筏板基础设计分析
- 格式:doc
- 大小:33.50 KB
- 文档页数:4
高层筏板基础宽度高层建筑物的筏板基础是建筑物整个结构的重要组成部分,它承担着传递建筑物荷载至地基的重要任务。
筏板基础的宽度设计合理与否,直接关系到建筑物的安全稳定。
本文将针对高层筏板基础宽度进行分析,以期为大家提供实用的设计建议。
一、高层筏板基础概述高层筏板基础是一种深基础形式,主要适用于软弱地基和土层不均匀的地方。
筏板基础可以将建筑物的荷载均匀分布到较大的面积上,从而降低地基的不均匀沉降。
筏板基础一般分为整板式和梁板式两种形式。
二、筏板基础宽度的确定因素1.建筑物荷载:建筑物荷载的大小直接影响到筏板基础的宽度。
荷载越大,筏板基础宽度需要相应增大,以保证传递荷载的稳定性。
2.地基条件:地基的性质、承载力以及不均匀沉降程度都会对筏板基础宽度产生影响。
在不均匀地基条件下,筏板基础宽度需适当加大,以降低地基不均匀沉降对建筑物的影响。
3.建筑物高度:建筑物高度与筏板基础宽度成正比关系。
随着建筑物高度的增加,筏板基础宽度也需要相应增加,以确保建筑物在高度变化时的稳定性。
4.设计规范:根据国家相关规范,筏板基础宽度应满足一定的要求。
设计时需遵循规范要求,确保筏板基础宽度的合理性。
三、筏板基础宽度对建筑物稳定性的影响筏板基础宽度对建筑物稳定性具有重要作用。
宽度合理的筏板基础能够有效降低地基不均匀沉降,提高建筑物的抗风抗震能力。
反之,若筏板基础宽度不足,可能导致建筑物稳定性较差,甚至发生安全事故。
四、设计筏板基础宽度的注意事项1.充分了解地基条件,为筏板基础宽度的确定提供依据。
2.遵循国家相关规范,确保筏板基础宽度的合理性。
3.综合考虑建筑物荷载、高度等因素,合理确定筏板基础宽度。
4.注意筏板基础宽度的调整,以满足不同工况下的稳定性需求。
五、总结高层筏板基础宽度设计是建筑物结构设计中的重要环节。
合理确定筏板基础宽度,对保证建筑物的安全稳定具有重要意义。
在设计过程中,应充分考虑地基条件、建筑物荷载和高度等因素,遵循国家相关规范,确保筏板基础宽度的合理性。
浅谈高层建筑筏板基础的设计丁少润程少彬【文章以某工程为例,对高层建筑基础的选型和平板式筏板基础的结构设计进行介绍,并着重阐述运用上部结构、基础和地基共同作用的分析原理,对筏板基础内力进行分析的有限元法,以供参考。
】1概述建筑物采用何种基础型式,与地基土类别及土层分布情况密切相关。
工程设计中,常遇到这样的地质情况,地下室底板下的岩土层为风化残积土层、全风化岩层、强风化岩层或中风化软岩层,因此,有可能采用天然基础。
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,因而限制了箱型基础的使用;筏板基础既能充分发挥地基承载力,调整不均匀沉降,又能满足停车库的空间使用要求,因而就成为较理想的基础型式。
筏板基础主要构造型式有平板式筏板基础和梁板式筏板基础,平板式筏板基础由于施工简单,在高层建筑中得到广泛的应用。
本文以广州白云区某住宅楼的基础设计为例,拟对高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法进行介绍。
2基础选型2.1工程地质概况本工程设地下室1层,塔楼地上20层,采用剪力墙结构。
