筏形和箱形基礎(chǔ)講義

第六章筏形和箱形基礎(chǔ)6.1箱形及筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求6.2梁板式筏形基礎(chǔ)6.3平板式筏形基礎(chǔ)6.4箱形基礎(chǔ)6.5工程實(shí)例及實(shí)例分析6.6筏形及箱形基礎(chǔ)的常見設(shè)計(jì)問題第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)【要點(diǎn)】本節(jié)說明平板式筏基和梁板式筏基的異同，闡述規(guī)范對(duì)平板式筏基設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，對(duì)柱下變厚度板設(shè)計(jì)提出建議，指出變厚度平板式筏基與獨(dú)基加防水板基礎(chǔ)的不同點(diǎn)。應(yīng)重視無地下室或單層地下室的平板式筏基的抗震設(shè)計(jì)要求。平板式筏基對(duì)框架—核心筒結(jié)構(gòu)（或荷重分布類似的結(jié)構(gòu)）在核心筒四角下筏形基礎(chǔ)的荷載集中現(xiàn)象具有較好的適應(yīng)性。第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)平板式筏基由大厚板基礎(chǔ)組成，常用的基礎(chǔ)形式有：等厚筏板基礎(chǔ)，局部加厚的筏板基礎(chǔ)，變厚度的筏板基礎(chǔ)等（圖）。厚筏板基礎(chǔ)和樁結(jié)合，又可組成樁筏基礎(chǔ)，詳?shù)谄哒碌诰殴?jié)。圖6.3.1平板式筏基（a）等厚筏板基礎(chǔ)（b）局部加厚的筏板基礎(chǔ)（c）變厚度的筏板基礎(chǔ)第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)適合于復(fù)雜柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，具有基礎(chǔ)剛度大，受力均勻等特點(diǎn)，在中筒或荷載較大的柱底易通過改變筏板的截面高度和調(diào)整配筋來滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)板鋼筋布置簡單、降水及支護(hù)費(fèi)用相對(duì)較低、施工難度?。ǔ穸劝迨┕さ臏囟瓤刂瞥猓┑葍?yōu)點(diǎn)。但也存在：超厚度板混凝土的施工溫度控制要求高、混凝土用量大等不足。由于平板式筏基的良好的受力特點(diǎn)和明顯的施工優(yōu)勢(shì)，目前在高層和超高層建筑中應(yīng)用相當(dāng)普遍。第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)一、計(jì)算規(guī)定1．（“地基規(guī)范”第8.4.7條、“箱筏規(guī)范”第5.3.5條）平板式筏基柱下的板厚受沖切承載力計(jì)算。1）平板式筏基的板厚應(yīng)滿足受沖切承載力的要求。計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮作用在沖切臨界面重心上的不平衡彎矩產(chǎn)生的附加剪力。距柱邊處沖切臨界面的最大剪應(yīng)力應(yīng)按下列公式計(jì)算：（）（）（）第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)1．（“地基規(guī)范”第8.4.7條、“箱筏規(guī)范”第5.3.5條）平板式筏基柱下的板厚受沖切承載力計(jì)算。相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的集中力設(shè)計(jì)值。為柱軸力設(shè)計(jì)值相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的地基土凈反力設(shè)計(jì)值為筏板沖切破壞錐體的底面面積（對(duì)于內(nèi)柱）、筏板沖切臨界截面范圍內(nèi)的底面面積（對(duì)于邊柱和角柱）；作用在沖切臨界截面重心上的不平衡彎矩設(shè)計(jì)值；一、計(jì)算規(guī)定第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)一、計(jì)算規(guī)定1．（“地基規(guī)范”第8.4.7條、“箱筏規(guī)范”第5.3.5條）平板式筏基柱下的板厚受沖切承載力計(jì)算。