地基基礎(chǔ)概念設(shè)計(jì)三2筏形基礎(chǔ)pp 稿.ppt

2020 2 11 1 2 筏形基礎(chǔ) 1 筏形基礎(chǔ)分為平板式和梁板式二類 平板型筏基使用較普遍 其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便 且有利于地下室空間的利用 其缺點(diǎn)是當(dāng)柱荷載很大 地基不均勻即差異沉降較大時(shí)板的厚度較大 梁板型筏基與平板型相比具有材耗低 剛度大的優(yōu)點(diǎn) 2020 2 11 2 2 筏形基礎(chǔ)幾種常見(jiàn)的計(jì)算方法 a倒樓蓋法是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的簡(jiǎn)化方法 當(dāng)?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(guò)20 時(shí)可以采用 2020 2 11 3 b美國(guó)ACI AmericanConcreteInstitute 建議在柱荷載及柱距比較均勻 相鄰柱的變化不超過(guò)20 上部結(jié)構(gòu)為剛性時(shí) 筏形基礎(chǔ)可采用剛性方法計(jì)算 c傳統(tǒng)的彈性地基梁板方法d數(shù)值計(jì)算方法 有限差分法有限單元法 2020 2 11 4 3 構(gòu)造要求筏基的構(gòu)造要求與箱基有許多相同之處 設(shè)計(jì)時(shí)可以參考箱基的有關(guān)內(nèi)容 a地下室的使用功能決定了對(duì)筏基的防滲要求越來(lái)越高 但防滲問(wèn)題并未很好地解決 JGJ6 99建議重要建筑采用自防水并設(shè)架空排水層方案 2020 2 11 5 b梁板式筏基的板厚不應(yīng)小于300mm 且板厚與板格的最小跨度之比不宜小于1 20 對(duì)12層以上的建筑 梁板式筏基的板厚不應(yīng)小于400mm 且板厚與最大雙向板格的短邊凈跨之比不得小于1 14 2020 2 11 6 梁板式筏基底板的板格應(yīng)滿足受沖切承載力的要求 驗(yàn)算時(shí)以板格為單元 用地基反力扣除底板自重作為沖切荷載 地基反力應(yīng)取反力大的區(qū)域 如邊角區(qū)域的反力 梁板式筏基底板受沖切承載力和斜面受剪切承載力的計(jì)算方法可參考箱基底板的沖切和剪切計(jì)算 2020 2 11 7 c當(dāng)需要擴(kuò)大筏形基礎(chǔ)底板面積時(shí) 應(yīng)優(yōu)先考慮沿建筑物的寬度方向擴(kuò)展 對(duì)基礎(chǔ)梁外伸的梁板式筏基 筏基底板挑出的長(zhǎng)度 從基礎(chǔ)梁外皮起算橫向不宜大于1200mm 縱向不宜大于600mm 2020 2 11 8 d梁板式筏基的梁的截面由正截面受彎及斜截面受剪承載力控制 據(jù)有關(guān)資料介紹 剪切應(yīng)力比彎曲應(yīng)力的影響更大 因此應(yīng)注意抗剪切鋼筋的配置 此外 尚應(yīng)驗(yàn)算底層柱下基礎(chǔ)梁頂面的局部受壓承載力 2020 2 11 9 e由于筏形基礎(chǔ)的實(shí)際力學(xué)狀態(tài)較難分析 而且其剛度比箱形基礎(chǔ)要小得多 因此必須重視構(gòu)造要求 對(duì)于地下室底層柱 剪力墻與梁板式筏基的基礎(chǔ)梁的連結(jié)構(gòu)造一定要符合規(guī)范的規(guī)定 2020 2 11 10 f平板式筏基的厚度應(yīng)能滿足受沖切承載力的要求 尤其要注意邊柱和角柱下板的抗沖切驗(yàn)算 板的最小厚度不宜小于400mm 對(duì)平板式筏基 擴(kuò)大基礎(chǔ)面積的原則同梁板式筏基 其挑出長(zhǎng)度從柱外皮起算 橫向不宜大于1000mm 縱向不宜大于600mm 2020 2 11 11 g沖切問(wèn)題比彎曲和剪切問(wèn)題更為復(fù)雜 對(duì)其破壞機(jī)理的試驗(yàn)研究和理論分析至今還未得到令人滿意的結(jié)果 2020 2 11 12 影響筏形基礎(chǔ)抗沖切強(qiáng)度的主要因素有 基礎(chǔ)材料的特性與質(zhì)量 包括混凝土強(qiáng)度和配筋率等 沖切荷載的加荷面積 形狀與筏板厚度 地基土的性狀與邊界約束條件 2020 2 11 13 研究結(jié)果還表明 板的極限抗沖切強(qiáng)度在很大程度上與板的抗彎強(qiáng)度有關(guān) 就像柱的軸壓與彎曲密切相關(guān)一樣 目前 規(guī)范僅以混凝土抗拉強(qiáng)度作為影響沖切強(qiáng)度的主要因素 即僅用了混凝土的弱點(diǎn) 而一點(diǎn)也不考慮鋼筋的抗力 因此計(jì)算結(jié)果是偏于保守和安全的 2020 2 11 14 當(dāng)柱荷載較大 等厚度筏板的受沖切承載力不能滿足要求時(shí) 