根据岩土工程勘察报告,场地土层分布自上而下分别为:①人工填土层,厚度0.5m~3.0m;②冲洪积土层,厚度0.60m;③可塑状残积土层,厚度1.6m~8.30m,标贯击数为8~16击;④硬塑状残积土层,厚度2.2m~12.0m,标贯击数为18~29击;⑤岩石全风化带,厚度2.40m~8.60m,标贯击数为30~46击;⑥岩石强风化带,厚度0.60m~12.0m,标贯击数为50~65击;⑦岩石中风化带,厚度1.10m~2.13m,天然单轴极限抗压强度24.55MPa~49.55MPa;⑧岩石微风化带,厚度1.0m~1.60m,天然单轴极限抗压强度43MPa~120MPa。
2.2基础结构方案选择高层建筑常用的基础结构型式为桩基础,本工程岩土工程勘察报告中建议基础型式采用预应力管桩基础或人工挖孔桩基础。
①采用预应力管桩基础,以强风化花岗岩为桩端持力层,由于场地基岩埋深相对较浅,地下室开挖后,最短有效桩长仅为2m左右,且场地局部地段在残积层中存在中风化岩孤石,对预应力管桩施工带来困难。
浅谈筏板基础设计摘要: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,简要介绍了建筑基础选用筏形基础的优势,从筏板类型、厚度、地基计算模型、内力分析、构造要求等方面阐述了筏形基础结构设计,并对其在具体工程实例中的应用进行了说明,为类似项目的基础设计计算积累了一定经验。
关键词:筏板基础;建筑;设计引言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。
筏板基础由整块钢筋混凝土平板或板与梁等组成。
这类基础,整体性好,抗弯刚度大,可调整和避免结构物局部发生显著的不均匀沉降。
筏板基础在许多结构类型中得到广泛应用,无论是多层还是高层建筑,也无论是住宅还是公建等商业建筑。
筏板基础刚度大,整体性好,根据上部结构形式分为板式和梁式。
在大型商业建筑中,因柱网较大,上部建筑荷载较大,常常采用梁式筏板;而小型公建或者低层住宅可以采用板式。
不同形式有不同的设计计算方法,规范也有相应的规定与构造。
笔者通过不同结构类型的筏板设计,简单介绍一下筏板基础的设计。
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。
筏板基础选型和设计分析作者:董为华刘华伟来源:《城市建设理论研究》2013年第09期摘要:建筑设计的人员之所以青睐筏板基础,是因为它具有良好的使用性能。
针对现在在高层建筑中使用比较频繁的筏板基础的一些设计进行详细的介绍,也希望能对相关人员在工作上一定的帮助。
关键词:高层建筑;筏板基础;设计中图分类号:[TU208.3] 文献标识码:A 文章编号:0 前言在目前的一些高层建筑的设计中,其中很重要的一步就的设计的基础选型,在选择的时候,我们需要综合考虑,要考虑到经济、技术等等这些方面的需求。
就目前来说,高层建筑的最底下那一部分,通常都是被设计者设计为地下停车场的,这样子就不允许当中设计过多的墙体,像箱型这样的基础就不适合了;筏板基础在施工过程中,是相对来说比较简单的,它不仅能够满足地基的承受能力,又可以满足到人们对地下大空间的需求,因此也等到了许多高层建筑设计师和人员的青睐,让它也成为了高层建筑中相对来说比较理想的一种基础建筑形式,被广泛地应用到各种高层的建筑当中。
1 高层建筑筏板基础承载力以及埋深的确定目前,我国大中型城市用地普遍紧张,城市中的高层建筑比较密集,因而必须设置水池、设备用房、人防工程以及车库等地下室,并根据其功能的具体要求来确定建筑物地下室的层数和层高,这就相应的确定了基础需要的埋深,之后根据基础的埋深以及建筑场地土层的特点来选择基础的类型,分析是否可以使用天然筏板基础。
因为地区的地下水位较高以及地下室需要一定的埋置深度,天然筏板基础又是补偿性的基础,所以在确定地基时可以有两种办法:一是根据地基承载力的设计值来确定。
