7 高层建筑筏形和箱形基础
的设计计算
7-1）设计计算方法概述
箱形和筏形基础的设计计算方法是与建筑工程的需要相适应的，是随着建筑科学研究的深入而进步的。当建筑工程处于层数很少、体量很小、重量很轻的阶段时，对地基基础的要求不高，计算方法也很简单。后来建筑物的层数增加了，重量大了，整体式的筏形和箱形基础就相应出现了，因为单靠条形基础、独立基础是无法满足建筑物的承重要求了。而且人们在修建铁路、码头、船坞的过程中，逐渐认识到了置于地基上的梁和板的受力特性和变形特性，并且将其逐步发展成一套“弹性地基”的理论。高层建筑出现以后，地基基础的问题变得更加复杂，人们对它的研究也更加深化了。例如对地基土的力学特性和变形特性的研究，地震作用的研究。地基基础和上部结构变形协调的研究，基础梁、板的受力分析等等，逐一取得了丰硕的成果。随着电子计算机的出现，计算技术的飞速发展，为上部结构和地基基础
共同作用课题的研究创造了条件，并且已经取得了重要的进展。
时至今日，箱形和筏形基础的设计计算方法种类繁多，在拙著《高层建筑箱形与筏形基础的设计计算》一书有详细介绍。此在仅作一些简要的说明。
一、简化计算方法
简化计算方法最基本的特点是将由上部结构、地基和基础三部分构成的一个完整的静力平衡体系（图1-2a）分割成三个部分，进行独立求解[7]，首先假定上部结构的柱是嵌固在基础上的(1-2b)，按结构力学的方法可以求出结构的内力，包括底层柱的轴力、柱脚处的弯矩和剪力。然后将这些力反向作用在基础梁或基础板上，基础梁或板同时承受地基反力（图1-2c），地基反力与上部结构荷载（包括基础自重及其悬挑部分以上的土重）保持静力平衡，并假定其按直线分布。再按结构力学的方法求解基础梁或板的内力。在验算地基承载力时，假定基底压力按直线分布，即认为基础是绝对刚性的。在计算地基变形时，又把基础看作是柔性的，基
底压力是均布的（图1-2d）。显然，简化计算方法的种种假定与整个结构体系的工作状态是不符的，它仅仅满足了总荷载与总反力的静力平衡条件，而忽视了上部结构与基础之间以及基础与地基之间的变形连续条件。因而上部结构传递给基础的荷载及地基反力的分布状态都是与实际状态有偏差的。由此也必然造成基础内力计算的偏差和地基计算的偏差。尽管简化计算方法存在这些人所共知的缺点，但许多设计人员仍然乐于使用它。原因就在于它简单方便，而且力学概念大致清楚。在实际应用中，设计人员还会根据工程实践经验采取一些措施，例如调整或增大某些部位的地基反力，增加一些构造钢筋等等。以保证基础的安全和正常使用。
图1-2 结构系统简化计算方法示意(a)结构系统简图；(b)上部结构；
(c)基础计算简图；(d)地基变形计算荷载图。
1．筏形基础
首先将筏形基础视为一倒置的平面楼盖，地基反力按直线分布，作为荷载作用在平面楼盖上。对于平板式筏基即可按多跨连续双向板计算其内力。对于梁板式筏基，可将地基反力按45°线划分范围（图1-3），阴影部分作为传递到横向肋梁上的荷载，其余部分作为传递到纵向肋梁上的荷载。然后按多跨连续梁分别计算纵向和横向肋梁的内力。这就是所谓的“倒梁法”。但是按倒梁法求出的支座反力与原柱荷载不同，二者存在一个差值。为修正这一差值，原上海市民用建筑设计院提出了“调整倒梁法”。调整的方法是将支座反力与柱荷载的差值均匀分配在该支座两侧各1/3跨度内，作为地基反力的调整值，与原地基反力叠合成阶梯状的反力，再按此反力重新计算肋梁的内力。经过几次调整，支座反力即可与原柱荷载趋于一致。
图1-3 筏形基础肋梁上荷载的分布
更为简捷的则是静定梁法。即是将整个筏基分别按纵向和横向视为一静定梁，柱荷载及地基反力为作用在其上的荷载，求解其内力（图1-4）。在计算纵向梁时，应向横向的柱列荷载叠加在一起。如图1-4中柱荷载P2应为图1-3中轴线②上2、4、2三柱荷载之和。计算横向梁时亦按同样的方法处理。当然，这种静定梁法是比较粗糙的。这种方法处理平板式筏基较梁板式筏基效果好一些。对于墙下平板式筏基，也可取单位宽度的截条，按静定梁方法进行计算。
图1-4 静定梁分析法
另外，筏形基础除进行上述抗弯计算外，其厚度还必须满足抗冲切和抗剪切要求。计算方法可按钢筋混凝土规范的有关规定进行。
2、箱形基础
箱形基础的简化计算主要是指底板的计算。顶板按实际承受的楼面荷载进行设计。外墙按实际承受的土压力进行设计。内墙根据设计经验按构造要求配筋，也有按深梁进
行复核的。
底板计算采用倒楼盖法，地基反力采用平均反力或按直线分布。或者将边跨地基反力较平均反力增加20%，然后按单向板或双向板计算。也有将整块底板按连续板计算的。底板一般采用双层双向配筋，将计算所需的跨中钢筋全部通向支座（隔墙），支座钢筋部分通向跨中。
3．桩箱、桩筏基础
桩箱、桩筏基础的简化计算是将箱形基础或筏形基础与桩基础分开计算。先按直线分布计算出箱形或筏形基础的基底压力，将此压力分配给桩，得到桩顶反力作用于箱形或筏形基础，计算箱形或筏形基础的内力，并验算箱基底板或筏基受桩的冲切作用。而桩则按其承受的荷载，按桩基设计计算的有关规范、规定进行。
二、弹性地基梁、板理论分析法
弹性地基梁、板理论简而言之就是假定地基是弹性体，假定基础是置于这一弹性体上的梁或板。将基础和地基作为一个整体来研
究，把它与上部结构隔断开来，上部结构仅仅作为一种荷载作用在基础上。基础底面和地基表面在受荷而变形的过程中始终是贴合的，亦即二者不仅满足静力平衡条件，而且满足变形协调条件。然后经过种种几何上和物理上的简化，用数学力学方法求解基础和地基的内力和变形。
弹性地基梁、板是一种习惯上的称谓，因为地基并不是一种完全弹性体。所以不少专家和学者认为将它们称为基础梁或基础板更科学一些。
所谓几何上和物理上的简化，常常是将整个箱形或筏形基础简化成一根梁或一块板，或者从中取一单位宽度（常常是取1m）的“截条”按“平面问题”进行解算。梁的长度则有“有限长”的或“无限长”的。梁的刚度又有“有限刚度”的及“绝对刚性”的假定。而最重要的简化则是地基的简化，也就是将地基简化成什么样的“地基模型”是至关重要的。因为采用不同的地基模型进行计算，基础梁、板将会得到不同的内力和变形，它不仅影响内力的大小，甚至会改变内
力的正负号。
确切地说，地基模型就是地基的应力与应变关系的数学表达式，也就是地基中力与变形之间的数学关系。
经典土力学论及的地基模型都是弹性模型，即应力与应变之间的关系呈直线关系（图1-5a）。弹性模型主要有文克尔模型和半无限弹性体模型。近代土力学则主要论述弹塑性模型，将地基土的应力与应变之间的关系描述成非线性关系（图1-5b）。比较常见的有邓肯——张模型、拉德——邓肯模型、剑桥模型等。无论弹性模型还是弹塑性模型都有丰硕的研究成果，致使地基模型达到一百种以上。但真正能进入工程实用阶段的仍然为数不多。而且在我国工程界普遍采用的还是弹性地基模型，如半无限弹性体模型和其派生出来的分层总和地基模型以及文克尔模型等。尽管如此，由于同一地基模型上的基础梁板又有许多数学解法，从而形成了弹性地基梁板理论的丰富内容。对此将在本书第八章中作详细的介绍，在此仅作简单的说明。
图1-5 简化的和实际的土的应力应变关系(a)理想弹性土；(b)理想塑性土；(c)实际土
1．文克尔地基上的基础梁板