第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)1．（“地基規(guī)范”第8.4.7條、“箱筏規(guī)范”第5.3.5條）平板式筏基柱下的板厚受沖切承載力計(jì)算。2）當(dāng)柱荷載較大，等厚板筏板的受沖切承載力不能滿足要求時(shí)，可采取下列措施提高受沖切承載力：（1）可在筏板上面增設(shè)柱墩；（2）可在筏板下局部增加板厚；（3）可采用抗沖切箍筋。一、計(jì)算規(guī)定第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)2．（“地基規(guī)范”第8.4.8條、“箱筏規(guī)范”第5.3.6條）平板式筏基內(nèi)筒下的板厚受沖切承載力計(jì)算：1）平板式筏基內(nèi)筒下的板厚應(yīng)滿足受沖切承載力的要求，按式（）計(jì)算：（）一、計(jì)算規(guī)定圖6.3.3筏板受內(nèi)筒沖切的臨界截面位置2）當(dāng)需要考慮內(nèi)筒根部彎矩的影響時(shí)，距內(nèi)筒外表面處沖切臨界截面的最大剪應(yīng)力按式（）計(jì)算，且應(yīng)滿足（）第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)3．（“地基規(guī)范”第8.4.9條、“箱筏規(guī)范”第5.3.7條）平板式筏基內(nèi)筒邊緣或柱邊緣的受剪承載力驗(yàn)算平板式筏板除滿足受沖切承載力外，尚應(yīng)驗(yàn)算距內(nèi)筒邊緣或柱邊緣處筏板的受剪承載力，可按式（）計(jì)算：（）一、計(jì)算規(guī)定第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)4．（“地基規(guī)范”第8.4.9條）當(dāng)筏板變厚度時(shí)，還應(yīng)驗(yàn)算變厚度處筏板的受剪承載力（圖）。5．平板式筏基底層柱下的局部受壓承載力驗(yàn)算平板式筏基底層柱下的局部受壓承載力一般情況下無需驗(yàn)算，但當(dāng)柱子的混凝土強(qiáng)度等級(jí)大大高于筏板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí)，仍應(yīng)驗(yàn)算柱底筏板頂面的局部受壓承載力。一、計(jì)算規(guī)定第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)6．（“地基規(guī)范”第8.4.10條、“箱筏規(guī)范”第5.3.9條、“混凝土高規(guī)”第12.2.3條）滿足表6.1.1條件的平板式筏基，可僅考慮局部彎曲作用，筏板內(nèi)力按基底反力直線分布的假定進(jìn)行計(jì)算。7．（“地基規(guī)范”第8.4.12條、“箱筏規(guī)范”第5.3.11條）按基底反力直線分布計(jì)算的平板式筏基，可按柱下板帶和跨中板帶分別進(jìn)行內(nèi)力分析。柱下板帶中，柱寬及其兩側(cè)各0.5倍板厚且不大于1/4板跨的有效寬度范圍內(nèi)，其鋼筋配置量不應(yīng)小于柱下板帶鋼筋數(shù)量的一半，且應(yīng)能承受部分不平衡彎矩（圖）。不平衡彎矩通過彎曲來傳遞的分配系數(shù)；按公式（）計(jì)算。一、計(jì)算規(guī)定第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)一、計(jì)算規(guī)定第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)二、構(gòu)造要求1．（“地基規(guī)范”第8.4.9條）當(dāng)筏板的厚度大于2000mm時(shí)，宜在板厚中間部位設(shè)置直徑不小于12mm、間距不大于300mm的雙向鋼筋網(wǎng)（圖）。2．（“地基規(guī)范”第8.4.12條、“箱筏規(guī)范”第5.3.11條）按基底反力直線分布計(jì)算的平板式筏基，應(yīng)滿足下列要求：1）平板式筏基柱下板帶和跨中板帶的底部鋼筋應(yīng)有1/2~1/3貫通全跨，且其配筋率（指貫通鋼筋的配筋率——編者注）不應(yīng)小于0.15%；頂部鋼筋應(yīng)按計(jì)算配筋全部連通（圖）。第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)2）對(duì)有抗震設(shè)防要求的無地下室或單層地下室平板式筏基，計(jì)算柱下板帶截面受彎承載力時(shí)，柱內(nèi)力應(yīng)按地震作用不利組合計(jì)算（圖）。