它是依照有关的设计规范并结合地基承载力的标准值,对宽度和深度进行必要的修正后得到地基承载力的设计值,使用实验室内的土工试验与压板试验、标贯试验等原位试验相结合,进而判断出高层地基下岩土的性质;二是根据补偿性基础的特点来分析地基的承载力。
2 计算筏板基础变形量建筑设计中,地基验算主要包括变形量的验算和地基承载力验算,而在超高层或者高层建筑中,起着决定性控制作用的是地基的变形量验算。
浅谈筏板基础设计的方法及注意事项摘要:建筑物地基土的类别和地基土层的分布情况决定了建筑物所采用哪一种类型的基础形式。
而筏板基础能很好的将地基承载力充分的发挥的同时,又能使沉降不均匀得到良好的调整,因此筏板基础被广泛应用于诸多的结构类型中。
本文就筏板基础设计的方法及筏板基础设计中的相关注意事项进行了一些浅析。
关键字:筏形基础;筏形基础设计;筏板;基础随着我们国家经济水平的不断提高,近些年来,国家的建筑行业也蓬勃发展起来。
建筑设计的推陈出新和建筑使用性能的不断扩大,无论是从建筑的数量上还是质量上都对建筑行业提出了新的要求。
筏板基础也理所当然的成为人们关注的对象,越来越多的被人们所认识和研究。
筏板基础从传统的应用于大型高层的建筑开始,到现今在一些纷繁复杂的小型建筑中也得到重视,其地位和分量也不断增加,所以,我们非常有必要对筏板基础设计的方法进行探讨。
一、筏板基础由于建筑物的地基土的类别和地基土层的分布情况决定了建筑物所采用哪一种类型的基础形式。
而筏板基础不仅充分发挥了地基的承载力,也使沉降不均匀得到良好的校正,这也是筏板基础能够广泛应用于诸多结构类型之中的原因。
筏板基础刚度大,整体性好,根据上部结构形式划分,筏板基础的构造形式主要可分为两种:平板式筏板基础和肋梁式筏板基础。
在柱网相对较大的大型商业建筑施工中,往往建筑的上部所要承受的荷载最大,所以我们通常会选择肋梁式筏板基础。
而平板式筏板基础则被广泛的应用在小型公共建筑或者是低层住宅建筑。
而近些年来,平板式筏板基础因其施工简单的特点,在高层建筑中也得到广泛的应用。
高层建筑的地下室通常被拿来建造地下的车库,因为此,这样的建筑是不被允许过多的设置内墙的,从而对箱型基础,限制了其使用。
而筏板基础因其能满足停车库对空间的使用要求,而成为较理想的基础型式。
二、筏板基础埋深及承载力的确定在城市区域,基础筏板的预埋深度取决于所需建造的建筑物地下室的层数多少和每层的高度。
筏板基础设计之沉降计算原理
筏板基础设计中的沉降计算原理是非常重要的,它涉及到土壤力学和结构工程的知识。
首先,让我们从土壤力学的角度来看。
筏板基础是一种承载结构荷载的基础形式,它通过分散荷载到较大的土体面积上来减小地基承载压力,从而减小地基沉降。
沉降计算的原理主要基于以下几个方面:
1. 土体压缩特性,土壤是一个多孔介质,当外部荷载作用于土体上时,土颗粒之间会发生压缩,导致土体沉降。
通过对土体的压缩性质进行实验和理论分析,可以得到土体的沉降特性,从而进行沉降计算。
2. 应力传递原理,筏板基础通过较大的接触面积将荷载传递到土体上,使得地基承载压力得到分散。
在沉降计算中,需要考虑到荷载在土体中的传递过程,以及不同深度处的土体应力分布情况,从而评估地基的沉降情况。
3. 土体的本构关系,土体的本构关系描述了土体的应力应变特性,通过本构关系可以得到土体的压缩模量、剪切模量等参数,从而进行沉降计算。
在结构工程中,沉降计算还需要考虑到筏板基础与上部结构的相互影响,以及不同荷载组合下的沉降情况。
此外,还需要考虑到地下水位变化、地基加固等因素对沉降的影响。
综上所述,筏板基础设计中沉降计算的原理涉及到土壤力学、结构工程以及工程实践经验等多个方面的知识,需要综合考虑土体的力学特性、结构荷载、地下水位等因素,以及进行合理的理论分析和实验验证,才能得到准确可靠的沉降计算结果。