可在筏板上面增設(shè)柱墩或在筏板下局部增加板厚或采用抗沖切箍筋來(lái)提高受沖切承載能力 2020 2 11 15 h地下室內(nèi)外墻及其厚度和首層樓板的剛度對(duì)筏基剛度有顯著影響 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意 筏基地下室外墻厚度不應(yīng)200mm 內(nèi)外墻的墻頂處也應(yīng)按箱形基礎(chǔ)那樣配置兩根直徑 20mm的通長(zhǎng)構(gòu)造鋼筋 2020 2 11 16 i從室內(nèi)模型試驗(yàn)得知 板的邊角區(qū)域是剛度和強(qiáng)度的薄弱環(huán)節(jié) 因此 建議無(wú)論在任何條件下 都要注意對(duì)邊角區(qū)域采取加強(qiáng)措施 可在四角適當(dāng)增加輻射狀配筋 在板邊緣適當(dāng)增大配筋量 亦可適當(dāng)增大邊角區(qū)域的厚度 2020 2 11 17 j筏形基礎(chǔ)的施工縫或后澆帶等垂直接縫 應(yīng)布置在剪力較小的部位 2020 2 11 18 4 高層建筑大底盤框架厚筏基礎(chǔ)隨著地下空間利用要求日益提高 將多幢高層建筑建在一個(gè)大底盤上的建筑結(jié)構(gòu)體系得到了發(fā)展 這類建筑一般設(shè)二至三層地下室 埋深在10米左右 柱距為8米 筏厚一般超過(guò)2米 有的厚達(dá)3米 2020 2 11 19 大空間框架厚筏結(jié)構(gòu)代替了剛度很大的箱基 這種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題是其調(diào)整不均勻沉降及其承受相對(duì)彎曲的能力如何 它涉及到高層建筑主樓 地下室框架厚筏結(jié)構(gòu)與地基的共同作用 影響因素多 難度大 2020 2 11 20 中國(guó)建筑科學(xué)研究院地基所的博士研究生們從以下問(wèn)題出發(fā)對(duì)大底盤框架厚筏基礎(chǔ)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的試驗(yàn)研究和工程實(shí)例分析 1 沉降變形特征與基底反力分布規(guī)律 2 裙房及其基礎(chǔ)是否具有擴(kuò)散主樓荷載的作用 其擴(kuò)散的范圍有多大 3 同一個(gè)大底盤框架厚筏基礎(chǔ)上的塔樓之間相互影響的程度如何 2020 2 11 21 一些結(jié)論 a沉降和反力明顯是主樓下面大 二跨裙房時(shí)的沉降曲線 2020 2 11 22 二跨裙房時(shí)的反力曲線 2020 2 11 23 雙塔樓模型試驗(yàn) 2020 2 11 24 2020 2 11 25 雙塔樓共同作用下的沉降變形曲線基本上可以看作是每個(gè)塔樓單獨(dú)作用下的沉降變形曲線的疊加 2020 2 11 26 雙塔樓共同作用下的地基反力可以看作是每個(gè)塔樓單獨(dú)作用下地基反力的疊加 2020 2 11 27 b大型地下框架厚筏的變形與高層建筑的布置 荷載的大小有關(guān) 筏板變形具有以高層建筑為變形中心的不規(guī)則變形特征 高層建筑間的相互影響與加載歷程有關(guān) 高層建筑本身的變形仍具有剛性結(jié)構(gòu)的特征 框架 筏板結(jié)構(gòu)具有擴(kuò)散高層建筑荷載的作用 2020 2 11 28 c高層建筑下的地基反力分布具線性分布特征 連同其擴(kuò)散部分為一整體彎曲面 其撓度與筏板的厚度 裙房的荷載有關(guān) 其影響范圍是有限的 2020 2 11 29 d任意組合的多組塔樓在同一大底盤框架厚筏基礎(chǔ)上時(shí) 其地基變形特征為 各塔樓獨(dú)立作用下產(chǎn)生的變形效應(yīng)通過(guò)以各個(gè)塔樓下面一定范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)槌两抵行?各自沿徑向向外圍衰減 并在其共同的影響范圍內(nèi)相互疊加 地基反力的分布規(guī)律與此相同 2020 2 11 30 e由于主樓荷載擴(kuò)散范圍的有限性和地基變形的連續(xù)性 在通常的樓層范圍內(nèi) 對(duì)于同一大底盤框架厚筏基礎(chǔ)上的并列多塔樓 應(yīng)用疊加原理計(jì)算基礎(chǔ)的沉降變形和地基反力是可行的 2020 2 11 31 f隨著塔樓彼此間位置的不同以及塔樓層數(shù)的差異 對(duì)于基礎(chǔ)筏板表現(xiàn)出的不規(guī)則的變形特征 在筏板設(shè)計(jì)時(shí)需要采用整體分析的方法進(jìn)行計(jì)算 2020 2 11 32 g當(dāng)裙房荷載不大 且筏板的變形滿足要求 需要減薄筏板的厚度以節(jié)省材料時(shí) 可自主樓邊緣向外一跨的位置開(kāi)始逐漸減薄筏板 