1867年捷克人文克尔（E.Winkler）提出一个非常著名的假定：地基表面任一点的沉降Ｗ与该点单位面积上所受的压力p成正比。其数学表达式为：
p=kW (1-2)
式中k——基床系数，表示使地基产生单位沉降所需的单位面积上的压力。
文克尔假定亦即文克尔模型，符合这一假定的地基亦称文克尔地基。它实质上是把地基模拟为刚性底座上一系列独立的弹簧。所以当地基表面上某一点受到压力时，只在该点产生沉降。亦即在荷载作用下，地基的变形只发生在基础底下，基础范围以外的土不
产生任何变形（图1-6）。
图1-6 文克尔地基模型示意
文克尔地基上梁的计算，首先应建立基础梁挠曲的基本微分方程。该梁的挠度为W(x)，
梁所承受的荷载为q(x)，地基的反力为p(x)，如图1-7所示。不论是否在文克尔地基上，
梁的一般挠曲微分方程[8]为：
（1-3）
式中E——梁的材料弹性模量；
I——梁的截面惯性矩。
图1-7 梁的受力图式
对于文克尔地基上的梁，根据梁的挠曲与地基变形协调的原则，地基的沉降变形与梁的挠度W(x)相等；根据静力平衡原则，地基的压力与地基给予梁的反力等值，均为p(x)。这样一来，按照文克尔假定的压力与沉降变形的关系，将公式（1-2）代入公式（1-3），可得：
（1-4）
本式即为文克尔地基上梁的基本微分方程。式中W(x)为欲求解的未知量，E、I、q(x)、k 为已知量。其中基床系数k是可以通过试验得到的。求解公式（1-4）的种种方法，将在本书第八章中叙述。求得W(x)以后，即可求得梁的任意截面的转角θ，弯矩M和剪力Q：
(1-5a)
(1-5b)
(1-5c)
文克尔地基上的基础板，一是取单位宽度的截条，按基础梁的方式处理[9]。二是按弹性薄板的弯曲问题求解。求解的思路与基础梁相似。首先应采用一些假定，建立基础板的受力图式，继而根据弹性力学和文克尔假定建立基础板的基本微分方程。例如各向同性基础板的微分方程为一关于弹性曲面W(x, y)的线性非齐次四阶偏微分方程[9]，即
(1-6)
式中W—弹性曲面挠度，也即地基的表面
沉降；
k—基床系数；
q(x，y)—荷载；
D—薄板截面的弯曲刚度，其值为：
（1-7）
式中E h——薄板材料的弹性模量；
h——板的厚度；
μ——泊松比。
在公式(1-6)中，需要求解的未知函数是板的挠度W(x, y)。求得挠度以后，与基础梁一样，可以通过二次或三次偏微分求得板截面的弯矩、扭矩和剪力。
在实用上求解公式（1-6）一般采用近似方法或数值方法，尤以数值方法为主，如有限差分法或有限单元法。具体解法也将在第八章中叙述。
一般认为文克尔假定比较适合于基岩埋藏较浅、地基土层较薄的情况。B.A.弗洛林认为：“当土的粘性越低、建筑物的尺寸越
小、埋置深度越浅、建筑物传给地基的单位面积上的压力越大时，采用基床系数法越有较好的根据”[10]。
2．半无限弹性体上的基础梁板
如前所述，文克尔地基的变形只发生在基础底下，基础范围以外的土不发生任何变形。这显然与实际状况是不符合的（图1-6c）。因而必然造成计算结果与实际状况的误差。半无限弹性体地基模型则假定地基为均质、连续、弹性的半无限体。在半无限体的表面受到荷载时，则在表面上的任一点都将产生沉降，当然离开荷载作用点越远，沉降值就越小，距离趋于无穷大，沉降就趋于零。应该说，半无限弹性体模型较文克尔模型更接近实际。
为便于学习，本章仅以半无限弹性体上的梁为例进行说明。并且把问题局限在平面应力状态，充分运用弹性理论的已有公式和结论，省去繁琐的推导，仅给读者一个明确的思路。因为不论是筏形基础还是箱形基础，本来也是允许简化为基础梁来考虑的。对于基础板，求解的思路也是一样的，而且也可
以简化为平面问题来来计算。求解弹性地基梁板的基本思路可以归纳如下：
（1）根据不同的地基模型建立地基压力与沉降关系的数学表达式；
（2）写出梁或板的一般挠曲微分方程，其中的挠度和反力项是欲求解的未知函数；（3）根据变形协调和静力平衡条件，基础梁板的挠度即为地基的沉降，基础梁板受到的地基反力与梁板给予地基的压力等值。这样一来，即可将（1）中的地基压力代入（2）中的地基反力项，于是得到基础梁板的基本挠曲微分方程。
（4）运用各种数学方法（包括数值方法和有限单元法）求解基本微分方程，即可得到梁板的挠度和反力，然后根据梁板的挠度和反力求解梁板的内力。
现在回到半无限弹性体上的梁的平面应力问题。设地基为半无限弹性平面体，其厚度为1，并设地基处于平面应力状态。在该平面体的表面作用集中力P（图1-8）。以D 点（与力作用点的距离为d）为基点，则表面上任一点（与力作用点的距离为r）对基
点的相对沉降为：
（1-8）
图1-8 集中力P作用下图1-9任意分布荷载作用下地基表面的沉降地基表面的沉降
根据公式（1-8）可以推导出在任意分布荷载作用下（图1-9）地基表面（即半无限弹性平面体的表面）的沉降计算公式：
（1-9）
将公式（1-9）代入梁的一般挠曲微分方程（1-3），则可得半无限弹性平面体上梁的基本方程：
（1-10）
式中的地基反力p(x)为欲求解的未知函数。
对于平面应变问题，梁的基本方程为：
(1-
11)
式中μ0、μ分别为地基土和基础梁材料的泊桑比。
对于空间问题同样可以列出关于p (x )的微分积分方程，此处从略。
梁的静力平衡条件可以记为：
dx x p dx x q F )()( :0l l -l l -??==∑ (1-12a)
xdx x p xdx x q M )()( :0l l
-l l -??==∑ (1-12b)
对于某一特定的梁，求解公式（1-10）或（1-11）尚应满足其边界条件。
求出基底反力p (x )以后，即可求出梁的内力。
诚然，求解关于反力函数p (x )的微分积分方程（1-10）或（1-11）是非常困难的。在工程实用上，一般采用Б·Н·热摩奇金的
链杆法[11]、М·И·葛尔布诺夫-伯沙道夫
的级数法[12]或有限单元法进行求解，具体解
法将在本书第八章中叙述。
3．分层总和地基上的箱基和筏基
由于半无限弹性体模型假定地基为均质、连续、弹性的半无限体，因此它不能反映地基土的层状特性。为了克服这一缺点，我国北京的一些学者在20世纪70年代初提出了分层总和地基模型，并用于北京饭店新楼的计算。
分层总和地基模型也称有限压缩层地基模型。它假定地基是层状的，地基压缩层是有限的。地基的沉降变形可按分层总和法计算，地基的压缩层深度可按现行的地基基础设计规范规定的计算公式确定。地基应力则按均质连续弹性体的弹性理论计算。因此从理论上说，计算应力与计算变形的假定是不一致的。但在实用上影响并不大，因为经过许多学者的研究，认为按弹性理论计算地基应力是可行的，可以满足工程计算的需要。根据弹性理论，在矩形平面上作用均布压力p时，在矩形角点下深度为z处的应力可按下式计算：