高层住宅楼筏板基础的设计在现代城市的建设中,高层住宅楼如雨后春笋般拔地而起。
而作为支撑这些高楼大厦的重要基础结构,筏板基础的设计至关重要。
筏板基础具有整体性好、能有效调整不均匀沉降等优点,在高层住宅楼的建设中得到了广泛应用。
一、筏板基础的概念与特点筏板基础,简单来说,就是一块像筏子一样的钢筋混凝土板,将整个建筑物的底面积全部覆盖,把建筑物的荷载均匀地传递到地基上。
其主要特点包括:1、整体性好:筏板基础能够将上部结构的荷载均匀地分布到整个基础底面,有效地减少了不均匀沉降的发生。
2、稳定性高:由于基础面积大,对地基土的承载力要求相对较低,能够适应较软弱的地基条件。
3、抗渗性能强:对于地下水位较高的地区,筏板基础可以有效地抵抗地下水的渗透,保证建筑物的安全性。
二、高层住宅楼筏板基础设计的考虑因素在设计高层住宅楼的筏板基础时,需要综合考虑多个因素,以确保基础的安全性、经济性和合理性。
1、上部结构的荷载准确计算上部结构传递到基础的竖向荷载和水平荷载是设计的关键。
这包括建筑物的自重、使用活荷载、风荷载、地震作用等。
不同的荷载组合会对筏板基础的尺寸和配筋产生重要影响。
2、地质条件地质勘察报告提供的地基土的物理力学性质、承载力特征值、地下水位等信息是设计的基础。
根据地质条件,选择合适的基础持力层,并确定地基的处理方式。
3、沉降控制高层住宅楼由于高度较大,荷载较重,对沉降的要求较为严格。
设计时需要通过合理的基础尺寸和配筋,控制建筑物的沉降量和差异沉降,避免因不均匀沉降导致结构开裂和损坏。
4、抗浮设计在地下水位较高的地区,建筑物可能会受到地下水的浮力作用。
此时,需要进行抗浮设计,确保筏板基础能够抵抗地下水的浮力,保证建筑物的稳定性。
5、温度应力由于筏板基础的混凝土体积较大,在施工过程中会产生较大的温度应力。
设计时需要采取相应的措施,如设置后浇带、添加膨胀剂等,减少温度裂缝的产生。
三、筏板基础的设计计算1、地基承载力计算根据地质勘察报告提供的地基土参数,按照相关规范和公式,计算地基的承载力。
筏板式基础设计要点浅析作者:杨寒符小虎来源:《科学导报·科学工程与电力》2019年第01期【摘要】本文通过对河南荥阳灰岩矿骨料生产线工程成品装车仓基础设计进行分析总结,分析筏板式基础设计要点及存在的问题,并采取相应处理措施,为上部框架式结构梁板式筏形基础设计提供参考。
【关键词】筏形基础;基承载力;地基处理;JCCAD1 前言建筑物基础选型应根据地基土质、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确定。
基础布置形式分为独立基础、条形基础和筏形基础,其中筏板基础主要优点有:1)可充分发挥地基承载力;2)筏板基础沉降小,调整地基不均匀沉降能力强;3)施工方便且造价低。
筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和梁板式筏基,包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁。
本文以河南荥阳灰岩矿骨料生产线工程成品装车仓(以下简称:成品装车仓)基础设计为例,对筏板基础的设计进行分析总结。
2 工程概况河南荥阳灰岩矿骨料生产线位于河南省荥阳县,处理能力5000t/h,包括破碎车间、筛分车间、调节料仓、成品库以及装车仓等。
本项目为其中成品装车仓,共6座,由于6座成品装车仓地理位置接近,结构布置形式一致,因此仅对单座成品装车仓进行设计。
成品装车仓为单排群仓,包含三个锥斗仓。
