高層建筑筏板基礎(chǔ)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)高層建筑筏板基礎(chǔ)高層建筑筏板基礎(chǔ)摘要：筏板基礎(chǔ)因具有整體性好、承載力高、結(jié)構(gòu)布置靈活等優(yōu)點，廣泛用作高層建筑的基礎(chǔ)。本文通過工程實例從筏板基礎(chǔ)選型、設(shè)計、計算等幾個方面進行了探討，以期為同行提供參考。關(guān)鍵詞：高層建筑；筏板基礎(chǔ)；設(shè)計Abstract:Theraftfoundationforhastheadvantagesofgoodintegrity,highbearingcapacity,structurelayoutflexibility,widelyusedasafoundationinhigh-risebuildings.Inthispaper，itdiscussesseveralaspectsfromtheraftfoundation,design,calculation,inordertoprovidereferenceforcounterparts.Keywords:high-risebuilding;raftfoundation;design中圖分類號：TU97近年來，我國高層建筑的發(fā)展迅猛，高層建筑的發(fā)展對地基基礎(chǔ)也提出了更高的要求，基礎(chǔ)工程對整個建筑物的安全和壽命有舉足輕重的影響,其造價和工期分別占建筑物土建總造價和總工期的1/3左右，所以必須選用和高層建筑要求相適應(yīng)的基礎(chǔ)形式，如果基礎(chǔ)存在隱患,將會造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,對高層建筑地基基礎(chǔ)的研究已成為業(yè)界特別重視的問題。筏板基礎(chǔ)選型及設(shè)計筏板基礎(chǔ)是高層建筑常用的基礎(chǔ)形式之一,是由這種基礎(chǔ)形式所具有的一些特點決定的，如能夠充分發(fā)揮地基承載力，基礎(chǔ)沉降量比較小，調(diào)整不均勻沉降的能力較強，具有良好的抗震能力，可以充分利用地下空間，施工方便且在一定條件下較經(jīng)濟等等。筏板基礎(chǔ)選型筏板基礎(chǔ)剛度大，整體性好，根據(jù)上部結(jié)構(gòu)形式分為板式和梁式。在大型商業(yè)建筑中，因柱網(wǎng)較大，上部建筑荷載較大，常常采用梁式筏板；而小型高層公建或者低層住宅可以采用板式。不同形式有不同的設(shè)計計算方法，規(guī)范也有相應(yīng)的規(guī)定與構(gòu)造。包括等厚度或變厚度底板和縱橫向肋梁。一般情況下宜將基礎(chǔ)肋梁置于底板上面，如果地基不均勻或有使用要求時，可將肋梁置于板下，框架柱位于肋梁交點處。筏板基礎(chǔ)設(shè)計在筏基設(shè)計時應(yīng)重點考慮以下問題：(1)使上部結(jié)構(gòu)的荷載合力中心與筏基形心相重合，從而確定底板的形狀和尺寸。當需要將底板設(shè)計成懸挑板時，需綜合考慮上述多方因素以減小基礎(chǔ)端部基底反力。(2)底板厚度由抗沖切和抗剪強度驗算兩方面來確定。決定板厚的關(guān)鍵因素是沖切，應(yīng)對筏基進行詳細的沖切驗算。(3)無肋梁筏板基礎(chǔ)配筋可近似按無梁樓蓋按倒樓蓋法的計算方法進行；對肋梁式筏基，當肋梁高度比板厚大的多時，可分別計算底板和肋梁的配筋，即底板以肋梁為固定支座按雙向板計算跨中和支座彎矩，并適當調(diào)整板跨中和支座的配筋。(4)在比較均勻的地基上，當上部結(jié)構(gòu)剛度較好時，可不考慮整體彎曲，但在端部一、二開間內(nèi)應(yīng)將地基反力增大10％一20％，按上下均勻配筋。(5)構(gòu)造配筋要求：筏板受力筋應(yīng)滿足規(guī)范中0．15％的配筋率要求，懸挑板角處應(yīng)設(shè)置放射狀附加鋼筋等。二、筏板基礎(chǔ)的基礎(chǔ)埋深及承載力的確定高層建筑為節(jié)約用地，常設(shè)車庫、人防工程等地下室用房，并根據(jù)使用功能決定地下室的層高和層數(shù)，來確定基礎(chǔ)底板的埋置深度。根據(jù)該深度結(jié)合建筑場地的巖土工程特點進行基礎(chǔ)選型，研究選擇天然筏板基礎(chǔ)的可能性。由于天然筏板基礎(chǔ)屬于補償性基礎(chǔ)，地基承載力的確定除了按照有關(guān)規(guī)范通過深度和寬度的修正得到承載力設(shè)計值外，則是按照補償性基礎(chǔ)分析地基承載力確定。筏板基礎(chǔ)的沉降計算在研究建筑物荷載的水平分布規(guī)律時發(fā)現(xiàn)：對于筏板基礎(chǔ)，可將筏板劃分為許多小單元，單位面積承受的荷載重量與基礎(chǔ)的縱向撓曲曲線的形狀相吻合，這說明建筑物四周各點沉降量受到其它各點荷載的影響較小，中部各點沉降量受到其它各點荷載的影響較大,若將基礎(chǔ)設(shè)計成整片筏板基礎(chǔ)，勢必造成在相同的地基承載力下，中部沉降量大，而四周沉降量較小，基底土變形不相協(xié)調(diào)。