筏板基礎(chǔ)設(shè)計分析報告（精編版）

1、結(jié)構(gòu)工程師筏板根底設(shè)計分析1 筏板根底埋深與承載力確實定天然筏板根底屬于補償性根底,因此地基確實定有兩種方法.一是地基承載力設(shè)計值的直接確定法.它是根據(jù)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值按照 有關(guān)規(guī)通過深度和寬度的修正得到承載力設(shè)計值,并采用原位試驗 ( 如標(biāo)慣試驗、壓板試驗等)與室土工試驗相結(jié)合的綜合判斷法來確 定巖土的特性 .二是按照補償性根底分析地基承載力.例如:某棟地上 28 層、地下 2層( 底板埋深 10m )的高層建筑 ,由于將原地面下 10m 厚的原土挖去建造地下室,那么卸土土壓力達180kpa,約相當(dāng)于 11 層樓的荷載重量 ; 如果地下水位為地面下2m,那么水的浮托力為 80kpa,約相當(dāng)于

2、5層樓的荷載重量 ,因此實際需要的地基承載力為 14層樓的荷載 .即當(dāng)?shù)鼗休d力標(biāo)準(zhǔn)值f 250kpa 時就能滿足設(shè)計要求 ,如果筏基底板適當(dāng)向外挑出 , 那么有更大的可靠度 .2 天然筏板根底的變形計算地基的驗算應(yīng)包括地基承載力和變形兩個方面,尤其對于高層或超 高層建筑 ,變形往往起著決定性的控制作用.目前的理論水平可以 說對地基變形的準(zhǔn)確計算還比擬困難,計算結(jié)果誤差較大,往往使工程設(shè)計人員難以把握,有時由于計算沉降量偏大,導(dǎo)致原來可以采用天然地基的高層建筑,不適當(dāng)?shù)夭捎昧藰陡?使根底設(shè)計過于保守,造價提高 ,造成浪費 . 采用各向同性均質(zhì)線性變形體計算模型, 用分層總和法計算出的自由沉降

3、量往往同實測的地基變形量不同, 這是受多種因素的影響造成的. 試驗說明 4 :剛性筏板在試驗荷載6 / 6下主要是整體沉降 ,撓曲變形極小 ,最大也未超過 3;而有限剛度筏板根底那么除了整體沉降外還產(chǎn)生撓曲變形,筏板剛度不同 ,撓曲程度也不同 . 在筏板厚度一樣的情況下,隨著長×寬 ( 以矩形為例 ) 的增加,筏板的剛度隨之降低 . 因此設(shè)計中可選取“板式筏基+獨立柱基相結(jié)合的根底形式,即中部( 電梯井等剪力墻集中處)用筏基 , 四周柱根底采用獨立根底或聯(lián)合根底.使筏板的長×寬尺寸減小、 剛度增大 , 這不僅降低沉降變形的撓曲程度,提高筏板的抗沖切能力, 同時,減低了板中鋼

4、筋應(yīng)力,減少筏基的配筋量.為協(xié)調(diào)各局部的變形,使其趨于一致 ,還可通過變形驗算調(diào)整獨立柱基的面積. 既滿足結(jié)構(gòu)使用要求 ,又達到相當(dāng)可觀的經(jīng)濟效益. 在根底選型設(shè)計中, 應(yīng)結(jié)合工程的具體情況, 考慮多方面的因素影響 , 充分利用天然地基的承載能力 , 通過比擬“整片筏基與“板式筏基 + 獨立柱基的工程造價 . 以上 2 種不同根底形式 , 后者較前者節(jié)省約 30% 40% 的費用, 經(jīng)濟效益顯著 . 當(dāng)由于地層分布不均勻、上部結(jié)構(gòu)荷載在筏板根底上分布不均勻而引起筏板根底各局部的差異沉降較大時 , 可綜合考慮采用以下處理措施 :(1) 將出露地質(zhì)較差的土層挖出一局部,換填低強度等級的素混凝土形成

5、素混凝土厚墊塊,以改變和調(diào)整地基的不均勻變形.也可以采用“換填法,墊層采用碎石、卵石等材料,經(jīng)碾壓或振密處理,提高根底的承載能力；(2) 調(diào)整上部結(jié)構(gòu)荷載或柱網(wǎng)間距,減小基底壓力差；(3) 調(diào)整筏板根底形狀和面積,適當(dāng)設(shè)置懸臂板 ,均衡和降低基底壓力；(4) 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。3 筏板根底的結(jié)構(gòu)設(shè)計筏板根底的主要結(jié)構(gòu)形式有平板式筏基和肋梁式筏基 ,包括等厚度或變厚度底板和縱橫向肋梁.一般情況下宜將根底肋梁置于底板上面,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.在具體筏基設(shè)計時應(yīng)著重考慮如下問題 :(1) 應(yīng)盡量使上部結(jié)構(gòu)的荷