主体为三层框架结构,结构轴线尺寸19.5×6.5m,单个锥斗仓轴线尺寸6.5×6.5m。
成品装车仓建筑总高度15.85m,一层层高7.45m,布置除尘器、散装机等设备;二层层高6.19m,布置锥斗仓,主要为料堆重量和锥斗仓传递荷载;三层层高2.21m,布置钢平台,除尘器等,另成品装车仓底部布置三台汽车衡,设备重量20t,最大称量100t。
根据设备厂家要求,汽车衡基础同为成品装车仓基础,布置为筏板式,因上部荷载较大,采用梁板式筏形基础。
根据地勘报告,成品料仓位于荥阳市贾峪镇邢村国联矿山内,场地标高334.77m~343.85m,高差9.08m,地貌单元属低山丘陵。
筏板基础设计⽅法及构造要求前提条件:1.上部结构的计算可以提供荷载和凝聚到基础顶⾯的刚度;2.有完整准确地地质报告输⼊,并成功读⼊到合适位置。
基本参数基础埋置深度:⼀般应⾃室外地⾯标⾼算起。
对于地下室,采⽤筏板基础也应⾃室外地⾯标⾼算起,其他情况如独基、条基、梁式基础从室内地⾯标⾼算起。
⾃动计算覆⼟重:该项⽤于独基、条基部分。
点取该项后程序⾃动按20kN/m2的混合容重计算基础的覆⼟重。
如不选该项,则对话框中出现“单位⾯积覆⼟重”参数需要⽤户填写。
⼀般来说如条基、独基、有地下室时应采⽤⼈⼯填写“单位⾯积覆⼟重”,且覆⼟⾼度应计算到地下室室内地坪处,以保证地基承载⼒计算正确。
⼀层上部结构荷载作⽤点标⾼:即承台或基础顶标⾼,先进⾏估算,计算完成后进⾏修改。
该参数主要是⽤于求出基底剪⼒对基础底⾯产⽣的附加弯矩作⽤。
在填写该参数时,应输⼊PMCAD中确梁⽀座钢筋放⼤系数:1.0梁跨中钢筋放⼤系数:1.0梁箍筋放⼤系数:1.0梁主筋级别:⼆级或三级梁箍筋级别:⼀级或⼆级梁⽴⾯图⽐例、梁剖⾯图⽐例:按默认梁箍筋间距:200翼缘(纵向)分布钢筋直径、间距:8mm、200mm梁式基础的覆⼟标⾼:当不是带地下室的梁式基础时,此值为0;否则应填写地下室室内地坪标⾼。
该值⽤于判断梁式基础是否有地下室和计算地下室内覆⼟⾼度的数据梁设弯起钢筋: x板的参数:梁板混凝⼟等级:C30梁翼缘、板钢筋级别:⼀级或⼆级板钢筋归并系数:按默认板⽀座钢筋连通系数:按默认板⽀座钢筋放⼤系数:1.0板跨中钢筋放⼤系数:1.0柱下平板配筋模式:按默认梁施⼯图参数:对于独⽴基础(独⽴桩基承台)来说,如果在独基上架设连梁,连梁上有填充墙,则应将填充墙的荷载在此菜单中作为节点荷载输⼊,⽽不要作为均布荷载输⼊。
否则将会形成墙下条形基础,或丢失荷载。
选择PK⽂件、读取荷载、荷载编辑、当前组合、⽬标组合墙下条形基础可采⽤PM荷载或砖混荷载;柱下独基和桩承台采⽤尽量多的荷载组合;筏板和基础梁选相同⼯况荷载组合。
筏板基础设计分析1筏板基础埋深及承载力的确定天然筏板基础属于补偿性基础, 因此地基的确定有两种方法. 一是地基承载力设计值的直接确定法. 它是根据地基承载力标准值按照有关规范通过深度和宽度的修正得到承载力设计值, 并采用原位试验(如标惯试验、压板试验等) 与室内土工试验相结合的综合判断法来确定岩土的特性. 二是按照补偿性基础分析地基承载力. 例如: 某栋地上28 层、地下2 层(底板埋深10m ) 的高层建筑, 由于将原地面下10m 厚的原土挖去建造地下室, 则卸土土压力达180kpa, 约相当于11 层楼的荷载重量;如果地下水位为地面下2m , 则水的浮托力为80kpa, 约相当于5 层楼的荷载重量, 因此实际需要的地基承载力为14 层楼的荷载. 即当地基承载力标准值f ≥ 250kpa 时就能满足设计要求, 如果筏基底板适当向外挑出, 则有更大的可靠度.2天然筏板基础的变形计算地基的验算应包括地基承载力和变形两个方面, 尤其对于高层或超高层建筑, 变形往往起着决定性的控制作用. 