高层建筑基础工程 我们研究学习高层建筑基础的有关知识，首先必须知道什么是高层建筑？中国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。1972年国际高层建筑会议将高层建筑分为4类：第一类为9～16层（最高50米），第二类为17～25层（最高75米)，第三类为26～40层（最高100米），第四类为40层以上(高于100米）。公元前280年古埃及人建造了高100多米的亚历山大港灯塔。523年在中国河南登封县建成高40米嵩岳寺塔。现代高层建筑兴起于美国，1883年在芝加哥建起第一幢高11层的保险公司大楼，1931年在纽约建成高101层的帝国大厦。第二次世界大战以后，出现了世界范围的高层建筑繁荣时期。1970～1974年建成的美国芝加哥西尔斯大厦，约443米高。高层建筑可节约城市用地，缩短公用设施和市政管网的开发周期，从而减少市政投资，加快城市建设。 与低中层建筑相比，高层建筑施工面临着更多的难题，主要有以下几点：第一，高层建筑一般建在人口稠密经济发达的闹市区，而这就给施工带来了不便。要求施工单位在较小的空间内布置施工所需器械，而且还得注重工程的经济性，时间性。尽量压缩施工平面占地，减少现场设备，材料，制品储存量，要按照施工进度合理安排各阶段的现场布置，节约施工用地。 第二，高空作业量大，精度要求高，垂直运输量大，安全隐患多。高层建筑随着施工的进行，作业高度越来越大，材料运输量增加，这
对垂直运输设备的高度，运量，安全可靠性提出了更高的要求。施工全过程要做好安全防护工作，特别是百米以上高空落物打击事故要求施工单位高度重视。此外，防火，用水，用电，通信，临时厕所等这些在中低层建筑施工时易解决的问题，在高层，特别是超高层建筑施工时难度较大。 第三，基础开挖深度大，支护结构费用高。一般随着建筑物高度增加，其基础开挖深度也要相应的加深，而且城市施工又无条件放坡开挖，因此支护结构工程量大，特别是周边临时建筑物，地下管道，城市道路都对支护结构的强度，位移变形有很高要求。使得本是临时结构的支护结构所用费用增加，有的达数百万，因支护不当引发的工程事故也很多，费用较大。 高层建筑因为荷载很大，通常采用底面积较大的天然地基基础形式或深基础形式，常用的基础形式有：梁式基础、筏形基础、箱形基础、桩基础、地下连续墙基础，以及这些基础的联合使用。在高层建筑基础形式的选择中要考虑的因素有：（1）上部结构的类型，整体性和结构刚度；（2）地下结构的使用功能要求；（3）地基的工程地质条件；（4）抗震设防要求；（5）施工技术，基础工程造价和工期；（6）周围建筑物和环境条件。 条形基础是指长度远大于其宽度的一种基础形式，按上部结构形式，可分为墙下条形基础和柱下条形基础，当建筑物荷载较大且地基土较软时，为增强基础的整体刚度，减少不均匀沉降，可在纵横方向设置双向条形基础，称为正交格形基础，柱下钢筋混凝土条形基础、
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/4c13982857.html, 高层建筑平板式筏板基础设计计算 作者：赛里曼.海切木汉 来源：《城市建设理论研究》2013年第23期 摘要：高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分，直接关系到工程造价、施工难度和工期。本文以湖北某高层住宅楼的基础设计为例，介绍高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法。 关键词：高层建筑；基础选型；筏板基础设计 中图分类号：TU97文献标识码： A 文章编号： 1引言 高层建筑地下室通常作为地下停车库，建筑上不允许设置过多的内墙，筏板基础能充分发挥其地基承载力，刚度大整体性好，调整不均匀沉降，更好的满足停车库的空间使用要求，同时施工难度小，缩短工期，降水及支护费用相对较低等优点，在高层建筑中广泛应用。本文以湖北某高层住宅楼的基础设计为例，介绍高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法。 2筏板基础结构设计 2.1 工程地质概况 本工程地下室1层，地上17层，采用框架-核心筒结构。根据岩土工程勘察报告，场地土分布自上而下分别为：①素填土层，厚度1.7~2.6m; ②粘土层，厚度6.4～7.1m, 标贯击数为15~17击; ③粉质粘土层，厚度2.7～4.0m, 标贯击数为10~11击;④粘土层，厚度2.6～19.8m, 标贯击数为12~17击; 2.2 基础结构方案选择 根据地基土质、上部结构体系、柱距、荷载大小、使用要求以及施工条件等因素的不同，筏形基础可分为梁板式和平板式两种类型。与梁板式筏基相比，平板式筏基具有抗冲切及抗剪切能力强的特点，且构造简单，施工便捷；对于框架-核心筒结构宜采用平板式筏形基础。本工程基础占地面积为1142m2，总荷载为210792KN，即要求地基平均承载力为185kPa。从地层剖面分析，地下室开挖后板底标高下的土层为硬-坚硬状粘土，标贯击数为15~17击，经深度及宽度修正后，地基承载力特征值fa≥300kPa，可满足要求。地基的验算包括地基承载力和变形两个方面，对于高层建筑，变形往往起着决定性的控制作用。本工程初步分析结果表明，
高层建筑一般采用什么基础 一、高层建筑一般采用基础形式： 一般适用于高层建筑或在软弱地基上造的上部荷载较大的建筑物。当基础的中空部分尺寸较大时，可用作地下室。 在进行箱形基础基坑开挖时，如地下水位较高，应采取措施降低 地下水位至基坑底以下（500）mm。箱形基础是由钢筋混凝土的底板、顶板和若干纵横墙组成的，形成中空箱体的整体结构，共同来承受上部结构的荷载。箱形基础整体空间刚度大，对抵抗地基的不均匀沉降有利。 高层建筑结构有几种不同的基础类型，但实际在选择应用上一般 会应该根据上部结构类型，地基土质条件、有无抗震设防、施工技术和场地环境等因素，经综合考虑后，选择安全可靠和经济技术合理的基础形式。为了有利于高层建筑结构的整体稳定，常选用整体性较好的箱形基础，筏形基础和交叉梁基础。 二、高层建筑有几种基础 当基础直接埋置在微风化或未风化的岩石上时，也可以采用单独 柱基和条形基础。与高层相连的低层裙房基础，常采用交叉梁基础，单独柱基加拉梁。按构造形式可分为条形基础、独立基础、满堂基础和桩基础。 1、满堂基础：（包括阀形基础和箱形基础），将这个建筑物的下部做成整块钢筋混凝土基础。现代建筑的主要基础形式，主要适用于
地基承载力较低的小高层和高层建筑，特点：就是造价高，受力面积大，受力均匀，适合建地下室。 2、独立柱基础：这个可是现在仍在广泛使用的基础啊，适合多层建筑使用，承载能力不比满堂基础，但造价低 3、条形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连续设置，形成通长的条形基础。现在不常用了，除了围墙，呵呵。 4、钢筋混凝土预制（灌注）桩：这种桩在施工现场或构件场预制，用打桩机打入土中，然后再在桩顶浇注钢筋混凝土承台。其承载力大，不受地下水位变化的影响，耐久性好。但自重大，运输和吊装比较困难。打桩时震动较大，对周围房屋有一定影响。此外：（1）按使用的材料分为：灰土基础、砖基础、毛石基础、混凝土基础、钢筋混凝土基础。 （2）按埋置深度可分为：浅基础、深基础。埋置深度不超过5M 者称为浅基础，大于5M者称为深基础。 （3）按受力性能可分为：刚性基础和柔性基础。
