上浮 。其次 还必须考虑到与之相邻的建筑物的影响，确保施工安全。 高层建筑一般采用整体性强 、 承载能力高 、 且能满足建筑物容许变形要求的筏板基础或者带桩基的筏板基础 。 若地质条件比较好而且可以满足地基承载力要求与建筑结构变形要求时 ， 也可以采用交叉梁 板 式基础 。 若地基承载力或者变形不能满足要求时则应采取桩基础或者 复合 基础。1地下室设计应注意的问题1.高 层建 筑地 下室 设计 必须 综合 考虑 上部 荷载 、岩 土压 力以 及地 下水 等不 利影 响因素 。地 下室 外墙 必须 满足 水压 力、 土压 力以 及地 面其 他荷 载的 侧压 力作 用 下 承载 力要 求 ， 水平 及竖 向 分 布钢 筋应 双层 双向 布置 ， 配 筋率 不 宜 小 于 0.3%， 钢筋 间距 不 宜大 于 150m。1.2当 地下 室的 顶板 作为 上部 构筑 物的 嵌固 端时 ， 尽 量避 免 在 地下 室顶 板开 设大 的孔洞 。 1.3高 层建 筑地 下室 不适 宜设 置变 形缝 ， 当 超过 伸缩 缝最 大间 距时 ,应 该每 隔 30m 40m设 置一 道贯 通顶 板、 底部 及墙 板的 施工 后浇 带 ,其 宽度 不 应 小 于 80m； 可以 将后 浇带 设置于 柱距 三等 分的 中间 范围 及剪 力墙 附近 。 1.4由 于主 体结 构 地 下室 底 板 与地 下室 底 板 交界 处是 应力 较为 集中 的位 置 ， 因 此必 须适当 的增 大该 处的 截面 尺寸 及配 筋。 1.5有 窗井 的地 下室 ,必 须设 置 外 挡土 墙 ， 挡 土墙 与 地下 室的 外 墙 连成 整体 。2基础设计应注意的问题 2.1荷 载组 合现 在设 计人 员基 本上 都是 采用 电算 程序 计算 出各 种荷 载效 应的 标准 组合 和同 一地 基或桩 基承 载力 特征 值 进 行设 计 ， 风 荷载 及地 震效 应 将 导致 高层 建筑 边角 竖向 结构 轴力 较大 ， 若将 这种 短期 效 应 与 永久 效 应 等 同对 待 ， 这 就导 致边 角竖 向结 构的 基础 过大 ， 而 未能 增强 中部竖 向结 构的 基础 ，从 而会 导致 地下 室横 向墙 体产 生八 字形 裂缝 。 因 此 ,高 层建 筑基 础设 计应 以减 小长 期 重 力 荷 载作 用下 地基 变形 、 差 异变 形为 主 ,计 算地基 变形 时 ,传 至基 础 底 面 的荷 载效 应采 用正 常使 用极 限状 态下 荷载 效应 的准 永久 组合 ,不 计入 风 荷载 和地 震作 用。 按 地基 承载 力确 定基 础底 面积 及埋 深或 按单 桩承 载力 确定 桩数 时 ,传 至基 础或 承台 底面的 荷载 效应 采用 正常 使用 状态 下荷 载效 应的 标准 组合 ， 相 应抗 力采 用地 基承 载力 特征 值或 桩基 承载 力特 征值 。 风 荷载 组合 效应 下 ， 最 大基 底反 力不 应大 于承 载力 特征 值的 1.2倍 ， 平 均基 底反 力不 应大 于承 载力 特征 值 ； 地 震作 用组 合效 应下 ， 地 基承 载力 验算 应按 现行 国家 标准 建筑 抗震 设计 规范 GB501的 规定 执行 。2.筏 板基 础设 计应 该注 意的 问题2.1应 该根 据地 基承 载力 、上 部结 构荷 载的 分布 等来 确定 基础 的平 面尺 寸 。2.2在 确定 平板 式筏 基的 板厚 时可 以通 过受 冲切 承载 力计 算确 定 ， 但 是还 应该 考虑 不平 衡弯 矩作 用在 冲切 面上 的附 加剪 力的 影响 ，板 厚不 宜 小 于 40m。2.3当 地基 均匀 且上 部结 构具 有较 好 的 刚度 ， 结 构柱 间距 以及 柱荷 载的 变化 小于 20%时 ， 筏 板基 础也 可 仅 考 虑局 部弯 曲作 用 ， 按 倒楼 盖计 算 ； 反 之 ， 筏 板基 础则 应该 按照 弹性 地基 板进 行分 析。 2.4筏 形基 础的 顶面 与地 面均 应该 设置 双向 钢筋 网片 ，钢 筋的 间距 不宜 小于 150m，也 不宜 超过 30m,其 受力 主筋 直径 不宜 小于 12m。2.3桩 基础 设计 应该 注意 的问 题2.31桩 基础 设计 应该 因地 制宜 。 