目前的理论水平可以说对地基变形的精确计算还比较困难, 计算结果误差较大, 往往使工程设计人员难以把握, 有时由于计算沉降量偏大, 导致原来可以采用天然地基的高层建筑, 不适当地采用了桩基础, 使基础设计过于保守, 造价提高, 造成浪费.采用各向同性均质线性变形体计算模型,用分层总和法计算出的自由沉降量往往同实测的地基变形量不同, 这是受多种因素的影响造成的.(1) 这种理论的假定条件遵循虎克定律, 即应力—应变呈直线关系, 土体任何一点都不能产生塑性变形, 与土体的实际应力—应变状态不相一致;(2) 公式中S = 7S6 z iAi- z i- 1Ai- 1ES i[ 2 ]采用的计算参数系室内有侧限固结试验测得的压缩模量ESi , 试验条件与基础底面压缩层不同深度处的实际侧限条件不同;(3) 利用公式计算的建筑物沉降量只与基础尺寸有关, 而实测沉降量已受到上部结构与基础刚度的调整.采用箱型基础或筏板基础的高层建筑物,由于其荷载大、基础宽, 因而压缩层深度大,与一般多层建筑物不同, 地基不是均一持力层. 因此在地基变形计算的公式中引入了一个沉降计算经验系数7S. 通过实际沉降观测与计算沉降量的比较, 适应高层建筑物箱型基础与筏板基础的沉降计算经验系数, 主要与压力和地层条件相关, 尤其与附加压力和主要压缩层中(0. 5 倍基础宽度的深度以内) 砂、卵石所占的百分比密切相关. 由于该系数7S 仅用于对附加压力产生的地基固结沉降变形部分进行调整, 所以《建筑地基基础设计规范》规定可根据地区沉降观测资料及经验确定.计算高层建筑的地基变形时, 由于基坑开挖较深, 卸土较厚往往引起地基的回弹变形而使地基微量隆起. 在实际施工中回弹再压缩模量较难测定和计算, 从经验上回弹量约为公式计算变形量10%~30% , 因此高层建筑的实际沉降观测结果将是上述计算值的1. 1~1. 3 倍左右. 应该指出高层建筑基础由于埋置太深,地基回弹再压缩变形往往在总沉降中占重要地位, 有些高层建筑若设置3~ 4 层(甚至更多层) 地下室时, 总荷载有可能等于或小于卸土荷载重量, 这样的高层建筑地基沉降变形将仅由地基回弹再压缩变形决定. 由此看来, 对于高层建筑在计算地基沉降变形中, 地基回弹再压缩变形不但不应忽略, 而应予以重视和考虑.高层建筑箱型基础与筏板基础的计算与一般中小型建筑的基础有所不同, 如前所述, 高层建筑除具有基础面积大、埋置深, 尚有地基回弹等影响. 有时将基础做成补偿基础, 在这种情况下, 将附加压力视为很小或等于零, 这与实际不符. 由于基坑面积大, 基坑开挖造成坑底回弹,建筑物荷重增加到一定程度时, 基础仍然有沉降变形, 即回弹再压缩变形. 为了使沉降计算与实际变形接近, 采用总荷载作为地基沉降计算压力比用附加压力P 0 计算更趋合理, 且对大基础是适宜的. 这一方面近似考虑了深埋基础(或补偿基础) 计算中的复杂问题, 另一方面也解决了大面积开挖基坑坑底的回弹再压缩问题. 因此《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》(JGJ 6—99) 除规定采用室内压缩模量ES 计算沉降量外, 又规定了按压缩模量E 0 (采用野外载荷试验资料算得压缩模量E 0, 基本上解决了试验土样扰动的问题, 土中应力状态在载荷板下与实际情况比较接近) 计算沉降量的方法. 设计人员可以根据工程的具体情况选择其中一种方法进行沉降计算.按平面布置规则, 立面沿高度大体一致的单幢建筑物, 当基底压缩土层范围内沿竖向和水平方向土层较均匀时, 基础的纵向挠曲曲线的形状呈盆状形, 即“∪”状. 