當(dāng)筏板的變形不能滿足要求 需要設(shè)置后澆帶時(shí) 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 共同作用的有效范圍 的合理受力形式 2020 2 11 33 2020 2 11 34 3樁與樁箱樁筏基礎(chǔ) 1 關(guān)于樁和樁基的一般規(guī)定樁的作用是把建筑物的荷載傳遞給地基 不同樁徑 不同樁長(zhǎng) 不同形狀 不同材質(zhì) 不同施工方法和不同地質(zhì)狀況中的樁 可以提供不同的單樁承載力 也具有不同的變形特征 2020 2 11 35 按樁的荷載傳遞特征可分為摩擦型樁和端承型樁 摩擦型樁的樁頂豎向荷載主要由樁側(cè)阻力承受 端承型樁的樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受 2020 2 11 36 a樁和樁基的構(gòu)造 一般應(yīng)符合下列要求 10摩擦型樁的中心距不宜小于樁身直徑的3倍 擴(kuò)底灌注樁的中心距不宜小于擴(kuò)底直徑的1 5倍 當(dāng)擴(kuò)底直徑大于2m時(shí) 樁端凈距不宜小于1m 在確定樁距時(shí)尚應(yīng)考慮施工工藝中擠土等效應(yīng)對(duì)鄰近樁的影響 2020 2 11 37 20擴(kuò)底灌注樁的擴(kuò)底直徑 不應(yīng)大于身直徑的3倍 2020 2 11 38 30樁底進(jìn)入持力層的深度 根據(jù)地質(zhì)條件 荷載及施工工藝確定 宜為樁身直徑的1 3倍 在確定樁底進(jìn)入持力層深度時(shí) 尚應(yīng)考慮特殊土 巖溶以及震陷液化等影響 嵌巖灌注樁周邊嵌入完整和較完整的未風(fēng)化 微風(fēng)化 中風(fēng)化硬質(zhì)巖體的最小深度 不宜小于0 5m 2020 2 11 39 40布置樁位時(shí)宜使樁基承載力合力點(diǎn)與豎向永久荷載合力作用點(diǎn)重合 2020 2 11 40 50預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30 灌注樁不應(yīng)低于C20 預(yù)應(yīng)力樁不應(yīng)低于C40 2020 2 11 41 60樁的主筋應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定 預(yù)制樁的最小配筋率不宜小于0 8 靜壓預(yù)制樁的最小配筋率不宜小于0 6 灌注樁最小配筋率不宜小于0 2 0 65 小直徑樁取大值 2020 2 11 42 70配筋長(zhǎng)度 1 受水平荷載和彎矩較大的樁 配筋長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定 2 樁基承臺(tái)下存在淤泥 淤泥質(zhì)土或液化土層時(shí) 配筋長(zhǎng)度應(yīng)穿過(guò)淤泥 淤泥質(zhì)土層或液化土層 2020 2 11 43 3 坡地岸邊的樁 8度及8度以上地震區(qū)的樁 抗拔樁 嵌巖端承樁應(yīng)通長(zhǎng)配筋 4 樁徑大于600 的鉆孔灌注樁 構(gòu)造鋼筋的長(zhǎng)度不宜小于樁長(zhǎng)的2 3 2020 2 11 44 80樁頂嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度不宜 50mm 主筋伸入承臺(tái)的錨固長(zhǎng)度不宜 30d I級(jí)鋼 和35d II 級(jí)鋼 d 鋼筋直徑 當(dāng)大直徑灌注樁采用一柱一樁時(shí) 可設(shè)置承臺(tái)或?qū)吨苯舆B接 樁 柱的連接可按 GB50007 2002 關(guān)于高杯口基礎(chǔ)的要求選擇截面尺寸和配筋 柱縱筋插入樁身的長(zhǎng)度應(yīng)滿足錨固長(zhǎng)度的要求 2020 2 11 45 b確定單樁豎向承載力特征值應(yīng)符合下列規(guī)定 10單樁豎向承載力特征值應(yīng)通過(guò)單樁豎向靜載荷試驗(yàn)確定 在同一條件下的試樁數(shù)量 不宜少于總樁數(shù)的1 且不應(yīng)少于3根 單樁的靜載荷試驗(yàn) 應(yīng)按GB50007 2002附錄Q進(jìn)行 2020 2 11 46 當(dāng)樁端持力層為密實(shí)砂卵石或其它承載力類似的土層時(shí) 對(duì)單樁承載力很高的大直徑端承型樁可采用深層平板載荷試驗(yàn)確定樁端土的承載力特征值 試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB50007 2002附錄D的規(guī)定 2020 2 11 47 20地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物 