筏板基础设计四

筏板基础设计分析1筏板基础埋深及承载力的确定天然筏板基础属于补偿性基础,因此地基的确定有两种方法.一是地基承载力设计值的直接确定法.它是根据地基承载力标准值按照有关规范通过深度和宽度的修正得到承载力设计值,并采用原位试验(如标惯试验、压板试验等)与室内土工试验相结合的综合判断法来确定岩土的特性.二是按照补偿性基础分析地基承载力.例如:某栋地上28层、地下2层(底板埋深10m)的高层建筑,由于将原地面下10m厚的原土挖去建造地下室,则卸土土压力达180kpa,约相当于11层楼的荷载重量;如果地下水位为地面下2m,则水的浮托力为80kpa,约相当于5层楼的荷载重量,因此实际需要的地基承载力为14层楼的荷载.即当地基承载力标准值f≥250kpa时就能满足设计要求,如果筏基底板适当向外挑出,则有更大的可靠度.2天然筏板基础的变形计算地基的验算应包括地基承载力和变形两个方面,尤其对于高层或超高层建筑,变形往往起着决定性的控制作用.目前的理论水平可以说对地基变形的精确计算还比较困难,计算结果误差较大,往往使工程设计人员难以把握,有时由于计算沉降量偏大,导致原来可以采用天然地基的高层建筑,不适当地采用了桩基础,使基础设计过于保守,造价提高,造成浪费.采用各向同性均质线性变形体计算模型,用分层总和法计算出的自由沉降量往往同实测的地基变形量不同,这是受多种因素的影响造成的.(1)这种理论的假定条件遵循虎克定律,即应力—应变呈直线关系,土体任何一点都不能产生塑性变形,与土体的实际应力—应变状态不相一致;(2)公式中S=7S6ziAi-zi-1Ai-1ESi[2]采用的计算参数系室内有侧限固结试验测得的压缩模量ESi,试验条件与基础底面压缩层不同深度处的实际侧限条件不同;(3)利用公式计算的建筑物沉降量只与基础尺寸有关,而实测沉降量已受到上部结构与基础刚度的调整.采用箱型基础或筏板基础的高层建筑物,由于其荷载大、基础宽,因而压缩层深度大,与一般多层建筑物不同,地基不是均一持力层.因此在地基变形计算的公式中引入了一个沉降计算经验系数7S.通过实际沉降观测与计算沉降量的比较,适应高层建筑物箱型基础与筏板基础的沉降计算经验系数,主要与压力和地层条件相关,尤其与附加压力和主要压缩层中(0.5倍基础宽度的深度以内)砂、卵石所占的百分比密切相关.由于该系数7S仅用于对附加压力产生的地基固结沉降变形部分进行调整,所以《建筑地基基础设计规范》规定可根据地区沉降观测资料及经验确定.计算高层建筑的地基变形时,由于基坑开挖较深,卸土较厚往往引起地基的回弹变形而使地基微量隆起.在实际施工中回弹再压缩模量较难测定和计算,从经验上回弹量约为公式计算变形量10%～30%,因此高层建筑的实际沉降观测结果将是上述计算值的1.1～1.3倍左右.应该指出高层建筑基础由于埋置太深,地基回弹再压缩变形往往在总沉降中占重要地肯位早,颠宪有些高层建筑寸若设户置辫3弟～夕4峡氏层伟(嘉甚至更多榴层摸)番卫地下室片时师,计隐总荷载有可能头等于或小于卸鹊土荷载重言量们,州古这样的高层建构筑地基沉降变荒形将仅由地基互回弹再压缩变钢形决仓定您.谈怎由此看薯来麦,遥秒对于高层建筑满在计算地基沉川降变形记中艘,蠢扶地基回弹再压昏缩变形不但不蜡应忽呢略滚,陕东而应予以重视伙和考划虑识.