高层建筑筏板基础选型分析 发表时间：2016-10-17T17:17:00.110Z 来源：《基层建设》2016年12期作者：莫剑国[导读] 摘要：基础选型在整个建筑结构设计中占重要地位，合理的基础选型不仅可以节约造价，还能缩短工期。本文根据实际工程案例，对不同的筏基形式进行分析，选取最为经济合理的基础。深圳市建筑设计研究总院有限公司摘要：基础选型在整个建筑结构设计中占重要地位，合理的基础选型不仅可以节约造价，还能缩短工期。本文根据实际工程案例，对不同的筏基形式进行分析，选取最为经济合理的基础。关键词：高层建筑；基础选型；筏板一、工程概况 某建筑面积约为6300m2，抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度 0.05g，场地类别为Ⅱ类；特征周期 Tg 为 0.35s，结构体系为框架结构，抗震等级为三级。地下室顶板覆土为800～1400mm，±0.000相当于绝对标高+200.400，室内外高差0.50m。塔楼为两栋小高层住宅，层高为3m。 二、工程地质 根据地勘报告，结构设计地下水位较低（黄海高程为+ 197.000），场内分布有1～2m 杂填土，杂填土底下有6～8m 粉质粘土，其地基土承载力特征值为fak =200KPa（粉质粘土底下无软弱层）。为了节约造价，采用筏板基础的基础形式，不建议采用桩基础。根据地勘报告，设计拟采用四种不同形式的筏板基础方案：（1）方案一：采用无梁筏板方案：小高层住宅采用 1300mm厚无梁筏板，单层商业及纯地下室采用 750mm 厚无梁筏板；（2）方案二：采用梁板式筏板和无梁筏板方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用750mm 厚无梁筏板；（3）方案三：采用梁板式筏板和无梁筏板（加柱墩）方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用 350mm 厚无梁筏板（加柱墩）；（4）方案四：采用梁板式筏板和独基加防水板方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用柱下独基加防水板。 三、基础设计方案比较本项目两栋小高层住宅与地下车库在地下室底板合为一体，基础底板受力情况复杂。由于地下水位较低，施工时可采取降水措施（地下室顶板及覆土完成后方可停止降水），且在使用期间其上部恒载总重大于水浮力，故可不考虑地下水浮力的影响。单层商业及纯地下室部分，上部结构荷载（含顶板及覆土）产生的附加应力与土自重产生的应力相差不大，因而理论上沉降S=0。由于小高层住宅部分产生的附加应力较大，所以理论上小高层与单层商业和纯地下室有沉降差存在，故计算时需考虑其沉降差的影响。（1）采用无梁筏板方案底板设计采用无梁筏板方案。由于筏板钢筋配筋量大部分是构造配筋，在柱底下的钢筋用量明显较大，筏板厚度由冲切计算控制，为满足冲切计算要求，筏板板厚较厚。板厚分两种：单层商业和纯地下室筏板厚度为 750mm，小高层住宅下筏板厚度为1300mm。底板大范围配筋量为：750mm厚的筏板配筋为 1500mm2，1300mm厚的筏板配筋为 2600mm2。经过计算，小高层住宅下的筏板钢筋用钢量大约为 85t/m2，混凝土用量每平米约为1.3m3；单层及纯地下室下的筏板钢筋用钢量大约为 50t/m2，混凝土量每平米约为0.75m3。 （2）采用梁板式筏板和无梁筏板方案因采用第一种方案，小高层住宅底下筏板板厚较厚（1300mm），筏板钢筋配筋量大部分是构造配筋，在柱底下的钢筋用量明显较大，筏板板厚由冲切计算控制。为了减少筏板板厚及钢筋用钢量和增加小高层住宅基础的整体性，故将小高层住宅底下无梁筏板基础改用梁板式筏板基础的型式，这样柱底冲切计算局部由地基梁来承担，以减少筏板厚度和钢筋用量；单层商业和纯地下室部分还是采用方案一的无梁筏板型式。板厚分两种，单层商业及纯地下室筏板厚度为 750mm，小高层住宅下筏板厚度为 600mm；地基梁截面尺寸均采用统一截面 800mm×1200mm，地基梁布置如（图1）所示： 图1地基梁布置图 图 2 柱墩布置示意图
筏形基础与独立基础加防水板的异同分析 朱炳寅、李静 （中国建筑设计研究院 北京100044） 筏板基础尤其是平板式筏基与独立基础加防水板有相似之处，根据各自特点及适用条件选用合理的基础形式，对结构设计意义重大。 独立基础加防水板具有传力明确，构造简单，方便施工，经济实用等优点，因此，在工程设计中是首选的基础形式。 筏形基础刚度大，对地基反力及地基沉降的调节能力强，既适合于上部荷载较大的高层建筑，也适合于地基承载力较低时以减小地基沉降为主要目的超补偿基础（即建筑物的重量小于挖去的土重），但筏形基础受力和构造均较独立基础复杂，且施工复杂、费用高。 一、梁板式筏基 梁板式筏基由地基梁和基础筏板组成，地基梁的布置与上部结构的柱网设置有关，地基梁一般仅沿柱网布置，底板为连续双向板，也可在柱网间增设次梁，把底板划分为较小的矩形板块（图1）。 图1 梁板式筏基的肋梁布置 （a）双向主肋 （b）纵向主肋、横向次肋 （c）横向主肋、纵向次肋 （a）双向主次肋 梁板式筏基具有：结构刚度大，混凝土用量少，当建筑的使用要求对地下室的防水要求很高时，可充分利用地基梁之间的“格子”空间采取必要的排水措施等优点（图2a）。但同时存在筏基高度大、受地基梁板布置的影响，基础刚度变化不均匀，受力呈现明显的“跳跃”式（图2b），在中筒或荷载较大的柱底易形成受力及配筋的突变，梁板钢筋布置复杂、降水及基坑支护费用高、施工难度大等不足。 图2 梁板式筏基的特点 （a）梁格的利用 （b）地基反力的突变 由于梁板式筏基在技术经济上的明显不足，因此，近年来该基础的使用正逐步减少，一般仅用于柱网布置规则、荷载均匀的某些特定结构中。
高层建筑箱形与筏形基础技术规范JGJ6－99 １总则 １．０．１为了在高层建筑箱形和筏形基础的勘察、设计与施工中做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制订本规范。 １．０．２本规范适用于高层建筑箱形和筏形基础的勘察、设计与施工。 １．０．３箱形和筏形基础的设计与施工，应综合考虑整个建筑场地的地质条件、施工方法、使用要求以及与相邻建筑的相互影响，并应考虑地基基础和上部结构的共同作用。１．０．４高层建筑箱形和筏形基础的勘察、设计与施工除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 ２术语、符号 ２．１术语 ２．１．１箱形基础Box Foundation 由底板、顶板、侧墙及一定数量内隔墙构成的整体刚度较好的单层或多层钢筋混凝土基础。２．１．２筏形基础 Raft Foundation 柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋混凝土基础。 ２．２符号 ３地基勘察 ３．１一般规定 ３．１．１地基勘察应进行以下主要工作： （１）查明建筑场地内及其邻近地段有无影响工程稳定性的不良地质现象以及有无古河道和人工地下设施等存在； （２）查明建筑场地的地层结构、均匀性以及各岩土层的工程性质； （３）查明地下水类型、埋藏情况、季节性变化幅度和对建筑材料的腐蚀性；