在研究建筑物荷载的水平分布规律时: 对于筏板基础, 可将筏板划分为许多小单元, 如果不考虑各小单元之间的相互影响, 单位面积承受的荷载重量(基底应力曲线) 与基础的纵向挠曲曲线的形状相吻合, 即也呈“∪”状. 这说明建筑物四周各点沉降量受到其它各点荷载的影响较小, 中部各点沉降量受到其它各点荷载的影响较大; 若将基础设计成整片筏板基础, 势必造成在相同的地基承载力下, 中部沉降量大, 而四周沉降量较小, 基底土变形不相协调.试验表明[ 4 ]: 刚性筏板在试验荷载下主要是整体沉降, 挠曲变形极小, 最大也未超过3‰; 而有限刚度筏板基础则除了整体沉降外还产生挠曲变形, 筏板刚度不同, 挠曲程度也不同.在筏板厚度相同的情况下, 随着长×宽(以矩形为例) 的增加, 筏板的刚度随之降低.因此设计中可选取“板式筏基+ 独立柱基”相结合的基础形式, 即中部(电梯井等剪力墙集中处) 用筏基, 四周柱基础采用独立基础或联合基础. 使筏板的长×宽尺寸减小、刚度增大,这不仅降低沉降变形的挠曲程度, 提高筏板的抗冲切能力, 同时, 减低了板中钢筋应力, 减少筏基的配筋量. 为协调各部分的变形, 使其趋于一致, 还可通过变形验算调整独立柱基的面积.既满足结构使用要求, 又达到相当可观的经济效益.在基础选型设计中, 应结合工程的具体情况, 考虑多方面的因素影响, 充分利用天然地基的承载能力, 通过比较“整片筏基”与“板式筏基+ 独立柱基”的工程造价. 以上 2 种不同基础形式, 后者较前者节省约30%~40% 的费用, 经济效益显著.当由于地层分布不均匀、上部结构荷载在筏板基础上分布不均匀而引起筏板基础各部分的差异沉降较大时, 可综合考虑采用以下处理措施:(1) 将出露地质较差的土层挖出一部分, 换填低强度等级的素混凝土形成素混凝土厚垫块, 以改变和调整地基的不均匀变形. 也可以采用“换填法”, 垫层采用碎石、卵石等材料, 经碾压或振密处理, 提高基础的承载能力;(2) 调整上部结构荷载或柱网间距, 减小基底压力差;(3) 调整筏板基础形状和面积, 适当设置悬臂板, 均衡和降低基底压力;(4) 加强底板的刚度和强度, 在大跨度柱间设置加强板带或暗梁等.3筏板基础的结构设计筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和肋梁式筏基, 包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁. 一般情况下宜将基础肋梁置于底板上面, 如果地基不均匀或有使用要求时, 可将肋梁置于板下, 框架柱位于肋梁交点处. 在具体筏基设计时应着重考虑如下问题:(1) 应尽量使上部结构的荷载合力重心与筏基形心相重合, 从而确定底板的形状和尺寸.当需要将底板设计成悬挑板时, 要综合考虑上述多方面因素以减小基础端部基底反力过大而对基础弯距的影响;(2) 底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确定. 柱网间距较大时可在柱间设置加强板带(暗梁加配箍筋) 来提高抗冲切强度以减少板厚, 也可采用后张预应力钢筋法来减少混凝土用量和造价. 决定板厚的关键因素是冲切, 应对筏基进行详细的冲切验算;(3) 无肋梁筏板基础的配筋可近似按无梁楼盖设柱上板带和跨中板带(倒楼盖法) 的计算方法进行, 精确计算可用有限元法;对肋梁式筏基, 当肋梁高度比板厚大得较多时, 可分别计算底板和肋梁的配筋, 即底板以肋梁为固定支座按双向板计算跨中和支座弯矩, 并适当调整板跨中和支座的配筋;(4) 构造配筋要求: 筏板受力筋应满足规范中0. 