高层建筑筏板基础.doc

1、高层建筑筏板基础摘要：筏板基础因具有整体性好、承载力高、结构布置灵活等优点，广泛用作高层建筑的基础。本文通过工程实例从筏板基础选型、设计、计算等几个方面进行了探讨，以期为同行提供参考。 关键词：高层建筑；筏板基础；设计 Abstract: The raft foundation for has the advantages of good integrity, high bearing capacity, structure layout flexibility, widely used as a foundation in high-rise buildings. In this paper

2、， it discusses several aspects from the raft foundation, design, calculation, in order to provide reference for counterparts. Key words: high-rise building; raft foundation; design 中图分类号：TU97 近年来，我国高层建筑的发展迅猛，高层建筑的发展对地基基础也提出了更高的要求，基础工程对整个建筑物的安全和寿命有举足轻重的影响,其造价和工期分别占建筑物土建总造价和总工期的 1/3 左右，所以必须选用和高层建筑要求相适

3、应的基础形式，如果基础存在隐患,将会造成巨大的经济损失。因此,对高层建筑地基基础的研究已成为业界特别重视的问题。 筏板基础选型及设计 筏板基础是高层建筑常用的基础形式之一,是由这种基础形式所具有的一些特点决定的，如能够充分发挥地基承载力，基础沉降量比较小，调整不均匀沉降的能力较强，具有良好的抗震能力，可以充分利用地下空间，施工方便且在一定条件下较经济等等。 筏板基础选型 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；而小型高层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。包括等

4、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。 筏板基础设计 在筏基设计时应重点考虑以下问题： (1)使上部结构的荷载合力中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，需综合考虑上述多方因素以减小基础端部基底反力。(2)底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算两方面来确定。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)无肋梁筏板基础配筋可近似按无梁楼盖按倒楼盖法的计算方法进行；对肋梁式筏基，当肋梁高度比板厚大的多时，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

5、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)在比较均匀的地基上，当上部结构刚度较好时，可不考虑整体弯曲，但在端部一、二开间内应将地基反力增大10一 20，按上下均匀配筋。(5)构造配筋要求：筏板受力筋应满足规范中 015的配筋率要求，悬挑板角处应设置放射状附加钢筋等。 二、筏板基础的基础埋深及承载力的确定 高层建筑为节约用地，常设车库、人防工程等地下室用房，并根据使用功能决定地下室的层高和层数，来确定基础底板的埋置深度。根据该深度结合建筑场地的岩土工程特点进行基础选型，研究选择天然筏板基础的可能性。由于天然筏板基础属于补偿性基础，地基承载力的确定除了按照有关规范通过深度和宽度的修

6、正得到承载力设计值外，则是按照补偿性基础分析地基承载力确定。 筏板基础的沉降计算 在研究建筑物荷载的水平分布规律时发现：对于筏板基础，可将筏板划分为许多小单元，单位面积承受的荷载重量与基础的纵向挠曲曲线的形状相吻合，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。 如果遇到地基地层分布不均匀而导致上部结构荷载在筏板基础上分布不均时，则会引起差异沉降较大，可考虑以下措施解决不均匀沉降问题。若出露土层属地质特性较差的情况，则可将其挖出一部分，

7、换填低强度等级的素混凝土，以改变和调整地基的不均匀变形；重新调整上部结构荷载，以减小基底压力差；调整筏板基础形状和面积，考虑适当设置悬臂板，均衡和降低基底压力；大力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。 工程实例分析 新疆某 29 层商住楼，总建筑面积约 4 万 m2，本工程设有一层地下室，属一类建筑，抗震设防烈度为七度，采用框架剪力墙结构体系，主楼由2 座塔楼组成，裙楼 3 层为商业用途，429 层为住宅，地基从上到下为人工填土层（2m 之内） 、粉质粘土层（平均 1.8m） 、强风化岩埋深基本在56 m 左右，承载力标准值 kPa500kPa。 基础选型 本工程场地内基岩

8、埋深较浅，其中强风化岩埋深基本在 56m 左右，承载力标准值，kPa500kPa，地下室底板面相对标高为 45m，因此如采用厚板片筏基础，底板将基本落在强风化岩上，可以利用强风化岩作为筏板持力层，小部分落在残积土层的可用 C10 混凝土换填。筏板基础的整体刚度好，可以调整基础的不均匀沉降，施工简便，能有效缩短工期，且本工程柱荷载相差不太大，也有利于减少基础的不均匀沉降，并且降低工程造价。事实证明，本工程采用筏板基础是安全可靠、经济合理的。 2、基础设计 本工程的筏板基础设计包括基础持力层的承载力及地基变形计算、筏板板厚及配筋的计算、有关的构造措施等。 （1）地基承载力计算 经过计算，建筑物的总

9、重量为 999105kN。本工程裙楼边线、地下室边线与塔楼边线基本一致，为了使筏板形心与上部结构重心尽量靠近，筏板基础边比地下室边线悬挑 1m，筏板面积为 2180m2，基础底面处的平均压应力 p=458kPa。本工程基础持力层为强风化岩，其地基承载力即使不考虑基础深宽修正也大于基底压力,基础持力层的强度满足要求。 （2）地基变形计算 地基的变形计算主要是要确定在压缩深度范围内土层的变形模量。在本工程中，在持力层深度处选取了 4 个点进行现场压板试验。根据压板试验，本工程场地强风化岩层的变形模量 E0=110MPa。 在本工程中，由于基础持力层为强风化岩，其下卧中、微风化岩变形模量很大，可视为

10、不可压缩层，因此沉降计算深度 Zn 取强风化岩平均厚度为 10m；基础宽度 b=30.2m；基础长宽比 Lb=2.33；长期效应组合下基底压力 pk=370kPa；通过查表可知，i 一 i1=O.3，=O.95；将以上数值代入沉降公式，S=pkb(i-i-1)E0,可以求得基础的沉降 S=32mm。该值小于建筑地基基础设计规范(GB500072011)的最大沉降限值 200mm，因此本工程基础沉降满足要求。 (3)筏板设计计算 板厚：在本工程中，柱子的最大轴力为 272104kN，经冲切验算，同时考虑基础整体刚度，筏板厚度取 18m。 强度计算及构造：筏基内力采用 PKPM 系列的 JCCAD

11、 软件进行有限元计算。本工程筏板宽与板厚之比 b/h10，最大挠度较小，满足小于 b/50的要求，基本可以按薄板小挠度理论来计算。计算采用弹性地基梁板模型，划分单元尺寸为 2m2m，各单元下地基土的基床系数由程序根据各土层的压缩模量计算并参考地区经验值确定。根据计算结果，本工程筏板配筋为上下 C25100 双向拉通，局部内力大的地方放置二排筋，二排加筋为 C18100、C25100 等。考虑到筏板混凝土量较大，在两塔楼之间设了一道后浇带，以减少混凝土的干缩应力，并在两排钢筋网之间设梅花形排列的连系筋系筋 1612001200，以防止混凝土内出现收缩裂缝。(4)沉降观测 本工程已完工，沉降约 12mm，且比较均匀。说明上述的基础沉降计算是比较准确的。 总结 基础的选型对建筑物的设计及造价都有较大的影响，应根据地基实际情况作出合理选择，并在基础设计时选用合适的公式与参数。对于高层建筑采用天然筏板基础，本工程为今后同类型的建筑物提供了设计参考数据。 参考文献 1GB500072011 建筑地基基础设计规范