（４）在抗震设防区应划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段，判明场地土类型和建筑场地类别，查明场地内有无可液化土层。 ３．１．２勘察报告应包括以下主要内容： （１）建筑场地的基本地质情况及分析； （２）地基基础设计和地基处理的建议方案； （３）天然地基或桩基的承载力和变形计算所需的计算参数； （４）场地水文地质条件、地下水埋藏条件和变化幅度。当基础埋深低于地下水位时，应就施工降水方案和对相邻建筑物的影响提出建议并提供有关的技术参数； （５）基坑开挖边坡稳定性的分析，必要时提出支护方案。 ３．２勘探要点 ３．２．１勘探点的布置应考虑建筑物的体型、荷载分布和地层的复杂程度，应满足评价建筑物纵横两个方向地层土质均匀性的要求. 注：１、取值应考虑土的密度、地下水位等条件、当为密实土，且地下水位埋较深时取小值，反之取大值； ２、在软土地区，取值时应考虑基础宽度，当ｂ＞６０ｍ时取小值；ｂ≤２０ｍ时取大值。３．２．２．３抗震设防区的勘探点深度尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》（ＧＢＪ１１）的要求； ３．２．２．４对不考虑群桩效应，端承型大直径桩的控制性勘探点深度应达到预计桩尖以下３～５ｍ；当桩端（包括扩底端）直径大于１．５ｍ时，控制性勘探点深度应大于或等于５倍桩端直径。当遇软层时则应加深至穿透软层。一般性勘探点应到桩端以下１～２ｍ；３．２．２．５摩擦型桩基需计算地基变形时，可将群桩视为一假想实体基础，并自桩端开始计算压缩层深度来决定控制性钻孔的深度。当利用公式３．２．２／１估算控制性钻孔的深度时，基础埋深ｄ应按桩尖的埋深取值。在计算深度范围内遇有坚硬岩层或密实的碎石土层时，钻孔深度可酌减。 ３．２．３取土和原位测试勘探点的数量和取土数量应符合下列规定： ３．２．３．１取土和原位测试勘探点数量应占勘探点总数的１燉２～２燉３，且单幢建筑至少应有二个取土和原位测试孔； ３．２．３．２地基持力层和主要受力土层采取的原状土样每层不应少于６件，或原位测试次数不应少于６次。 ３．３室内试验与现场原位测试 ３．３．１室内压缩试验所施加的最大压力值应大于土的自重压力与预计的附加压力之和。压缩系数和压缩模量的计算应取自重压力至自重压力与附加压力之和的压力段，当需考虑深基坑开挖卸荷和再加荷对地基变形的影响时，应进行回弹再压缩试验，其压力的施加应模拟实际加卸荷的应力状态。 ３．３．２剪力试验宜采用三轴压缩试验。当地基土为饱和软土或荷载施加速率较高时，宜采用三轴不固结不排水的试验方法；当荷载施加速率较低时，宜采三轴固结不排水的试验方法。 ３．３．３确定一级建筑物或有特殊要求建筑物的地基承载力和变形计算参数，应进行平板载荷试验。建筑物安全等级按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（ＧＢＪ７）划分。３．３．４确定软土地基的抗剪强度，宜进行十字板剪切试验。 ３．３．５查明粘性土、粉土、砂土的均匀性、承载力及变形特征时，宜进行静力触探和旁压试验。 ３．３．６判明粉土和砂土的密实度和地震液化的可能性时，宜进行标准贯入试验。３．３．７查明碎石土的均匀性和承载力时，宜进行重型或超重型动力触探。 ３．３．８取得抗震设计所需的参数时，应进行波速试验。 ３．４地下水
前言 筏板基础有埋深深、刚度大、整体性强、抗震能力好等优点,不仅能充分发挥地基承载力，减小基础沉降量，调整地基不均匀沉降，而且可满足地下大空间(如地下停车场、地下仓库、地下商场等)的要求。因此，筏板基础作为建筑结构(尤其是高层和超高层建筑)首选的基础方案，应用越来越广泛。但是，由于筏板基础的受力和变形与诸多因素有关，到目前为止，人们对筏基的受力机理还不十分清楚，致使筏基在实际应用中，不同设计人员设计的筏基(如厚度、配筋等)相差悬殊，从而给工程造成浪费或隐患。本文以某工程为实例，对高层建筑筏板基础的选型和设计方法进行讨论，供同行商榷参考。 1.工程概况 某办公大楼，地面以上20 层，地下1 层，框架——剪力墙结构，基础占地面积1800m2。建筑物总荷重580000KN，即要求地基平均承载力为322Kpa。基坑开挖深度7.1m。根据勘察资料，其土层分布自上而下为粘性土，强风化泥质粉砂岩，中风化泥质粉砂岩，局部强风化与中风化岩层。 2.基础选型 一般的高层建筑，常需在地下设 置车库、人防、设备用房、水池等，并由其使用功能决定其层高和层数。这些条件基本确定了底板的埋置深度，然后根据该深度结合场地的岩土条件进行基础选型，确定选择天然筏板基础的可能性。本地区由于特定的地理环境，形成了一种典型的上软（填土、淤泥、砂石）下硬（风化残积土和风化软岩）的岩土结构地层，且其软土层厚薄不一，基础埋深变化较大，所以高层建筑大多采用桩基，采用桩基是设计人员对这种地层结构基础选型的第一选择，设计风险小，计算简单；缺点是桩长较长，投资较天然地基大。对本工程，地质勘察资料的建议也是桩基，但我们发现，该区域地下室开挖后板底标高下的岩土层已基本露出强风化或中风化岩层，通过对地基承载力和沉降的初步分析，这两项指标基本能满足要求，是有可能采用天然筏板基础型式的，没必要非桩基不可。再经过反复试算对比，采用天然地基上的筏板基础方案。 3.筏板基础的结构设计 3.1筏板基础地基承载力的确定 天然地基承载力特征值的经验值fak，通常由下列方法确定： (1)据地质勘察部门提供的报告。(2)据场地的地质情况，参照岩土工程手册或有关规范确定。 (3)现场荷载试验或静力触探试验。之后按照有关规范，经宽深修正得到修正后的地基承载力特征值fa。风化岩土在取样时的扰动和失水会使室内土工试验结果出现偏差，采用原位试验（如标贯、压板试验等）结合室内土工试验来综合评定，这样结果会更接近实际情况。有资料对本地区不同岩土层的现场压板试验和原位标贯试验以及建筑沉降观测结果反复分析，得到风化岩土地基承载力特征值的经验值fak 与实测标贯击数N 的关系为： fak=(12～15)N 风化残积土取高值，强风化软岩取低值。可用此值和其它方式取得的值对比，综合确定。3.2筏板基础天然地基变形计算及差异沉降的处理 对高层建筑，地基变形往往起决定性的控制作用，对变形的验算必不可少。根据该地区工程经验，采用传统的分层总和法计算残积层、全风化及强风化层的地基沉降量往往偏大，其主要原因是土样扰动使测得的土地压缩模量偏小。采用土的变形模量作为计算参数，地基的沉降量与实测结果较为接近。本工程按下式计算： 00 ( )pbSaE=式中：
7 高层建筑筏形和箱形基础 的设计计算 7-1）设计计算方法概述 箱形和筏形基础的设计计算方法是与建筑工程的需要相适应的，是随着建筑科学研究的深入而进步的。当建筑工程处于层数很少、体量很小、重量很轻的阶段时，对地基基础的要求不高，计算方法也很简单。后来建筑物的层数增加了，重量大了，整体式的筏形和箱形基础就相应出现了，因为单靠条形基础、独立基础是无法满足建筑物的承重要求了。而且人们在修建铁路、码头、船坞的过程中，逐渐认识到了置于地基上的梁和板的受力特性和变形特性，并且将其逐步发展成一套“弹性地基”的理论。高层建筑出现以后，地基基础的问题变得更加复杂，人们对它的研究也更加深化了。例如对地基土的力学特性和变形特性的研究，地震作用的研究。地基基础和上部结构变形协调的研究，基础梁、板的受力分析等等，逐一取得了丰硕的成果。随着电子计算机的出现，计算技术的飞速发展，为上部结构和地基基础