览高层建筑箱型窗基础与筏板基发础的计算与一齐般中小型建筑练的基础有所不段同题,躁享如前所赞述咳,何神高层建筑除具渣有基础面积大言、埋置宿深足,斥纤尚有地基回弹弃等影虏响芬.趣融有时将基础做标成补偿基音础掩,元茅在这种情况隔下千,薪劲将附加压力视近为很小或等于泉零趋,船胡这与实际不懒符梯.齐咏由于基坑面积松大璃,薪袜基坑开挖造成摧坑底回唤弹念,求建筑物荷重增免加到一定程度只时存,拼络基础仍然有沉薪降变铃形惰,饿泽即回弹再压缩许变厌形易.馆筹为了使沉降计胡算与实际变形锹接柄近奏,宵穗采用总荷载作庭为地基沉降计冲算压力比用附杰加压象力聚P0阶院计算更趋合毯理失,瘦愚且对大基础是迁适宜菜的壶.解承这一方面近似苏考虑了深埋基偏础熔(姑或补偿基患础醒)伍少计算中的复杂嫁问卵题染,研朝另一方面也解窑决了大面积开谣挖基坑坑底的畏回弹再压缩问恨题箩.缎篮因此《高层建绑筑箱形与筏形绢基础技术规范冶》嫁(JGJ中6祝—圆99)起报除规定采用室毛内压缩模狸量役ES欧极计算沉降量预外即,嘉如又规定了按压摘缩模制量肉E0慈(沫采用野外载荷迅试验资料算得头压缩模速量味E0,菠俊基本上解决了犯试验土样扰动访的问拆题裙,励悄土中应力状态嫁在载荷板下与马实际情况比较隔接爱近臭)述纵计算沉降量的馒方纷法战.疲氏设计人员可以而根据工程的具垫体情况选择其欧中一种方法进捐行沉降计痒算男.菌按平面布置规批则贡,株改立面沿高度大宿体一致的单幢窄建筑会物缩,锡迁当基底压缩土到层范围内沿竖鸟向和水平方向福土层较均匀店时垂,扣瓶基础的纵向挠咳曲曲线的形状腐呈盆状延形认,图辽即赢“∪俩”蒜状员.闻准在研究建筑物采荷载的水平分帐布规律窃时肃:婆留对于筏板基艺础犬,读取可将筏板划分结为许多小单棋元夜,预仇如果不考虑各即小单元之间的膛相互影段响君,烫申单位面积承受猜的荷载重装量饮(谅基底应力曲毒线疏)坚敌与基础的纵向颜挠曲曲线的形叮状相吻抗合蕉,枕贺即也阳呈烦“∪刊”育状菠.专观这说明建筑物版四周各点沉降纱量受到其它各进点荷载的影响羡较科小技,肾眠中部各点沉降研量受到其它各演点荷载的影响竖较尝大赠;漏巷若将基础设计讲成整片筏板基罚础曲,拉月势必造成在相克同的地基承载午力疾下趋,特遥中部沉降量傻大店,满降而四周沉降量驼较提小亚,订祥基底土变形不饮相协殃调朱.桐试验表创明怀[4]:遍土刚性筏板在试您验荷载下主要辫是整体沉绑降芬,挺原挠曲变形极神小拜,温要最大也未超刚过兵3升‰桃;娱壁而有限刚度筏北板基础则除了斧整体沉降外还竞产生挠曲变城形面,悄查筏板刚度不友同羽,金仆挠曲程度也不竟同赠.辩在筏板厚度相惠同的情况如下钢,北护随着政长破×颜宽含(水以矩形为构例腹)们把的增传加每,公抹筏板的刚度随观之降亚低绝.踏因此设计中可卸选择取且“嫩板式筏始基帆+设圈独立柱翁基稠”彼相结合的基础锻形掠式鸡,饼四即中滚部路(讯电梯井等剪力疲墙集中枪处臣)堤客用筏眠基舅,齐店四周柱基础采他用独立基础或谈联合基倡础尚.誉竖使筏板的胆长士×伙宽尺寸减小、执刚度增拢大辅,罢这不仅降低沉贿降变形的挠曲行程它度驼,萌司提高筏板的抗柜冲切能消力迈,瞧番同骂时耐,孤爆减低了板中钢若筋应吴力末,淡瑞减少筏基的配践筋拢量最.糠策为协调各部分称的变晶形旅,舟花使其趋于一催致票,唇汁还可通过变形绸验算调整独立场柱基的面处积逼.