如果遇到地基地層分布不均勻而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)荷載在筏板基礎(chǔ)上分布不均時，則會引起差異沉降較大，可考慮以下措施解決不均勻沉降問題。若出露土層屬地質(zhì)特性較差的情況，則可將其挖出一部分，換填低強度等級的素混凝土，以改變和調(diào)整地基的不均勻變形；重新調(diào)整上部結(jié)構(gòu)荷載，以減小基底壓力差；調(diào)整筏板基礎(chǔ)形狀和面積，考慮適當設(shè)置懸臂板，均衡和降低基底壓力；大力加強底板的剛度和強度，在大跨度柱間設(shè)置加強板帶或暗梁等。工程實例分析新疆某29層商住樓，總建筑面積約4萬m2，本工程設(shè)有一層地下室，屬一類建筑，抗震設(shè)防烈度為七度，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，主樓由2座塔樓組成，裙樓3層為商業(yè)用途，4～29層為住宅，地基從上到下為人工填土層（2m之內(nèi)）、粉質(zhì)粘土層（平均1.8m）、強風(fēng)化巖埋深基本在5～6m左右，承載力標準值kPa≥500kPa。基礎(chǔ)選型本工程場地內(nèi)基巖埋深較淺，其中強風(fēng)化巖埋深基本在5～6m左右，承載力標準值，kPa≥500kPa，地下室底板面相對標高為4．5m，因此如采用厚板片筏基礎(chǔ)，底板將基本落在強風(fēng)化巖上，可以利用強風(fēng)化巖作為筏板持力層，小部分落在殘積土層的可用C10混凝土換填。筏板基礎(chǔ)的整體剛度好，可以調(diào)整基礎(chǔ)的不均勻沉降，施工簡便，能有效縮短工期，且本工程柱荷載相差不太大，也有利于減少基礎(chǔ)的不均勻沉降，并且降低工程造價。事實證明，本工程采用筏板基礎(chǔ)是安全可靠、經(jīng)濟合理的。2、基礎(chǔ)設(shè)計本工程的筏板基礎(chǔ)設(shè)計包括基礎(chǔ)持力層的承載力及地基變形計算、筏板板厚及配筋的計算、有關(guān)的構(gòu)造措施等。（1）地基承載力計算經(jīng)過計算，建筑物的總重量為9．99×105kN。本工程裙樓邊線、地下室邊線與塔樓邊線基本一致，為了使筏板形心與上部結(jié)構(gòu)重心盡量靠近，筏板基礎(chǔ)邊比地下室邊線懸挑1m，筏板面積為2180m2，基礎(chǔ)底面處的平均壓應(yīng)力p=458kPa。本工程基礎(chǔ)持力層為強風(fēng)化巖，其地基承載力即使不考慮基礎(chǔ)深寬修正也大于基底壓力,基礎(chǔ)持力層的強度滿足要求。（2）地基變形計算地基的變形計算主要是要確定在壓縮深度范圍內(nèi)土層的變形模量。在本工程中，在持力層深度處選取了4個點進行現(xiàn)場壓板試驗。根據(jù)壓板試驗，本工程場地強風(fēng)化巖層的變形模量E0=110MPa。在本工程中，由于基礎(chǔ)持力層為強風(fēng)化巖，其下臥中、微風(fēng)化巖變形模量很大，可視為不可壓縮層，因此沉降計算深度Zn取強風(fēng)化巖平均厚度為10m；基礎(chǔ)寬度b=30.2m；基礎(chǔ)長寬比L／b=2.33；長期效應(yīng)組合下基底壓力pk=370kPa；通過查表可知，δi一δi—1=O.3，η=O.95；將以上數(shù)值代入沉降公式，S=pkbηΣ(δi-δi-1)／E0,可以求得基礎(chǔ)的沉降S=32mm。該值小于《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007—2011)的最大沉降限值200mm，因此本工程基礎(chǔ)沉降滿足要求。(3)筏板設(shè)計計算板厚：在本工程中，柱子的最大軸力為2．72×104kN，經(jīng)沖切驗算，同時考慮基礎(chǔ)整體剛度，筏板厚度取1．8m。強度計算及構(gòu)造：筏基內(nèi)力采用PKPM系列的JCCAD軟件進行有限元計算。本工程筏板寬與板厚之比b/h>10，最大撓度較小，滿足小于b/50的要求，基本可以按薄板小撓度理論來計算。計算采用彈性地基梁板模型，劃分單元尺寸為2m×2m，各單元下地基土的基床系數(shù)由程序根據(jù)各土層的壓縮模量計算并參考地區(qū)經(jīng)驗值確定。根據(jù)計算結(jié)果，本工程筏板配筋為上下C25@100雙向拉通，局部內(nèi)力大的地方放置二排筋，二排加筋為C18@100、C25@100等。考慮到筏板混凝土量較大，在兩塔樓之間設(shè)了一道后澆帶，以減少混凝土的干縮應(yīng)力，并在兩排鋼筋網(wǎng)之間設(shè)梅花形排列的連系筋系筋ф16@1200×1200，以防止混凝土內(nèi)出現(xiàn)收縮裂縫。(4)沉降觀測本工程已完工，沉降約12mm，且比