地基基礎(chǔ)之箱形基礎(chǔ)

基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計計主講：莊莊鵬第三章箱箱形基礎(chǔ)礎(chǔ)箱形基礎(chǔ)礎(chǔ)：由頂板、、底板、、外墻和和內(nèi)墻組組成的空空間整體體結(jié)構(gòu)。。具有以下下特點(1)有很大的的剛度和和整體性性；(2)有較好的的抗震效效果；(3)有較好的的補償性性。箱形基礎(chǔ)第一節(jié)概概述述第二節(jié)箱箱形基基礎(chǔ)構(gòu)造造要求一、箱形形基礎(chǔ)的的平面尺尺寸1.基底平面面形心應(yīng)應(yīng)盡可能能與上部部結(jié)構(gòu)豎豎向靜荷荷載重心心相重合合；2.當(dāng)偏心較較大時，，可使箱箱基底板板四周伸伸出懸臂臂以調(diào)整整底面形形心位置置。如不可避避免偏心心，偏心心距宜符符合下式式要求e0.1W/A式中W偏心方向向的基礎(chǔ)礎(chǔ)底面抵抵抗矩；；A基礎(chǔ)底面面積。另外：根據(jù)設(shè)計計經(jīng)驗，，也可控控制偏心心距不大大于偏心心方向基基礎(chǔ)邊長長的1/60。二、箱形形基礎(chǔ)的的高度指底板底底面到頂頂板頂面面的外包包尺寸。。一般取建建筑物高高度1/8~1/12，也不宜宜小于箱箱形基礎(chǔ)礎(chǔ)長度的的1/20，并不宜宜小于3m。三、箱形形基礎(chǔ)的的埋置深深度箱形基礎(chǔ)礎(chǔ)的埋置置深度不不宜小于于建筑物物高度的的1/15；樁箱基礎(chǔ)礎(chǔ)的埋置置深度(不計樁長長)不宜小于于建筑物物高度的的1/18。四、箱形形基礎(chǔ)的的頂、底底板1.厚度：頂板200mm，底板300mm。2.配筋：不宜小于于14@200。支座鋼筋筋：縱、橫方方向應(yīng)有有1/2~1/3貫通全跨跨，且應(yīng)應(yīng)分別有0.15%、0.10%配筋率的的鋼筋連連通；跨中中鋼鋼筋筋：：按實實際際配配筋筋全全部部連連通通。。五、、箱箱形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的墻墻體體1.墻體體布布置置：：外墻墻沿沿建建筑筑物物四四周周布布置置;內(nèi)墻墻沿沿上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)柱柱網(wǎng)網(wǎng)和和剪剪力力墻墻均均勻勻布布置置。。2.墻體體要要有有足足夠夠的的密密度度要求求平平均均每每平平方方米米基基礎(chǔ)礎(chǔ)面面積積上上墻墻體體長長度度不不得得小小于于400mm或墻墻體體水水平平截截面面積積不不得得小小于于基基礎(chǔ)礎(chǔ)面面積積的的1/10;縱墻墻配配置置不不得得小小于于墻墻體體總總配配置置量量的的3/5，且且有有不不少少于于三三道道縱縱墻墻貫貫通通全全長長。。對基基礎(chǔ)礎(chǔ)平平面面長長寬寬比比大大于于4的箱箱形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)，，其其縱縱墻墻水水平平截截面面面面積積不不得得小小于于箱箱基基外外墻墻外外包包尺尺寸寸水水平平投投影影面面積積的的1/18。3.墻的的間間距距：：不宜宜大大于于l0m。4.墻體體的的厚厚度度：：外墻墻厚厚度度不不宜宜小小于于250mm；內(nèi)墻墻厚厚度度不不宜宜小小于于200mm。5.墻體體配配筋筋：：應(yīng)設(shè)設(shè)置置雙雙面面鋼鋼筋筋，，豎豎向向和和水水平平鋼鋼筋筋的的直直徑徑不不應(yīng)應(yīng)小小于于l0mm，間距距不不應(yīng)應(yīng)大大于于200mm。