朗既满足结构使狼用要历求论,泳厚又达到相当可铅观的经济效行益亭.近在基础选型设岁计合中兔,个之应结合工程的完具体情跃况乖,牢纤考虑多方面的抛因素影贤响清,败属充分利用天然屋地基的承载能甚力艰,烤激通过比萝较虫“促整片筏皱基布”绪与毕“须板式筏培基另+设比独立柱糊基浓”巾的工程造久价惹.柜亚以医上央2茫龟种不同基础形桌式视,族狗后者较前者节企省救约用30既%喉～阴40%咬幅的费乓用刘,行奋经济效益显贞著逆.辉当由于地层分艇布不均匀、上统部结构荷载在喂筏板基础上分病布不均匀而引代起筏板基础各有部分的差异沉洗降较大宣时羞,嚷杠可综合考虑采粥用以下处理措砍施适:负(1)舱沉将出露地质较登差的土层挖出蹄一部贩分丹,思蝴换填低强度等谎级的素混凝土甜形成素混凝土妙厚垫屋块闭,门叔以改变和调整全地基的不均匀王变才形霸.耕婶也可以采换用式“肿换填鄙法茧”敢,瞒些垫层采用碎石蒙、卵石等材贞料竭,即商经碾压或振密宏处耕理蹄,斤预提高基础的承仪载能壶力喂;核(2)谊院调整上部结构迟荷载或柱网间中距竭,肉矿减小基底压力孕差鹊;它(3)驾胸调整筏板基础惧形状和面娇积亩,批锈适当设置悬臂天板陷,白义均衡和降低基仇底压欺力五;宵(4)筹晚加强底板的刚校度和强橡度尊,恰滤在大跨度柱间叨设置加强板带悬或暗梁映等京.责3极筏板基础的输结构设计芒筏板基础的主清要结构形式有墙平板式筏基和督肋梁式筏算基艳,漠都包括等厚度或先变厚度底板和亡纵横向肋麦梁纯.查猴一般情况下宜异将基础肋梁置乏于底板上煮面殃,致给如果地基不均觉匀或有使用要今求暮时钞,训倡可将肋梁置于顷板轧下仆,橡菊框架柱位于肋靠梁交点耍处榴.辨掘在具体筏基设您计时应着重考错虑如下问胳题梨:践(1)理寇应尽量使上部乒结构的荷载合柱力重心与筏基舌形心相重选合陵,讯伙从而确定底板母的形状和尺谜寸械.脾当需要将底板淡设计成悬挑板净时党,毅唉要综合考虑上谜述多方面因素修以减小基础端聪部基底反力过店大而对基础弯深距的影亿响蚁;犹(2)舒挨底板厚度由抗匹冲切和抗剪强回度验算确第定颤.填乡柱网间距较大餐时可在柱间设吹置加强板辰带骑(绵暗梁加配箍挖筋光)锣茂来提高抗冲切坐强度以减少板剩厚崖,牲抗也可采用后张赴预应力钢筋法费来减少混凝土腔用量和造可价缘.孩劝决定板厚的关愿键因素是冲旬切挨,否梦应对筏基进行棵详细的冲切验庄算皆;文(3)升好无肋梁筏板基发础的配筋可近昨似按无梁楼盖剥设柱上板带和刘跨中板察带串(妹倒楼盖梢法糠)肯均的计算方法进闸行赖,姿陶精确计算可用昆有限元摇法袭;化对肋梁式筏撞基蝇,卧虹当肋梁高度比遮板厚大得较多松时少,哥轻可分别计算底泼板和肋梁的配熊筋挖,潜竭即底板以肋梁风为固定支座按老双向板计算跨沙中和支座弯仔矩妥,买逢并适当调整板福跨中和支座的损配舒筋呼;却(4)土住构造配筋要伍求丛:述仁筏板受力筋应袋满足规范瞒中句0.15惭%活的配筋率要污求哭,秩族悬挑板角处应性设置放射状附很加钢筋夏等蝴.涝咽设计人员往往锯配置受力钢筋卧有峡余冠,括授构造钢筋却配附置不文足法.糠4缝筏板基础抗盘浮锚杆的设置览不少设计人员斤担心地下水位胖对底板的浮托战力而设置抗拔置锚榜杆拖,业糠在这里作如下匀分析和讨赌论启.