现 在各 个地 区基 本上 都有 比较 成熟 的经 验 ， 有 的地 区甚 至有 自己 的地 区规 范 ， 因 此 ， 在 进行 桩基 基 础 设 计时 ， 若 工程 所在 地有 地区 性规 范 ， 那 么就 应当 按照 该地 区规 范来 设计 。 桩 基选 择和 承台 设计 应根 据上 部结 构类 型 、 荷 载大 小 、 桩 穿越 的土 层 、 桩 端持 力层 土类 、 地 下水 位 、 施 工条 件和 经验 、 制 桩材 料供 应条 件等 因素 综合 考虑 。 2.32为 确保 桩基 的安 全性 与经 济性 ，应 该根 据静 载试 桩结 果确 定基 桩 的 竖向 承载 力 、抗 拔承 载力 、抗 剪承 载力 。 2.3以 下几 类桩 基础 设计 时必 须进 行沉 降计 算 ， 设 计等 级为 甲 级的 非 嵌岩 桩和 非深 厚坚 硬持 力层 的建 筑桩 基 ； 、 建 筑体 型复 杂 、 荷 载分 布显 著不 均匀 或 桩端 以下 存在 软弱 土层 的乙 级设 计等 级的 桩基 础 ； 软 土地 基多 层建 筑减 沉复 合疏 桩基 础 。 当 桩基 承受 比较 大的 水平 力作 用或 者对 水平 位移 有 严 格限 制的 建筑 桩基 时 ， 应 对位 移进 行验 算。2.4箱 型基 础设 计应 该注 意的 问题2.41应 根据 地基 承载 力及 上部 结 构布 置及 荷 载大 小来 确定 基础 的几 何尺 寸 。 基 础的 外墙 应沿 着建 筑物 周边 设置 ， 内 墙则 应该 沿着 上 部结 构 柱 网或 者剪 力墙 纵 横 均 匀分 布 ， 墙 体的水 平截 面 总 面积 不 宜 小 于整 个箱 型基 础 外 包尺 寸 的 水 平投 影面 积 1/0。 当基 础的 平 面 长 宽比 大于 4时 ，其 纵横 水平 面积 不 应 小 于整 个基 础 外 包尺 寸 的 水 平投 影面 积 1/8。2.42箱 型基 础的 高度 必须 满足 承载 力 、 结 构刚 度以 及建 筑使 用功 能的 要求 ， 不 宜小 于箱 基长 度的 1/20,且 不宜 小于 3m。2.43应 根据 受力 计算 以及 防水 等方 面的 要求 确定 基础 的墙 体、 顶板 、底 板的 厚度 。 无人 防 设 计 要 求的 箱型 基础 ，底 板厚 度不 应 小 于 30m， 内墙 与顶 板厚 度不 应 小 于 20m， 外墙 不 应 小 于 250m。2.5荷 载效 应最 不利 组合 及抗 力限 值地 基基 础设 计时 ， 所 采用 的荷 载效 应最 不利 组合 与相 应的 抗力 限值 应按 下列 规定 ： （ 建筑 地基 基 础设 计 规 范 GB507-201） 。2.51按 地基 承载 力确 定基 础底 面积 及埋 深或 按单 桩承 载力 确定 桩数 时 ， 传 至基 础或 承台 底面 上的 荷载 效应 应按 正常 使用 极限 状 态 对 应荷 载效 应的 标准 组合 。 相 应的 抗力 应采 用地基 承载 力特 征值 或单 桩承 载力 特征 值。 2.52计 算地 基变 形时 ， 传 至基 础底 面上 的荷 载效 应应 按正 常使 用极 限状 态下 荷载 效应的 准永 久组 合， 不应 计入 风荷 载和 地震 作用 。相 应的 限值 应为 地基 变形 允许 值。 2.53计 算挡 土墙 土压 力 、 地 基 或 斜坡 稳定 及滑 坡推 力时 ， 荷 载效 应应 按承 载能 力极 限状 态下 荷载 效应 的基 本组 合， 但其 分项 系数 均为 1.0。2.54在 确定 基础 或桩 台高 度 、 支 挡结 构截 面 、 计 算基 础或 支挡 结构 内力 、 确 定配 筋和验 算材 料强 度时 ， 上 部结 构传 来的 荷载 效应 和相 应的 基 底 反 力 ， 应 按承 载 能 力 极限 状态 下荷载 效应 的基 本组 合， 采用 相应 的分 项系 数。2.6基 础零 应力 区的 面积 问题 ：高 宽比 大于 4的 高层 建筑 ，在 地震 作用 下基 础底 面不宜 出现 拉应 力； 其他 建筑 ，基 础底 面与 地基 土之 间零 应力 区面 积不 应超 过基 础底 面面 积 的15%。 在设 计轻 钢结 构时 ，应 特别 注意 。3结束语随 着我 国经 济的 发展 ， 高 层建 筑越 来越 多 。 高 层建 筑由 于其 建筑 功能 和结 构本 身的 要求 ,大 多需 要设 置单 层或 多层 地下 室 。 地 下工 程在 整个 建设 项目 中所 占的 比重 也越