另外外，，除除上上部部為為剪剪力力墻墻外外，，內(nèi)內(nèi)、、外外墻墻的的墻墻頂頂處處宜宜配配置置兩兩根根直直徑徑不不小小于于20mm的通通長長構(gòu)構(gòu)造造鋼鋼筋筋。。六、、墻墻體體開開洞洞的的限限制制1.盡量量不不開開洞洞、、少少開開洞洞。。必必要要時時，，宜宜開開小小洞洞、、圓圓洞洞或或切切角角洞洞，，避避免免開開偏偏洞洞和和邊邊洞洞。。BbHh底板頂板2.洞口口面面積積不不宜宜大大于于柱柱距距與與箱箱形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)全全高高乘乘積積的的1/6，即即bh/BH1/63.墻體體洞洞口口周周圍圍應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置加加強強鋼鋼筋筋。。（1）每每側(cè)側(cè)附附加加鋼鋼筋筋面面積積As1不應(yīng)應(yīng)小小于于洞洞口口寬寬度度內(nèi)內(nèi)被被切切斷斷鋼鋼筋筋面面積積的的一一半半，，且且不不小小于于216，該該加加強強鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)從從洞洞口口邊邊緣緣處處延延長長40d。（2）洞口口每每個個角角部部各各加加212斜筋筋，，長長度度不不小小于于1m。洞口兩側(cè)及四角加強鋼筋示意第三三節(jié)節(jié)箱箱形形基基礎(chǔ)礎(chǔ)地地基基計計算算一、、地地基基強強度度驗驗算算在非非地地震震區(qū)區(qū)pkfapkmax1.2fapkmin0在地地震震區(qū)區(qū)，，除除應(yīng)應(yīng)符符合合pk和pkmax要求求外外，，還還應(yīng)應(yīng)滿滿足足pEfSEpEmax1.2fSEfSE=sfa當(dāng)基基礎(chǔ)礎(chǔ)底底面面地地震震作作用用效效應(yīng)應(yīng)組組合合的的最最小小壓壓力力出出現(xiàn)現(xiàn)零零應(yīng)應(yīng)力力時時，，零零應(yīng)應(yīng)力力區(qū)區(qū)的的面面積積不不應(yīng)應(yīng)超超過過基基底底面面積積的的15%。二、、地地基基變變形形驗驗算算隨著著施施工工的的進進展展，，地地基基受受力力狀狀態(tài)態(tài)和和變變形形十十分分復(fù)復(fù)雜雜。?；涌娱_開挖挖前前大大多多用用井井點點降降水水，，使使地地基基壓壓縮縮；；基坑坑開開挖挖階階段段，，由由于于卸卸去去土土重重引引起起地地基基回回彈彈；；基礎(chǔ)礎(chǔ)施施工工時時，，逐逐步步加加載載，，地地基基產(chǎn)產(chǎn)生生再再壓壓縮縮變變形形；；基礎(chǔ)礎(chǔ)施施工工完完后后停停止止降降水水，，地地基基又又回回彈彈；；上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)施施工工和和使使用用階階段段，，由由于于繼繼續(xù)續(xù)加加載載，，地地基基繼繼續(xù)續(xù)產(chǎn)產(chǎn)生生壓壓縮縮變變形形。。地基基變變形形計計算算：：規(guī)范范推推薦薦分分層層總總和和法法。。三、、整整體體傾傾斜斜在非非地地震震區(qū)區(qū)TB/（100H）式中B——基礎(chǔ)寬寬度；；H——建筑物物高度度，指指室外外地坪坪至屋屋面(不包括括突出出屋面面的局局部附附屬建建筑)的高度度。橫向整整體傾傾斜值值T：分層總總和法法計算算的基基礎(chǔ)縱縱向邊邊緣中中點沉沉降值值的差差值除除以基基礎(chǔ)的的寬度度。