二、構(gòu)造要求第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)三、理解與分析1．一般情況下，內(nèi)筒下地基反力值均大于筏板的平均地基反力，有可靠依據(jù)時(shí)，可按內(nèi)筒下筏板破壞錐底面積范圍內(nèi)地基土的實(shí)際凈反力計(jì)算，否則，可偏于安全地取地基土平均凈反力設(shè)計(jì)值。2．試驗(yàn)表明，混凝土抗沖切承載力隨比值的增加而降低，由于使用功能的要求內(nèi)筒往往占有相當(dāng)大的面積，相應(yīng)的值也很大，在保持不變的情況下，內(nèi)筒下筏板的受沖切承載力實(shí)際是降低了，故需引入內(nèi)筒沖切臨界截面周長影響系數(shù)3．距內(nèi)筒邊緣處筏板的受剪承載力計(jì)算中，按式（）計(jì)算。（）第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)5．筏板變厚度處應(yīng)按較小板厚度，按公式（）驗(yàn)算筏板的受剪承載力（見圖）。三、理解與分析第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)5．筏板變厚度處應(yīng)按較小板厚度，按公式（）驗(yàn)算筏板的受剪承載力（見圖）。6．比較本節(jié)和第二節(jié)相關(guān)規(guī)定，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)基底反力按直線分布假定計(jì)算時(shí)，無論是梁板式筏基還是平板式筏基，也無論是對(duì)基礎(chǔ)梁還是對(duì)基礎(chǔ)底板（或平板），考慮整體彎曲對(duì)梁（板）影響的構(gòu)造措施，其本質(zhì)是相同的（比較圖、6.2.10和）。三、理解與分析第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)7．關(guān)于平板式筏基的抗震設(shè)計(jì)1）需要按圖6.3.8對(duì)柱根內(nèi)力設(shè)計(jì)值考慮地震作用不利組合的條件是：（1）無地下室或單層地下室的平板式筏基；（2）有抗震設(shè)防要求，且按基底反力直線分布的假定計(jì)算柱下板帶的截面受彎承載力時(shí)。2）基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中一般采用荷載效應(yīng)基本組合的柱底內(nèi)力設(shè)計(jì)值，而對(duì)無地下室或單層地下室的平板式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，柱底內(nèi)力設(shè)計(jì)值除按荷載效應(yīng)的基本組合值計(jì)算外，還需考慮地震作用下的組合內(nèi)力設(shè)計(jì)值（注意：與梁板式筏板基礎(chǔ)不同，此處“地基規(guī)范”未明確規(guī)定柱根組合彎矩設(shè)計(jì)值的放大要求，編者建議可按“地基規(guī)范”對(duì)筏板基礎(chǔ)要求設(shè)計(jì)，即柱根的內(nèi)力取按“抗震規(guī)范”第6.2.3條或“混凝土高規(guī)”第6.2.2條規(guī)定調(diào)整完畢的設(shè)計(jì)值）。三、理解與分析第三節(jié)平板式筏形基礎(chǔ)第六章筏形和箱形基礎(chǔ)7．關(guān)于平板式筏基的抗震設(shè)計(jì)3）對(duì)于有地下室的筏基，受地下室的影響，筏基所承擔(dān)的地震作用不大。文獻(xiàn)[11]第11.0.2條規(guī)定：“6度區(qū)、7度區(qū)地下室層數(shù)不少于一層及8度區(qū)地下室層數(shù)不少于兩層時(shí)，在地震作用下可不驗(yàn)算基礎(chǔ)的水平承載力”。4）“地基規(guī)范”第8.4.12條的抗震設(shè)計(jì)要求與其對(duì)梁板式筏基的抗震設(shè)計(jì)要求（見本章第二節(jié)）不同。8．對(duì)于滿足表6.1.1條件，按基底反力直線分布假定的簡化方法進(jìn)行平板式筏基內(nèi)力計(jì)算時(shí)，規(guī)范采取了加強(qiáng)通長鋼筋配置等相應(yīng)的構(gòu)造措施，其根本目的在于彌補(bǔ)簡化計(jì)算方法未考慮整體彎曲的不足（比較可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)采用彈性地基板法設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)范無相似的要求）。