共同作用课题的研究创造了条件，并且已经取得了重要的进展。 时至今日，箱形和筏形基础的设计计算方法种类繁多，在拙著《高层建筑箱形与筏形基础的设计计算》一书有详细介绍。此在仅作一些简要的说明。 一、简化计算方法 简化计算方法最基本的特点是将由上部结构、地基和基础三部分构成的一个完整的静力平衡体系（图1-2a）分割成三个部分，进行独立求解[7]，首先假定上部结构的柱是嵌固在基础上的(1-2b)，按结构力学的方法可以求出结构的内力，包括底层柱的轴力、柱脚处的弯矩和剪力。然后将这些力反向作用在基础梁或基础板上，基础梁或板同时承受地基反力（图1-2c），地基反力与上部结构荷载（包括基础自重及其悬挑部分以上的土重）保持静力平衡，并假定其按直线分布。再按结构力学的方法求解基础梁或板的内力。在验算地基承载力时，假定基底压力按直线分布，即认为基础是绝对刚性的。在计算地基变形时，又把基础看作是柔性的，基
晋江市兴隆路住宅小区一期 筏板基础 大体积混凝土 施工及测温方案 福建省闽南建筑工程有限公司 2015年01月15日
目录 第一章筏基混凝土施工方法及技术措施 (2) 第二章基础大体积抗渗砼裂缝预防施工技术措施 (4) 第三章大体积砼测温 (11)
一、工程概况及工程特点： 1、工程基本情况 2、建筑设计概况 3、本工程采用筏板基础，筏板厚1300mm，筏基基础面标高-3.50m。 基础施工安排：因面积大，分布广，工程量大，桩基础工程开挖顺序施工，逐块移交。为缩短基础施工工期，减少投入，基础分批施工，筏板基础分3#、4#、5#楼三块进行浇筑施工，使施工节奏有序、合理。
第一章筏基混凝土施工方法及技术措施筏基基础为C30p6钢筋砼，其质量的好坏对于保证结构达到设计要求的可靠度，同时其施工周期将影响到基础工程施工进度的快慢。所以，其施工方法、施工工艺要求、技术措施落实均作为基础施工的重点控制对象，要求严格把握各工序交叉施工，实行质量动态控制管理，层层落实责任制，充分发挥我公司施工管理、施工技术优势，确保防水砼结构工程取得良好的施工质量。下面就三个分项施工工艺综合考虑确定其施工方法和制定技术措施。 混凝土分项工程是基础施工的主导工程，其浇筑质量的好坏将直接影响到工程的质量优劣和使用要求，本工程筏板厚1300mm，筏基基础混凝土现浇体积约为：3#楼1450m3、4#楼1400m3、5#楼1500m3，为加快施工进度，要求筏板每段一次连续浇完（以后浇带为分隔），且要控制住宅部分厚度超过1m基础砼温差裂缝，技术要求高，施工难度大。为此，从方案编制到作业交底，直到施工过程，均应作周密考虑，层层把关，确保基础防水砼施工质量。 1、筏基基础砼及浇筑道支撑系统 用钢管搭设，底脚设Ф25@1000筋马凳（呈梅花状布置），置于基础垫层上，纵横间距1000×1000，作上层钢筋定位支承之用，浇灌架，搭设高度视操作要求确定。铺板布置按砼运送主通道宽3m，次道沿主道两侧按@4m搭设，宽度约1.5m。 基础及基础面层钢筋设置撑脚，按1000mm×1000mm间距双向布置。型式及尺寸、使用部位如图所示：
超高层建筑的超厚筏板基础施工技术 摘要：随着筏板基础大体积混凝土的应用,其厚度越来越大,因此,对超厚筏板基础的施工技术提出了更高的要求。本文结合工程实例，对其超厚筏板基础施工技术进行了研究。 关键词：筏板基础;施工技术;温度控制 引言 随着全国经济水平的提高,各地均兴起超高层建设热潮。筏板基础在建筑工程中能够充分满足地下大空间开发,保证了地基承载力,也减少了地基基础沉降量,对于地基的不均匀沉降有着非常重要的作用。因此，作为工程应用过程中主要基础方案,应对其施工技术加强重视。 1.工程概况 某工程由主楼、裙楼组成，地下室3层，裙楼12层，主楼55层，建筑面积137241.81m2，其中地下室建筑面积23261.03m2，主要作为酒店和办公场所。主楼采用“钢框架+核心筒+伸臂桁架+环带桁架”结构体系，采用筏板基础，结构高度266m，建筑效果如图1所示。钢结构总体用钢量大约2万t，抗震设防烈度为8度。 主楼筏板基础平面尺寸为56.70m×60.31m，筏板面积为3420m2，筏板基础位于深度达26.3m的深基坑内。主楼筏板厚度分别为8.9，4.5，3.5m，裙楼筏板基础厚度为1.0m，混凝土强度等级为C45P8，主楼筏板混凝土浇捣量为15000m3。筏板基础钢筋均采用HＲB400级钢筋，具有直径大、层数多、钢筋密集等特点。 4.5m厚筏板基础的配筋主要分为上、下2层，上层配筋为4排32@150双层双向，下层配筋也为4排32@150双层双向，中间夹16@150双层双向的构造配筋层。 图1建筑效果 2.施工特点 2.1钢筋密集、自重大 筏板受力主筋采用HＲB400级钢筋，4.5m厚筏板基础的配筋达到8层 32@150双层双向，3.5m厚筏板基础的配筋达到6层32@150双层双向，8.9m厚筏板基础的配筋达到14层32@150。筏板基础钢筋直径大、层数多、自重荷载大，选择一个科学合理的上部钢筋支撑方法是确保钢筋绑扎顺利施工的关键。 2.2筏板厚度大、结构复杂 筏板基础厚度大，分别达到8.9，4.5，3.5m;结构变化复杂，顶面标高有－20.700，－16.300m，如何进行混凝土浇筑、确定泵管数量与浇筑方向、有效预防混凝土施工冷缝的出现，是施工的另一个关键。 2.3混凝土配合比优化混凝土 配合比设计在确保混凝土强度、抗渗性和可泵性的前提下，合理选择外加剂和原材料，并利用双掺技术尽可能减少水泥用量，在降低混凝土内部水化热的环节上下功夫，以减小温度应力从而实现裂缝控制。 2.4超低位混凝土泵送施工 筏板基础位于超深基坑内，混凝土浇筑深度达到26.3m，在低位混凝土泵送
高层建筑的上层结构载荷很大,基础底面压力也很大,应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力,可以用单独柱基、交叉梁基础、筏型基础或箱型基础;当地基承载力或变形不能满足设计要求时,可以采用桩基或复合地基。 1 筏型基础 筏型基础也称为板式基础,多用在上部结构荷载较大、地基承载力较低的情况。一般有两种做法:倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式。倒肋形楼盖的筏基,板的折算厚度较小,用料较省,刚度较好,但施工比较麻烦,模板较费。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用,但地基开凿施工麻烦,而且破坏了地基的连续性,扰动了地基土,会降低地基承载力;采用倒无梁楼盖式的筏基,板厚较大,用料较多,刚度也较差,但施工较为方便,且有利于地下空间的利用。采用此种形式的筏板,应在柱下板底或板面加墩,板底加墩有利于地下空间的利用,板面加墩则施工较为方便。