對于地地震區(qū)區(qū)，目目前還還沒有有明確確的橫橫向整整體傾傾斜允允許值值，可可按地地區(qū)經(jīng)經(jīng)驗和和參考考一些些工程程的實實測值值確定定。第四節(jié)節(jié)箱箱基基結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計一、箱箱形基基礎(chǔ)荷荷載箱形基礎(chǔ)荷載圖1．地面面堆載載qx產(chǎn)生的的側(cè)壓壓力2．地下下水位位以上上土的的側(cè)壓壓力3．浸于于地下下水位位中（HH1）高度土土的側(cè)側(cè)壓力力6．頂板板荷載載q以及上上部結(jié)結(jié)構(gòu)傳傳來的的集中中力等等4．地下下水產(chǎn)產(chǎn)生的的側(cè)壓壓力5．地基基凈反反力箱形基基礎(chǔ)埋埋于地地下，，承受受如下下的荷荷載二、基基底反反力計計算實測結(jié)結(jié)果表表明：：（1）對軟軟土地地區(qū)，，縱向向基底底反力力一般般呈馬馬鞍形形；（2）對第第四紀紀粘性性土地地區(qū)，，縱向向基底底反力力分布布曲線線一般般呈拋拋物線線形（a）軟土地區(qū)（b）第四紀粘性土地區(qū)箱形基礎(chǔ)縱向基底反力實測分布曲線實用計計算方方法1．基底底反力力系數(shù)數(shù)法將基礎(chǔ)礎(chǔ)底面面劃分分成40個區(qū)格格(縱向8格、橫橫向5格)，某i區(qū)格的的基底底反力力按下下式確確定式中i——相應(yīng)于于i區(qū)格的的基底底反力力系數(shù)數(shù)，查查表確確定。。L=8L/8B=5B/5i箱形基礎(chǔ)縱向平均反力系數(shù)2．基底底平均均反力力系數(shù)數(shù)法箱形基礎(chǔ)橫向平均反力系數(shù)用平均均反力力系數(shù)數(shù)求各各段的的平均均凈反反力（2）沿寬寬度方方向各段的的平均均凈反反力只只需把把以上上各式式的L用B代換即即可。。式中——相應(yīng)于i區(qū)段的基底平均反力系數(shù)，查表確定。（1）沿長長度方方向三、箱基內(nèi)力力計算1．當(dāng)上部結(jié)構(gòu)構(gòu)為現(xiàn)澆剪力力墻體系時2．當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為為框架剪力墻墻體系時箱基的頂、底底板內(nèi)力僅按按局部彎曲計計算。考慮到整體彎彎曲的影響，，縱橫方向支支座鋼筋尚應(yīng)應(yīng)分別有0.15%、0.10%配筋率連通配配置，跨中鋼鋼筋按實際配配筋率全部連連通。一般可只按局局部彎曲計算算箱基內(nèi)力。。3．當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為為框架體系時時箱基的內(nèi)力應(yīng)應(yīng)同時考慮整整體彎曲和局局部彎曲作用用。（1）上部結(jié)構(gòu)等效效抗彎剛度公式中的符號示意（2）箱形基礎(chǔ)的整整體彎曲彎矩矩計算式中Mg箱形基礎(chǔ)承擔(dān)擔(dān)的整體彎曲曲彎矩；M由整體彎曲產(chǎn)產(chǎn)生的彎矩。。（3）箱形基礎(chǔ)的局局部彎曲的彎彎矩計算頂板按實際承承受荷載，底底板按扣除底底板自重后的的基底凈反力力作為局部彎彎曲計算的荷荷載，并將頂頂、底板視作作周邊固定的的雙向連續(xù)板板計算局部彎彎曲彎矩。頂、底板的總總彎矩為局部部彎矩乘以0.8折減系數(shù)后與與整體彎曲彎彎矩疊加。四、基礎(chǔ)的截截面設(shè)計與強強度驗算（一）頂板與底底板2．