三、理解與分析第三敗節(jié)平辰板式慮筏形旅基礎(chǔ)第六章部筏形和百箱形基退礎(chǔ)五、設(shè)洽計(jì)建議1．有彈條件時(shí)暖，可對(duì)朵所有平翅板式筏繞基（不帖僅對(duì)地?zé)捇戳χ粗本€清分布假含定計(jì)算簡的平板抄式筏基撥）均采酒取“地聞基規(guī)范頁”第被8.4約.12斯條（部圖）修措施。2．“存地基規(guī)醫(yī)范”第餡8.綢4.1伶2條凝中，對(duì)兆有抗震叨設(shè)防要沉求的無槳地下室庭或單層扁地下室捎平板式猛筏基的率計(jì)算要殃求，應(yīng)餡理解為換對(duì)所有搏平板式爸筏基（追不僅適鄙用于地及基反力馳按直線禁分布假絞定計(jì)算碗的平板奧式筏基丈）的要郊求。3．對(duì)指厚筏板編基礎(chǔ)，版可結(jié)合杜工程的蕉具體情愈況采用攏設(shè)置暗崖梁等做直法，實(shí)心現(xiàn)規(guī)范獻(xiàn)對(duì)厚板梁中部鋼應(yīng)筋的設(shè)距置要求覽，同時(shí)鋪又有利士于基礎(chǔ)錫底板的采抗剪和聲鋼筋的腔架立等繳（圖耀）。第三俱節(jié)平碑板式依筏形鉗基礎(chǔ)第六章唐筏形和口箱形基墊礎(chǔ)4．例關(guān)于茂柱下紅變厚前度筏院板基樓礎(chǔ)的趨其他多問題“柱巨墩”使與變績厚度否筏板拼的區(qū)小別位于柱替（或墻洽）下的擴(kuò)筏板，秧受力集絡(luò)中且復(fù)貴雜，工趟程設(shè)計(jì)絨中常采案用柱（謠或墻）成下局部加疾厚的辦法鋼來滿足賄筏板設(shè)花計(jì)需要發(fā)，通常焰有設(shè)置“柱墩寨”和采富用變厚搞度筏板兩種方縮慧法?！爸鶞铡币话阍O(shè)擋置范圍狗較小，街主要用次來解決悟筏板在囑柱（或銳墻）根邊部位的澡抗沖切瓣問題，崖它的設(shè)著置對(duì)筏吵板的其攤他受力漲性能應(yīng)肆不產(chǎn)生晶明顯的離影響；而變厚漿度筏姥板的設(shè)歌置則頃會(huì)對(duì)壩筏板刊的受紡力性勉能產(chǎn)笑生明廁顯的唯影響威，不浸應(yīng)再青按“宣柱墩將”計(jì)祥算。五、稿設(shè)計(jì)鹿建議第三街節(jié)平糞板式頁筏形孤基礎(chǔ)第六饒章掉筏形幟和箱石形基柄礎(chǔ)4．士關(guān)于馬柱下歌變厚效度筏窩板基繭礎(chǔ)的糠其他漆問題五、設(shè)跨計(jì)建議第三節(jié)秋平板式綠筏形基得礎(chǔ)第六搞章兩筏形克和箱盤形基途礎(chǔ)4．陸關(guān)于藥柱下菊變厚訊度筏跡板基佳礎(chǔ)的系其他絮問題2）柱組下變板挑厚的常由見做法肺分析工程炒設(shè)計(jì)星中常暫遇到煌的筏惠板變湖厚度妹做法缸主要騙有：謊底平岔形和段頂平端形變員厚度插筏板衣基礎(chǔ)臨兩種艦（圖演）。（1）此底平形竹變厚度膠筏板基幟礎(chǔ)具有澇下列特晉點(diǎn)：當(dāng)規(guī)變厚度堂范圍較準(zhǔn)?。ㄈ鐒e在柱下司設(shè)置柱秘墩）時(shí)烈，有效甘剛性角慎范圍大黎；筏板社底部鋼途筋受力模直接，疏利用率代高；基草礎(chǔ)底面健建筑防世水質(zhì)量阿有保證閣；當(dāng)頂泡部設(shè)置名坡面時(shí)亭可適量皂節(jié)約混妖凝土；渠施工難項(xiàng)度??；慈若設(shè)備炊管線可股在房間券中部穿保行時(shí)，糟則相應(yīng)土方紙量小，撐降水費(fèi)西用低。（2縫）頂久平形院變厚富度筏到板基霸礎(chǔ)具元有下肅列特芬點(diǎn)：庸當(dāng)變?cè)穸人秶^小類（如學(xué)在柱詢下設(shè)森置柱葬墩）摘時(shí)，刮有效裕剛性志角范佳圍小勵(lì)；筏收板底疲部鋼村筋需買多次債錨固飽搭接伯，受步力不砌直接態(tài)，利擠用率媽低；幸基礎(chǔ)浪底面勿建筑網(wǎng)防水紡搭接蜘量大唱，施記工難稿度大浪、質(zhì)壤量難著以保域證；傷當(dāng)與順底平捎形頂因面標(biāo)條高相絹同時(shí)巧，混廚凝土闖用量唉及相網(wǎng)應(yīng)土呼方量雄可略搶有減犧少。五、設(shè)押計(jì)建議第三糊節(jié)平央板式撿筏形恥基礎(chǔ)第六章醉筏形和拌箱形基旺礎(chǔ)4．嘩關(guān)于鑒柱下桶變厚荒度筏有板基大礎(chǔ)的核其他舍問題2）鳥柱下得變板炒厚的桂常見項(xiàng)做法播分析五、濾設(shè)計(jì)電建議第三輪節(jié)平謹(jǐn)板式想筏形膨基礎(chǔ)第六章避筏形和徐箱形基帥礎(chǔ)4．雜關(guān)于恭柱下級(jí)變厚綠度筏爪板基暗礎(chǔ)的顫其他傍問題