某高层筏板基础设计实例

1、    某高层筏板基础设计实例    马志亮【摘要】筏板基础在高层建筑中属于比较经济的基础形式，文中通过pkpm程序jccad模块的计算模型，计算了筏板基础的内力，并附以手工验算，得出最后实际配筋。【关键词】筏板基础1、工程概况目前广东地区高层建筑通常采用桩基础，但施工过程中可能会受到许多不确定因素影响，在满足安全，经济和适用的前提下可以考虑采用筏板基础。某高层商业楼位于广州市白云区，为钢筋混凝土框架结构，主体建筑长81.6米，宽49.2米，地下室为车库和设备间，地上三层为大空间商业，其上有两座7层塔楼，屋面结构标高37.9米，首层高5.1米，二三层高4

2、.5米，标准层层高3.4米。在塔楼间设置两条沉降后浇带，在建筑物中间设置1条温度后浇带。本工程抗震设防烈度7度，地震加速度0.10g，场地类别为类，抗浮设计水位-1.5米，地下室顶面标高0.000，室内外高差0.3米，地下室底板面标高-4.5米，地板底面标高-5.8米，基础设计等级乙级。场地土层情况见表1：对于钢筋混凝土结构宇一版地质条件而言，采用筏板基础的高层建筑基础工程（包括基坑支护和开挖施工）的费用约占建筑总造价的10%20%，施工工期约占建筑总工期的20%25%。若采用桩基础，则其所占比例分别达到20%30%和30%40%。可见筏板基础的经济效益较为明显。尤其建筑物有地下室，筏板基础亦

3、可以做为建筑物地下室防水地板。本工程初步设计为预应力管桩基础，考虑到场地内有1各钻孔发现溶洞，结合该地区地下溶洞较为广泛，优化设计为梁式筏板基础。2、筏板基础计算本工程地基持力层为（2-1）粉质粘土层，地基土承载力特征值150kpa。2.1抗浮计算地下室底板板底标高-5.8米，抗浮设计水位-1.5米。底板恒重：0.05*20+0.65/25=17.25kn/m2底板水浮力计算：（5.8-1.5）*10*1.1-17.25=30.055kn/m2由于地下室车道板均在建筑物内部，则车道板底不需要另作抗浮设计。2.2基础持力层颜色按照pkpm模型计算结果，取jccad模块中上部荷载的标准组合下，柱底

4、最大内力值，将最大柱轴向力平均于每个板块内，基底压力去最大值为169 kpa。基础持力层为粉质粘土层，修正后的土层承载力特征值为fa=fak+b（b-3）+ dh（d-0.5）=150+1.5*9*3+0=190.5 kpa 大于169 kpa故基础持力层满足工程设计要求。2.3底板计算根据经验，本工程筏板厚度采用0.60米，纵横向均外挑1.5米。2.3.1基础底板偏心计算在荷载准永久组合作用下，偏心距计算：（取y方向计算）根据pkpm计算结果有emax=760mm，底板面積a=b*l=8384.8 m2，基础地面边缘抵抗距w=b*l2/6=38147.8 m3。0.1w/a=0.1*3814

5、7.8/8384.8=870mm，满足emax0.1w/a ，满足建筑地基基础设计规范8.4.2要求。2.3.2筏板板冲切承载力计算根据混凝土结构设计规范8.4.11，8.4.12条 fl0.7hpftmh0底板厚取600mm，h0=560mm，p=8626/8.1*8.2=130 kn/m2扣除底板自重后净反力pn=p-0.6*25=115 kn/m2fl =pn*a（阴影）=115*（7.6-0.56*2）*（7.7-0.56*2）=4903 kn0.7hpftmh0=0.7*1.0*1.43*10-3*（7600-560+7700-560）*2*560=15897 knfl0.7hpft

6、mh0 满足抗冲切要求2.3.3筏板板斜截面受剪承载力计算根据建筑地基基础设计规范8.4.12-3条 vs0.7hsft（ln-2h0）h0vs =pn*a（阴影）=115*（0.1+6.58）*3.24）/2=12405 kn0.7hsft（ln-2h0）h0=0.7*1.0*1.43*10-3*（770-2*560）*560=3688 knvs0.7hsft（ln-2h0）h0 满足斜截面受剪承载力要求2.4筏板内力计算2.4.1本工程上部结构属于框架结构，上部刚度较好，柱网及荷载均匀，柱网为8.1mx8.1m，相邻柱荷载及柱间距变化不超过20%，地基土比较均匀，基础筏板厚度0.6米，基础

7、梁高1.3m，高跨比l/h=8.1/1.3=6.23.根据建筑地基基础设计规范8.4.14，8.4.15条，地基反力可按直线分布，基础梁的内力可按连续梁计算，此时，边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩值乘以1.2的系数。故本工程筏板计算按倒楼盖模型计算。2.4.2人工补充验算根据建筑地基基础设计规范8.3.2条，第3款对于交点上的柱荷载，可按静力平衡条件及变形协调条件进行分配。本工程柱网及荷载均匀，地基土比较均匀，柱下荷载按照基础梁线刚度比值进行分配，计算基础梁配筋。例：取其中一柱跨计算，平面布置如右图柱底力n=3220kn梁线刚度计算： 左= 右=i/l=bh3/12/8100=500*13003

8、/12/8100=11.3*106mm3上= 下=i/l=bh3/12/8200=600*13003/12/8200=13.4*106mm3荷载分配比例：s左=s右=11.3/（11.3*2+13.4*2）=0.229s上=s下=13.4/（11.3*2+13.4*2）=0.271分配到基础梁上荷载：f左=f右=n*s=3220+0.229=737.4knf上=f下=n*s=3220+0.229=737.4kn分配后荷載简图如右图根据柱脚内力在各个方向分配的力，按照连续梁计算基础梁内力。用理正结构计算软件计算，并根据规范调整第一跨弯矩，得出配筋。本工程板配筋根据静力计算手册，按照四边固定板计算

9、。板底实际配筋为16200双向通长布置，板面为16200双向通长，支座处底板另加20200附加钢筋。2.5筏板基础沉降计算根据建筑地基基础设计规范3.0.2条，第2款，设计等级为乙级的建筑物，应按地基变形设计。规范5.3.5条及公式计算得出：2.5.1根据地质报告，土层参数如右表筏板基础尺寸为：l=84m，b=52mz1/b=4.6/52=0.1 l/b=84/52=1.6z2/b=10.5/52=0.2 查附录k.01-2 得出1=0.25 2=0.249查表5.3.5可得 s取0.4根据pkpm基础计算结果，得出p0=120kpa规范公式5.3.5条s=s*s=s*=s*p0*（4.6*0.25）/5.69+ p0*（10.5*0.249-4.6*0.25）/7.82=s*p0*0.389=18.9mm本工程已经竣工，实际测量大楼沉降量为14.5mm。2.6结 论pkpm程序jccad计算式偏小需要用手工验算，取手工验算的结果进行配筋。参考文献1 gb5007-2011