正截面抗彎彎計算（1）箱基整體彎彎曲拉力及壓壓力計算Tx=Tx=Mgx/zBTy=Ty=Mgy/zL式中Mgx、Mgy——整體彎曲時箱箱基x、y方向的彎矩；；Tx、Ty——底板x、y方向每米的拉拉力；Tx、Ty——頂板x、y方向每米的壓壓力；L、B——箱基底板的長長度、寬度；；z——箱基計算高度度，取頂、底底板中距。整體彎矩配筋計算1．底板的抗沖沖切與抗剪切切驗算同筏基基底板同時考慮慮局部彎曲和和整體彎曲的的計算鋼筋用用量板跨中：上層鋼筋A(yù)s上=As1/2+As2下層鋼筋A(yù)s下=As1/2板支座：上層鋼筋A(yù)s上=As1/2下層鋼筋A(yù)s下=As1/2+As2式中As2、As2——局部彎曲計算算的底板跨中中、支座的單單位長度鋼筋筋面積。整體彎曲時，，底板受拉鋼鋼筋面積可按按下式計算As1x=Mgx/fyzBAs1y=Mgy/fyzL式中As1x、As1y——整體彎曲時x、y方向單位長度度鋼筋面積。。（二）內(nèi)墻與外外墻1．箱形基礎(chǔ)墻體體截面剪力計計算（1）橫墻截面剪力力計算第i道縱墻和第j道橫墻相交的的節(jié)點（i，j）的上、下截面面上的剪力VijtVijbVijlVijr（2）縱墻截面剪力力計算將箱形基礎(chǔ)視視為總荷載和和基底反力作作用下的靜定定梁，可求出出任一橫墻支支座j截面左側(cè)或右右側(cè)的總剪力力Vjl或Vjr。式中bi——第i道縱墻的寬度度；∑bi——縱墻寬度總和和；Nij——第i道縱墻和第j道橫墻交叉處處柱子的豎向向荷載；∑Nij——第j列上各柱荷載載總和。j截面左側(cè)總剪剪力Vjl分配到第i道縱墻的剪力力為縱墻截面剪力計算修正后的剪力力分布圖尚應(yīng)扣除橫墻剪力Vijt和Vijb在左側(cè)已經(jīng)承擔(dān)的部分才是縱墻左截面實際承受的剪力Vijl。縱墻截面剪力修正示意VijlVijr縱墻截面剪力計算修正：2．箱形基礎(chǔ)墻身身強度計算（1）墻身抗剪強強度計算墻身的受剪截截面應(yīng)符合下下式要求Vw0.25cfcAw式中Vw——各片墻承擔(dān)的的豎向剪力設(shè)設(shè)計值；Aw——墻身豎向有效效截面積。c——混凝土強度影影響系數(shù)，不不大于C50取1.0，大于C80取0.8，介于C50~C80之間按線性內(nèi)內(nèi)插取用。（2）墻體洞口計計算1）洞口過梁截截面抗剪強度度驗算洞口上、下過過梁的受剪截截面應(yīng)分別符符合下列公式式要求式中V1、V2——上、下過梁梁的剪力設(shè)設(shè)計值；V——洞口中點處處的剪力設(shè)設(shè)計值；——剪力分配系系數(shù)；q1、q2——作用在上、、下過梁上上均布荷載載設(shè)計值；；l——洞口的凈寬寬；V10.25cfcA1V20.25cfcA2V1=V+q1l/2V2=(1)V+q2l/2洞口計算圖l

V(1)VA1、A2——上、下過梁梁的有效截截面積；可取圖（a）及圖（b）陰影部分計計算的較大大值。洞口上下過梁的有效面積計算2）洞口過梁截截面的抗彎彎承載力計計算上、下過梁梁截面的頂頂部和底部部縱向鋼筋筋，應(yīng)分別別按下式求求得的彎矩矩設(shè)計值配配置M1=Vl/2+q1l2/12M2=(1)Vl/2+q2l2/12式中M1、M2——上、下過梁梁的彎矩設(shè)設(shè)計值。洞口兩側(cè)及及四角應(yīng)設(shè)設(shè)加強鋼筋筋，按下式式驗算M1fyh1(As1+1.4As2)M2fyh2(As1+1.4As2)每側(cè)附加鋼鋼筋面積不不應(yīng)小于洞洞口寬度內(nèi)內(nèi)被切斷鋼鋼筋面積的的一半，且且不小于216，該加強鋼鋼筋應(yīng)從洞洞口邊緣處處延長40d。洞口每個角角部各加212斜筋，長度度不小于1m。3）洞口加強強鋼筋洞口兩側(cè)及四角加強鋼筋示意式中M1、M2——上、下過梁梁的彎矩設(shè)計值值