可采用靜力觸探及標(biāo)貫試驗(yàn)參數(shù)確定Ra值 30初步設(shè)計(jì)時(shí)單樁豎向承載力特征值可根據(jù)樁長(zhǎng) 樁徑 土層狀況按規(guī)范公式估算 2020 2 11 48 40嵌巖灌注樁樁端以下三倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)軟弱夾層 斷裂破碎帶和洞穴分布 并在樁底應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)巖體臨空面 當(dāng)樁端無(wú)沉渣時(shí) 樁端巖石承載力特征值 應(yīng)按下式汁算或按GB50007 2002附錄H用巖基載荷試驗(yàn)確定 fa rfrk 2020 2 11 49 fa rfrk式中fa 巖基承載力特征值 kPa frk 巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 kPa 可按GB50007 2002附錄J確定 r 折減系數(shù) 根據(jù)巖體完整程度以及結(jié)構(gòu)面的間距 寬度 產(chǎn)狀和組合 由地方經(jīng)驗(yàn)確定 無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí) 對(duì)完整巖體可取0 5 對(duì)較完整巖體可取0 2 0 5 對(duì)較破碎巖體可取0 1 0 2 折減系數(shù)值未考慮施工因素及建筑物使用后風(fēng)化作用的繼續(xù) 對(duì)于粘土質(zhì)巖 在確保施工期及使用期不致遭水浸泡時(shí) 也可采用天然濕度的試樣 不進(jìn)行飽和處理 2020 2 11 50 c單樁水平承載力特征值取決于樁的材料強(qiáng)度 截面剛度 入土深度 土質(zhì)條件 樁頂水平位移允許值和樁頂嵌固情況等因素 應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)水平載荷試驗(yàn)確定 必要時(shí)可進(jìn)行帶承臺(tái)樁的載荷試驗(yàn) 試驗(yàn)宜采用慢速維持荷載法 2020 2 11 51 d當(dāng)作用于樁基上的外力主要為水平力時(shí) 應(yīng)根據(jù)使用要求對(duì)樁頂變位的限制 驗(yàn)算樁基的水平承載力 當(dāng)外力作用面的樁距較大時(shí) 樁基的水平承載力可視為各單樁的水平承載力的總和 當(dāng)承臺(tái)側(cè)面的土未經(jīng)擾動(dòng)或回填密實(shí)時(shí) 應(yīng)計(jì)算土抗力的作用 當(dāng)水平推力較大時(shí) 宜設(shè)置斜樁 2020 2 11 52 e當(dāng)樁基承受拔力時(shí) 應(yīng)對(duì)樁基進(jìn)行抗拔驗(yàn)算及樁身抗裂驗(yàn)算 f樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計(jì)要求 2020 2 11 53 g對(duì)以下建筑物的樁基應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算 10地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物樁基 20體型復(fù)雜 荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物樁基 30摩擦型樁基 2020 2 11 54 h嵌巖樁 設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物樁基 對(duì)沉降無(wú)特殊要求的條形基礎(chǔ)下不超過(guò)兩排樁的樁基 吊車工作級(jí)別A5及A5以下的單層工業(yè)廠房樁基 樁端下為密實(shí)土層 可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算 當(dāng)有可靠地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí) 對(duì)地質(zhì)條件不復(fù)雜 荷載均勻 對(duì)沉降無(wú)特殊要求的端承型樁基也可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算 2020 2 11 55 i樁基礎(chǔ)的沉降不得超過(guò)建筑物的允許沉降值 并應(yīng)符合 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 表5 3 4的要求 2020 2 11 56 j樁基礎(chǔ)最終沉降量宜按單向壓縮分層總和法計(jì)算 地基內(nèi)的應(yīng)力分布宜采用各向同性均質(zhì)線性變形體理理論 