15%的配筋率要求, 悬挑板角处应设置放射状附加钢筋等. 设计人员往往配置受力钢筋有余, 构造钢筋却配置不足.4筏板基础抗浮锚杆的设置不少设计人员担心地下水位对底板的浮托力而设置抗拔锚杆, 在这里作如下分析和讨论.(1) 施工过程中浮托力的产生是由于基坑内积水(雨水和施工用水或地下水渗透) 所致;浮托力的大小与地下室的体积和基坑内积水高度有关. 因此, 只要能在地下室施工过程中有序排水或限制水位, 在基础底板底以下就不会产生浮托力.(2) 地下室上浮是因为地下室结构及上部结构的荷载重量不足以克服地下水的浮力, 当筏板基础底板上的结构重量大于实际上浮力后, 整个基础结构就能稳定. 因此在地下室和地面上相应有限几层的结构完成后, 就可以克服地下水的上浮力, 不需要在整个施工过程中对水位保持警惕.(3) 在计算地下水的浮托力时因注意: 筏基底板所承受的浮托压力只是底板与地基岩土的缝隙水压力、孔隙水压力, 板承受的浮托力与地基岩土的缝隙发育程度、孔隙率有关, 其实际压力强度小于静水压强. 其次, 底板的水承压面积并非全部. 由于底板与地基岩土已粘结成整体,因而能提供一定的粘结(抗拔) 力. 有关试验资料认为有效粘结面积占底板面积最小比率为K = 50% , 而粘结强度最低为250kpa (相当于毛石砌体与M 10 沙浆间的抗拉力). K 值是一重要因素, 应通过试验确定.浮托力的估算: 当K = 50%~100% 时,如地下水位为- 2. 0m 的10m 深地下2 层的基坑, 当底板厚度1 600mm , 顶板单位荷重为1 600kg, 则单位面积的浮托力T 和地下室结构重量W 分别为:T = 80×(50%~100% )= 40. 0 kpa~80. 0kpaW = 1. 6×25+ 16×2= 72. 0kpa从以上分析和讨论可见, 即使按K = 1 计算使浮托力T 最大, T 与W 的差值也只有8. 0kpa, 待地面上再施工1~ 2 层后, 就能保持整体平衡, 因此只要在地下室施工过程中能保持基坑干燥, 基础和地下室结构及地上2 层结构施工完成后, 就可放弃对地下水位的监测, 从施工过程来看是无需设置抗浮锚杆的.对于一些地下室较大、较深而地面以上结构层数不多的建筑, 则应根据上述总体平衡的原则计算确定抗浮锚杆. 对于地下室面积较大而主体塔楼面积较小的建筑, 应验算裙房部位的浮托力能否与结构自重相平衡, 否则也应设置抗浮锚杆.在底板配筋设计时应注意到由于水的浮托力使底板产生的弯矩, 当板下不设置抗浮锚杆时应全面考虑浮托力产生的弯矩, 当底板设置抗浮锚杆后则可适量减少底板的配筋量.5裙房基础的设计由于裙房的单柱荷载与高层主楼相比要小的多, 因此无需采用厚筏基础, 采用薄板配柱下独立扩展基础即可. 这里需要强调的是, 裙楼独立柱基的沉降与主楼筏板基础的沉降要相协调, 即控制沉降差在允许值范围内. 应根据公式计算主楼沉降量S , 再按各柱的荷载N 值和S 值反算出各独立柱基础的面积A (尚应验选地基承载力).6结束语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, 因此应认真研究场地岩土性质和上部结构特点, 通过综合技术经济比较确定.高层建筑的基础选型应因地制宜, 除基础应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值外, 整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的要求, 选用桩基或筏基都不是绝对的, 而安全可靠、经济合理才是基础选型的标准.。