6、載合力重心與筏基形心相重合 , 從而確定底板的形狀和尺寸 . 當(dāng)需要將底板設(shè)計成懸挑板時 , 要綜合考慮上述多方面因素以減小根底端部基底反力過大而對根底彎距的影響；(2) 底板厚度由抗沖切和抗剪強度驗算確定.柱網(wǎng)間距較大時可在柱間設(shè)置加強板帶( 暗梁加配箍筋 )來提高抗沖切強度以減少 板厚,也可采用后預(yù)應(yīng)力鋼筋法來減少混凝土用量和造價.決定板厚的關(guān)鍵因素是沖切,應(yīng)對筏基進展詳細(xì)的沖切驗算；(3) 無肋梁筏板根底的配筋可近似按無梁樓蓋設(shè)柱上板帶和跨中板帶( 倒樓蓋法 )的計算方法進展 ,準(zhǔn)確計算可用有限元法; 對肋梁式筏基 ,當(dāng)肋梁高度比板厚大得較多時,可分別計算底板和肋梁的配筋 ,即底板以肋梁

7、為固定支座按雙向板計算跨中和支座彎 矩,并適當(dāng)調(diào)整板跨中和支座的配筋；(4) 構(gòu)造配筋要求 :筏板受力筋應(yīng)滿足規(guī)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.設(shè)計人員往往配置受力鋼筋有余,構(gòu)造鋼筋卻配置不足。4 筏板根底抗浮錨桿的設(shè)置不少設(shè)計人員擔(dān)心地下水位對底板的浮托力而設(shè)置抗拔錨桿,在這里作如下分析和討論：(1) 施工過程中浮托力的產(chǎn)生是由于基坑積水( 雨水和施工用水或地下水滲透 )所致; 浮托力的大小與地下室的體積和基坑積水高度有關(guān).因此,只要能在地下室施工過程中有序排水或限制水位,在根底底板底以下就不會產(chǎn)生浮托力；(2) 地下室上浮是因為地下室結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的荷載重量

8、不足以 克制地下水的浮力 ,當(dāng)筏板根底底板上的結(jié)構(gòu)重量大于實際上浮力后,整個根底結(jié)構(gòu)就能穩(wěn)定.因此在地下室和地面上相應(yīng)有限幾層的結(jié)構(gòu)完成后 ,就可以克制地下水的上浮力,不需要在整個施工過程中對水位保持警惕；(3) 在計算地下水的浮托力時因注意:筏基底板所承受的浮托壓力只是底板與地基巖土的縫隙水壓力、孔隙水壓力 , 板承受的浮托力與地基巖土的縫隙發(fā)育程度、孔隙率有關(guān) , 其實際壓力強度小于靜水壓強 . 其次, 底板的水承壓面積并非全部 . 由于底板與地基巖土已粘結(jié)成整體 , 因而能提供一定的粘結(jié) ( 抗拔) 力. 有關(guān)試驗資料認(rèn)為有效粘結(jié)面積占底板面積最小比率為 k = 50% , 而粘結(jié)強度最

9、低為 250kpa ( 相當(dāng)于毛石砌體與 m 10 沙漿間的抗拉力). k 值是一重要因素 , 應(yīng)通過試驗確定 . 浮托力的估算 : 當(dāng) k =50% 100% 時, 如地下水位為 -2.0m 的 10m 深地下 2層的基坑 , 當(dāng)?shù)装搴穸?600mm , 頂板單位荷重為1600kg,那么單位面積的浮托力 t 和地下室結(jié)構(gòu)重量w分別為 :t = 80×(50% 100% )= 40. 0 kpa 80. 0kpaw =1. 6 ×25+ 16 ×2= 72. 0kpa從以上分析和討論可見 ,即使按 k = 1計算使浮托力 t 最大,t 與 w 的差值也只有 8.

10、0kpa,待地面上再施工1 2層后,就能保持整體平衡 , 因此只要在地下室施工過程中能保持基坑枯燥,根底和地下室結(jié)構(gòu)與地上 2層結(jié)構(gòu)施工完成后 ,就可放棄對地下水位的監(jiān)測,從施工過程來看是無需設(shè)置抗浮錨桿的. 對于一些地下室較大、 較深而地面以上結(jié)構(gòu)層數(shù)不多的建筑,那么應(yīng)根據(jù)上述總體平衡的原 那么計算確定抗浮錨桿.對于地下室面積較大而主體塔樓面積較 小的建筑 ,應(yīng)驗算裙房部位的浮托力能否與結(jié)構(gòu)自重相平衡,否那么也應(yīng)設(shè)置抗浮錨桿. 在底板配筋設(shè)計時應(yīng)注意到由于水的浮托力使底板產(chǎn)生的彎矩,當(dāng)板下不設(shè)置抗浮錨桿時應(yīng)全面考慮浮 托力產(chǎn)生的彎矩 , 當(dāng)?shù)装逶O(shè)置抗浮錨桿后那么可適量減少底板的配筋量 .5 裙房根底的設(shè)計由于裙房的單柱荷載與高層主樓相比要小的多 , 因此無需采用厚筏根底 , 采用薄板配柱下獨立擴展根底即可 . 這里需要強調(diào)的是 , 裙樓獨立柱基的沉降與主樓筏板根底的沉降要相協(xié)調(diào) , 即控制沉降差在允許值圍 . 應(yīng)根據(jù)公式計算主樓沉降量 s , 再按各柱的荷載 n 值和 s 值反算出各獨立柱根底的面積 a ( 尚應(yīng)驗選地基承載力 ).高層建筑根底選型是整個結(jié)