其(1)饲悄施工过程中浮堵托力的产生是盐由于基坑内积娱水指(脂雨水和施工用龄水或地下水渗倒透碎)叛舰所接致乘;扶浮托力的大小哨与地下室的体风积和基坑内积膊水高度有乱关错.帅幸因巷此汉,阅速只要能在地下鸟室施工过程中纳有序排水或限阻制水剑位义,怨想在基础底板底辣以下就不会产搭生浮托珍力悦.报(2)遭烦地下室上浮是抗因为地下室结穿构及上部结构盖的荷载重量不悼足以克服地下瘦水的浮敞力孟,石慕当筏板基础底润板上的结构重域量大于实际上经浮力躲后吸,辫励整个基础结构男就能稳竹定劫.心询因此在地下室孕和地面上相应针有限几层的结栗构完成喂后唇,睛餐就可以克服地态下水的上浮砍力晨,霜掏不需要在整个单施工过程中对蛇水位保持警甜惕至.妻(3)缸辰在计算地下水线的浮托力时因醋注肾意昏:目哑筏基底板所承疼受的浮托压力杨只是底板与地意基岩土的缝隙门水压力、孔隙念水压僵力偶,液非板承受的浮托尽力与地基岩土校的缝隙发育程读度、孔隙率有舅关流,沾完其实际压力强撒度小于静水压认强骤.细咬其彼次读,咽讲底板的水承压飞面积并非全佳部榨.与巾由于底板与地陵基岩土已粘结幕成整颗体祥,百因而能提供一宴定的粘集结溉(谁抗梅拔鸣)帽蝇力味.砌凉有关试验资料贩认为有效粘结蒙面积占底板面朱积最小比率奏为靠K=50艺%,困于而粘结强度最毕低裁为粮250kpa圈缘(乌相当于毛石砌涌体且与诵M10狂费沙浆间的抗拉月力附).K呜饼值是一重要因骄素领,塞电应通过试验确否定织.息浮托力的估岂算绒:许仁当古K=50犬%瓣～院100%疗护时缝,估如地下水位雅为限-2.锈0m须哭的址10m举后深地众下献2鹰眯层的基蚊坑虎,亿兽当底板厚练度样1冰600mm桨,泡收顶板单位荷重伸为悄1界600kg条,私棒则单位面积的思浮托告力前T触乘和地下室结构眼重膀量押W客菌分别戴为巷:跪T=80对×(50%脾～营100%伐)=40.糖0kpa牧～老80.0揉kpa银W=1.叶6×25+长16×2=伞72.0启kpa胁从以上分析和蒙讨论可见端,型即使按俯K=1柴计算使浮托力争T凝最大球,T毛与俱W寨的差值也只有脖8.扎0kpa,雅恒待地面上再施自工老1棕～帮2支衔层默后伟,保尚就能保持整体秀平箩衡什,惜赖因此只要在地竟下室施工过程勇中能保持基坑亭干曾燥翻,爆迅基础和地下室做结构及地隙上够2轻闪层结构施工完怪成芬后踢,篮如就可放弃对地旧下水位的监倒测月,蹲投从施工过程来鹅看是无需设置齐抗浮锚杆均的搏.疑对于一些地下留室较大、较深枪而地面以上结挺构层数不多的誉建垫筑葵,茫隔则应根据上述意总体平衡的原堂则计算确定抗块浮锚雷杆迁.找台对于地下室面丈积较大而主体旷塔楼面积较小约的建谱筑痛,叫过应验算裙房部萝位的浮托力能袭否与结构自重羡相平贱衡炸,表桂否则也应设置茧抗浮锚孝杆为.蒸在底板配筋设岂计时应注意到泊由于水的浮托渴力使底板产生摄的弯餐矩剧,仍旱当板下不设置奉抗浮锚杆时应叼全面考虑浮托袍力产生的弯源矩嫁,半壶当底板设置抗驳浮锚杆后则可幅适量减少底板作的配筋郊量条.炭5岗裙房基础的宰设计阻由于裙房的单制柱荷载与高层高主楼相比要小睬的档多涌,趴泪因此无需采用艺厚筏基洽础稠,恢灵采用薄板配柱眠下独立扩展基诱础即响可汇.申疾这里需要强调稿的酬是镰,局并裙楼独立柱基凯的沉降与主楼茎筏板基础的沉孕降要相协护调允,廊宵即控制沉降差惨在允许值范围双内节.装母应根据公式计倾算主楼