因此选择施工方案的时候应考虑综合因素。 2 箱型基础 当地基极软切沉降不均匀十分严重时,采用筏形基础,其刚度会显得不足,在上部结构对基础不均匀沉降敏感时尤其如此,在这种情况下采用箱型基础就较为合理。 箱型基础是由底板、顶板、外围挡土墙以及一定的内隔墙组成的单层或多层混凝土结构。箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀;能适应局部不均匀沉降较大的地基,有效地调整基地反力。由于地基面积较大,且埋置深度也较大,挖去了大量土方,卸除了原有的地基自重应力,地基承载力有所提高,建筑物沉降减小。由于埋深较大,箱型基础外壁与土的摩擦力增大,增大了基础周围土体对结构的阻尼,有利于抗震。但是箱形基础的内隔墙较多,支模等施工时间较费,工期较长;在使用上也受到隔墙太多的限制。 3 桩箱和桩筏基础 在浅层地基承载力比较软弱,而坚实土层距离地面又较深的时候,采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。这是应当考虑采用桩基础。 桩基础由两部分组成:一是桩基承台,二是桩基本身。桩承台的作用是将上部荷载传给桩,并使桩群连成整体,而桩又将荷载传至较深的土层中区。桩基承台一般可利用筏形基础的底板或箱形基础的底板。这时称这种形式的基础为桩筏基础或桩箱基础。 桩的类型应根据工程地质资料、结构类型、荷载性质、施工条件以及经济指标等因素确定。桩按受力性能来区分,有摩擦桩和支承桩两种。按施工方法区分,有预制桩和灌注桩两种。在桩基平台面积确定的情况下,不同桩径、不同的桩基持力层会有不同的单桩承载力,桩的平面随之也可以确定。当箱形或筏形基础下桩的数量较少时,桩基布置在墙下、梁板式筏形基础的梁下或平板式筏形基础的柱下。桩距应尽可能的大,在充分发挥单桩承载力的同时,还能发挥承台土反力作用,以取得最佳效果。
筏板基础与箱型基础的联系与区别
筏板基础
名称
箱型基础
定义 联系
区别
当上部结构和在较大而地基承载力又特别低以及柱下条形基 础或井格基础已不能满足基础底面积要求时，常将墙和柱下基础连 成一钢筋混泥土板，形成筏板基础,又名满堂基础、筏片基础。 筏板基础分类①板式筏板基础②梁板式筏板基础。
⒈应用于上部荷载较大，地基承载力较弱的地基中。 ⒉都是整体浇筑。箱型基础可以说是再筏板基础上产生的。 ⒊因整体性好，使用在建筑物易产生不均匀沉降处。 ⒋都有较好的抗震性能 由底板、梁等整体组成的板状基础。 ①梁板式伐型基础：梁板式伐型基础由基础主梁和基础次梁、基础 平板组成。 ②板式伐型基础：板式伐型基础由柱下板带和跨中板带组成。 ? 笩板型基础埋深比较浅，甚至可做不埋深式基础。 ? 平面形状可以多样，经济且施工简单易行。 ? 承受建筑物荷载，形成筏基，其整体性好，能很好的抵抗地基不 均匀沉降。
建筑物荷载很大或浅层地质情况较差以及基础需要埋置深度很大 时，为了增加建筑的整体刚度，有效抵抗建筑物的不均匀沉降，常采用 由钢筋混泥土底板、顶板和若干纵横墙组成的空心箱体基础，即箱型基 础。
刚度：是零件载荷与位移成正比的比例系数，即引起单位位移所需的力。
钢筋混凝土的底板、顶板、侧墙及一定数量的内隔墙构成封闭的箱体。 ? 基础中部中空可在内隔墙开门洞作地下室使用。 ? 具有整体性好，刚度大，调整不均匀沉降的能力,可消除因地基变形使 建筑物开裂的可能性，减少基底处原有地基的自重应力。 ? 底板和外墙形成整体有利于防水。 ? 箱基外壁与四周土的摩擦增大，增强了阻尼作用，具有良好的抗震性 能。 ? 它适用于软弱地基上的面积较小，平面形状简单，荷载较大或上部结 构分布不均的高层重型建筑物的 基础及对沉降有严格要求的设备 基础或特殊构筑物，但混凝土及 钢材用量较多，造价也较高。 ? 施工困难，复杂程度较高.工期 利用时间长。 ? 隔墙太多，能够有效利用的空
高层建筑工程中筏板基础的设计方法 摘要：在高层建筑工程设计过程中，基础选型是结构设计中非常重要的一个环节，对工程施工难度、工程施工造价、施工工期等均有比较大的影响。筏板基础 具有刚度大、埋设深度大、抗震性佳等优点，是高层建筑工程中常用的基础结构。基于此，本文重点对高层建筑工程中伐板基础的设计方法分析和探讨。 关键词：高层建筑工程；筏板基础；设计方法 在高层建筑设计过程中，建筑结构基础至关重要，在进行基础设计时，需要从技术和经 济方面进行考虑。当前，高层建筑地下部分主要用于停车场，因此在设计时不允许设置墙体 过多，所以采用箱形基础就不合适。而使用伐板基础不仅可以达到高层建筑地基承载要求， 而且可以达到大空间要求。施工比较简单，是一种比较理想的高层建筑基础结构形式，在高 层建筑设计中应用广泛。 1确定高层建筑筏板基础的埋深和承载力 当前，我国大型城市用地日益紧张，城市中高层建筑也比较密集，在确定高层建筑基础 结构时，需要结合建筑的功能要求对建筑层高和层数进行确定，如此一来就可以确定出高层 建筑的基础埋深，然后根据建筑场地土层特点和基础埋深对基础结构类型进行选择，并根据 实际情况分析是否可以选用天然筏板基础。对于地下水位比较高的地区或者需要布置一定埋 设深，天然筏板基础或桩筏基础作为一种补偿性基础，在对地基基础结构进行确定时，主要 采用下述两种方法：一是根据补偿性基础特点对地基承载力进行分析，二是按照地基承载力 设计值来进行确定。可以按照相关规范要求和地基承载力标准值，修正基础深度和宽度，最 后得到地基承载力。在对高层地下岩土性质进行分析时，可以采用压板试验、土工试验和标 贯试验相结合的方法来进行判断。比如，无锡双新科技园区1号楼，地下结构为两层，地上 结构24层。在进行地下室施工时，将原地面下10m下的原土挖去后进行地下室的建造。此 时卸土压力会达到180kPa。相当于十层楼荷载重量。当地下水位处于地面下两米时，地下水 浮托力会达到80KPa，相当于五层楼荷载重量。所以，要求地基承载力只需要承受十层楼的 荷载。也就是说，为了满足设计要求，只需要承载力标准值f≥250KPa可以达到要求。如果适 当挑出筏基底板，则可以保证高层建筑的可靠性。当然实际设计过程中还是采用了桩筏基础，增加可靠度，减少了不均匀沉降。目前已经建成，效果还是比较好。 2 计算天然筏板基础变形 在验算天然筏板基础时，主要包括变形和地基承载力两个方面。特别是对于超高层建筑 或高层建筑来说，建筑变形发挥着重要的控制作用。在对地基变形进行计算时，想要实现精 确性计算时难度还比较大，存在的计算误差相对来说也比较大，设计人员无法准确把我尺度，常常会因为计算得到的沉降量大于实际沉降量使原有的天然基础高层建筑使用的桩基础不合理，导致筏板基础的设计比较保守，增加了基础造价，造成资源浪费。当使用各向同性均质 线性变形体计算模型时，地基实际产生的变形量和分层总和法计算出来的自由沉降量会有所 不同[1]。出现这种情况的原因比较多。在对高层建筑地层变形进行计算时，因为基坑的开挖 深度比较深，并且卸土的厚度比较厚，会因为地基回弹变形而导致地基出现微量的隆起。 在施工过程中，回弹再压缩模量的计算难度比较大。一般来说，实际回弹量约为公式计 算得到的回弹量的10%~30%，所以实际观测到的沉降结果是计算值的1.2~1.3倍左右。 