計(jì)算采用實(shí)體深基礎(chǔ)假定 樁距不大于6d 或其他方法 也包括明德林方法 詳見(jiàn)GB50007 2002附錄R 2020 2 11 57 k應(yīng)按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定考慮特殊土對(duì)樁基的影響 應(yīng)考慮巖溶等場(chǎng)地的特殊性 并在樁基設(shè)計(jì)中采取有效措施 抗震設(shè)防區(qū)的樁基按現(xiàn)行 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011有關(guān)規(guī)定執(zhí)行 2020 2 11 58 l軟土地區(qū)的樁基應(yīng)考慮樁周土自重固結(jié) 蠕變 大面積堆載及施工中擠土對(duì)樁基的影響 在深厚軟土中不宜采用大片密集有擠土效應(yīng)的樁基 2020 2 11 59 m位于坡地岸邊的樁基應(yīng)進(jìn)行樁基穩(wěn)定性驗(yàn)算 n對(duì)于預(yù)制樁 尚應(yīng)進(jìn)行運(yùn)輸 吊裝和錘擊等過(guò)程中的強(qiáng)度和抗裂驗(yàn)算 2020 2 11 60 O以控制沉降為目的的樁基 應(yīng)符合地區(qū)經(jīng)驗(yàn) 并滿足下列要求 10樁身強(qiáng)度應(yīng)按樁頂荷載設(shè)計(jì)值驗(yàn)算 20樁 土荷載分配應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)與地基共同作用分析確定 30樁端進(jìn)入較好的土層 樁端平面處土層應(yīng)滿足下臥層承載力設(shè)計(jì)要求 40樁距可采用4d 6d d為樁身直徑 2020 2 11 61 p樁基設(shè)計(jì)時(shí)樁 土 承臺(tái)的共同工作問(wèn)題 應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)考慮 2020 2 11 62 q樁基承臺(tái)的構(gòu)造 除滿足抗沖切 抗剪切 抗彎承載力和上部結(jié)構(gòu)的要求外 尚應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范的要求 承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20 縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm 當(dāng)有混凝土墊層時(shí) 不應(yīng)小于40mm 2020 2 11 63 r柱下樁基承臺(tái)的受彎 受沖切 受剪切的計(jì)算均按現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行 2020 2 11 64 2 樁箱與樁筏基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算 略 四基坑支護(hù) 略 五地基處理方法概要 略 2020 2 11 65 六概念設(shè)計(jì)實(shí)例亮馬河大廈擴(kuò)建辦公樓地基基礎(chǔ)概念設(shè)計(jì) 2020 2 11 66 該工程位于北京市東三環(huán)北路 原為辦公樓 公寓 賓館各一幢組成的建筑群 辦公樓高104m 地下3層 地上29層 平面為32 32m切角正方形 公寓 賓館均為 高50 1m 地下3層 局部2層 地上15層 平面為L(zhǎng)形 總平面如下圖所示 2020 2 11 67 2020 2 11 68 擬擴(kuò)建辦公樓一座 高23層 88m 建筑面積約24000m2 平立面形狀 大小 風(fēng)格與原辦公樓一致 位置如上圖紅線所示 2020 2 11 69 參考原有地質(zhì)報(bào)告 地質(zhì)狀況大致是 土層層厚 約m 雜填土2 5粉質(zhì)粘土5 6粉細(xì)砂2 9卵石1粉質(zhì)砂土8粉細(xì)砂4卵石以下 2020 2 11 70 基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)1根據(jù)建筑方案 擬建工程距原辦公樓僅4m 距鍋爐房?jī)H2m 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除保證新樓自身安全外 主要考慮它對(duì)原辦公樓及鍋爐房的影響 2020 2 11 71 2新樓基坑開(kāi)挖造成原辦公樓和鍋爐房一側(cè)卸荷 可能引起二者向另一側(cè)傾斜 開(kāi)挖過(guò)深則會(huì)造成原辦公樓和鍋爐房地基土滑移 二者向基坑傾斜 2020 2 11 72 3如果施工降水處理不當(dāng) 也將造成原辦公樓和鍋