高层建筑基础设计时，由于结构基础的埋设深度过深，需要考虑地基回弹再压缩变形的 影响，并且需要重点进行考虑和分析。在进行高层建筑筏板基础计算时，高层建筑具有埋设 深度大、基础面积大，受地基回弹因素影响比较大的特点，有时可以将基础看作补偿基础， 此时附加压力可以看成零或者忽略不计，这和实际情况并不符合。因为基坑的面积非常大， 在开挖基坑的过程中会使坑底出现回弹。当建筑无荷载重量达到一定值后，基础结构依然会 出现沉降变形。为了保证实际变形和沉降计算结果接近，在进行计算时，将总荷载作为地基 沉降计算压力得到的计算结果更加的合理，并且更适用于大基础结构。采用上述方法进行设 计时，不仅对补偿基础技计算过程中存在的问题进行了考虑，而且也使大面积基坑坑底回弹 压缩问题得到了解决。按照《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》（JGJ-99）中的规范要求，沉降量除了要使用室内压缩模量进行计算以外，还需要按照压缩模量E0进行计算（压缩模
超高层建筑的基础与结构 【摘要】 给大家推荐一个结构设计的参考资料。 【关键词】 超高层建筑的定义、基础工程、结构类型 １超高层建筑的定义 超高层建筑仍属于高层建筑的范畴。而高层建筑的划分标准则因国家和地理环境而异。国家规范规定，凡高度超过１００ｍ的建筑均为超高层。 ２超高层建筑的基础工程 ２.1基础型式 由于超高层建筑形高、体重，基础工程不但要承受很大的垂直荷载，还要承受强大的水平荷载作用下产生的倾覆力矩及剪力。因此超高层建筑对地基及基础的要求比较高：其一，要求有承载力较大的、沉降量较小的、稳定的地基；其二，有稳定的、刚度大而变形小的基础；其三，既要能防止倾覆和滑移，也要尽量避免由地基不均匀沉降引起的倾斜。 建筑基础设计的首要任务是确定基础型式。而建筑基础型式的确定必须综合考虑地基条件、结构体系、荷载分布、使用要求、施工技术和经济性能。目前超高层建筑中采用的基础型式主要有箱形基础、筏形基础、桩基及桩—筏基础、桩—箱基础。箱形基础和筏形基础整体刚度比较大，结构体系的适应性强，但是对地基的要求高，因此较适合于地表浅部地基承载力比较高的地区，如北京地区一般超高层建筑多采用箱形基础或筏形基础。桩—筏基础和桩—箱基础由于可以通过桩基将荷载传递至地下深处，不但具有整体刚度比较大，结构体系适应性强的优点，而且使用条件也比较宽松，因此能适合各种地基条件的地区，因此在超高层建筑工程中应用非常广泛。在超高层建筑基础工程中，桩—筏基础应用最广，近年来建设的世界著名超高层建筑大都采用了桩－筏基础，如中国上海环球金融中心、金茂大厦、台北１０１大厦、香港国际金融中心二期、马来西亚吉隆坡石油大厦基础都为桩—筏基础。 在超高层建筑基础工程中，桩基础占有相当重要的地位，桩基不但是荷载传递非常重要的环节，而且是设计和施工难度比较大的结构部位。目前超高层建筑采用的桩基础形式主要有钢筋混凝土灌注桩、预应力混凝土管桩和钢管桩。 三者之中，钢筋混凝土灌注桩具有地层适应性强、施工设备投入小、成本低廉、承载力大、环境影响小等优点，因此在超高层建筑中应用非常广泛。预应力混凝土管桩具有成本比较低、施工高效、质量易控等优点，但是也存在挤土效应强烈、承载力有限等缺陷。
高层建筑地基基础 课程设计 学年学期：2014~2015学年第2学期 院别：土木工程学院 专业：勘查技术与工程 专业方向：岩土工程 班级：勘查1201 学生： 学号： 指导教师：陈国周
《高层建筑地基基础课程设计》成绩评定表班级姓名学号
目录 一、工程概况几工程地质条件 (6) 柱位图 (6) 土层信息 (6) 上部荷载 (6) 二、基础选型 (7) 三、设计尺寸与地基承载力验算 (7) 基础底面积尺寸的确定 (7) 地基承载力验算 (7) 四、沉降验算 (9) 五、筏板基础厚度的确定 (10) 抗冲切承载力验算 (10) 抗剪承载力验算 (11) 局部受压承载力计算 (12) 六、筏板、基础梁内力计算 (12)
基础底板内力计算 (13) 基础梁内力计算 (13) ................................................................................................ 错误!未定义书签。 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 七、梁板配筋计算 (17) 底板配筋 (17) ................................................................................................ 错误!未定义书签。 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 基础梁配筋 (19) 八、粱截面配筋图 (26) 九、心得体会 (27) 十、参考文献 (27)
浅析高层建筑筏板基础的设计 筏板基础因具有埋深深、刚度大、整体型强、抗震能力好等优点而被广泛应用，鉴于关于筏板基础设计的理论不是太完整而存在许多设计不合理的地方，本文就如何选择和设计筏板从选型、埋深、变形及抗浮锚杆的设置四个方面进行了简单的分析，并给出工程实例进行简单的论证。 标签筏板基础；高层建筑；设计 随着现代产业化的发展，高层建筑如雨后春笋办涌现出来。建筑物高度的增加，引起水平荷载产生的弯矩饿剪力迅速增大，导致倾覆力距成倍增长，甚至起着控制设计的作用。因此，基础设计就显得至关重要，需要根据上部结构形式，建筑场地的工程地质条件、施工条件、材料供应条件及其他相关条件进行综合考虑。筏板基础因具有埋深深、刚度大、整体型强、抗震能力好等优点而被广泛应用，但由于设计人员理解上的差异而存在许多设计不合理的地方，本文就如何选择和设计筏板从选型、埋深、变形及抗浮锚杆的设置四个方面进行了简单的分析，并给出工程实例进行简单的论证。 1 筏板基础的选择依据 基础选型除了应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限制外，整体结构也应符合规范对强度、刚度和延性的要求，其中最主要的则是选型要安全可靠、经济合理。 筏板基础适用于低级很软弱，承载能力低，而上部结构传来的荷载又很大的情况，采用十字条形基础无法提供足够的底面积，而采用桩基又明显超过工程的实际需要。 一般的高层建筑，常需在地下设置车库、人防工程、设备用房和水池等地下室，并有其适用功能要求决定地下室的层高和层数，这就基本确定了基础底板的埋置深度，然后，在更加改深度结合建筑场地的岩土工程特点减小基础选型，研究选择筏板基础的可能性。 2 筏板的设计及注意事项 2.1 筏板基础埋深及承载力的确定 地下室具有一定的埋深及地下水位的不同，天然筏板基础一般属于补偿性基础，因此地基的确定有二种方法： 2.1.1 地基承载力设计之的直接确定法。根据地基承载力标准值按照有关规范同归深度和宽度的修正得到承载力设计值，并采用原位试验与室内土工试验相结合的综合判断法来确定岩石的特性，原因是取样时的扰动和失水会严重影响土