筏形基础适合的结构 平板式筏形基础设计

筏形基础按结构特点分为平板式筏形基础和梁板式筏形基础。平板式筏形基础使用较普遍,施工简便,且有利于地下室空间的利用。梁板式筏形基础是由短梁、长梁和筏形基础板组成的双向板体系,板底设梁的方案有利于地下室空间的利用,但是地基开槽施工麻烦,破坏了地基的连续性,扰动了地基土,导致地基承载力降低;板顶设梁的方案便于施工,但不利于地下室空间的利用。相比之下,平板式筏形基础具有更好的使用功能和明显的施工优势,在建筑基础中应用更加普遍。

接下来我们将进行平板式筏形基础的设计分析。

筏形基础适合的结构 平板式筏形基础设计(1)

一、平板式筏形基础的特点

筏形基础是高层建筑常用的基础形式,其整体性好、刚度大,能有效地分散上部结构的荷载,调整基底压力和不均匀沉降,可以跨越局部软弱区或溶洞,并且有较好的抗渗性能。筏形基础可以采用平板式和梁板式。梁板式筏形基础的梁可以正放和反放。正梁的筏板面平整,使用方便,也便于排水,但是施工复杂;反梁筏板施工方便,但往往需要设置架空地坪以满足使用和排水、防潮的要求。平板式筏形基础具有模板简单、施工方便、卷材防水容易施工等特点。

二、平板式筏形基础平面尺寸的确定

平面尺寸应根据地基承载力、上部结构的布置以及荷载分布等因素确定。筏形基础底板平面形心宜与结构竖向永久荷载重心相重合。当不能重合时,在荷载效应准永久组合下其偏心距e,宜符合下列要求:

筏形基础适合的结构 平板式筏形基础设计(2)

式中 W——与偏心距方向一致的基础底面抵抗距(m3)A——基础底面积(m2)由于建筑功能要求的复杂性及高层建筑裙房的不对称性,使得筏形基础的偏心距e难以满足规范的上述要求。

通常的处理措施有两种:

a.在裙房部位的筏形基础下局部挖松原土或换填部分松散材料。这种方法造价低、易施工,但调整偏心距e的定量性较差,适用于低压缩性地基。

b.在裙房部位的筏板基础内,通过增加大质量的配重来调整(如混凝土内抛加钢锭或铁屑等),这种方法造价高,但调整偏心距e的定量性很好,适用于高压缩性地基。

三、平板式筏形基础厚度的确定

基础底板的厚度,首先是由它的内力确定的。一般情况下,板厚由冲切承载力决定,冲切强度满足后,其它如弯距等一般均能满足。而板的冲切力不仅与其荷载(与层数基本成正比)有关,同时与其跨度有关。因此,建议在筏板基础的板厚设计中,以板所受内力为判断依据。当柱荷载较大,等厚度筏板的受冲切承载力不能满足要求时,可在筏板上面增设柱墩或在筏板下局部增加板厚或采用抗冲切箍筋来提高受冲切荷载能力。

四、平板式筏形基础的计算

平板式筏形基础按倒楼盖计算,目前已有不少手算方法和计算机程序。比较精确的方法时将筏板作为弹性支撑板,用板有限元方法计算(如TBSA-F、PKPM-JCCAD软件等)。

五、平板式筏形基础的配筋

筏板基础配筋除满足承载力要求外,纵横两个方向的底部配筋应分别有不小于0.15%配筋率的钢筋连通,拉通的下钢筋应不少于支座钢筋的1/2~1/3。板的上部钢筋应按计算配筋全部连通。平板式筏形基础柱下板带.跨中板带及外伸部位钢筋构造可参照04G101-3标准图执行。平板式筏形基础,由于功能使用要求,其上不可避免要设置集水坑、电梯坑。通常

做法都是在筏板上挖一个方方正正的坑,当坑的尺寸较小时(如集水坑),对底板的消弱影响不大;但当坑的尺寸较大时(如电梯坑),这样做对底板的影响较大,使得局部应力集中、受力复杂,构造处理不当会出现裂缝,影响筏板本身的正常使用,在坑的部位按变坡度板处理比较妥当,筏板受力比较明确,避免板中出现大的应力集中。

六、平板式筏形基础底板超长时宜设置后浇带

长度较大的筏形基础在施工过程中可能因为混凝土的收缩和露天施工的过程中温度变化而产生裂缝,所以筏形基础施工时,沿长度每隔20m~40m留一道后浇带,宽度不小于800mm。后浇带宜设置在柱距三等分的中间范围内。后浇带处梁、板钢筋不断,两侧支模方法,应视混凝土塌落度的大小而定。如为干硬性或半干硬性的混凝土,可用焊接钢筋骨架及钢筋网支模;如为塌落度很大的混凝土(例如泵送商品混凝土),则应与施工单位协商适宜的支模方法。如用小钢模或木模,则应在后浇带两侧混凝土表面留出槽齿或其它有效措施,后浇带混凝土宜在其两侧混凝土浇灌完毕两个月后进行浇灌,其强度等级应提高一级,宜采用早强补偿收缩的混凝土。

七、地下水位高的地区,地下室防水设计——“三道防线”

有些地区地下水位很高,结构设计及施工过程中,如果不采取有效措施,一旦漏水既不好修补,又会带来较大浪费。本人认为防水应采取“三道防线”:第一,地下室四周应在一定的范围内用三七或二八灰土分层夯实回填;第二,地下室侧壁及底板下采用柔性卷材(如三元乙丙高分子卷材防水);第三,结构侧壁及筏板本身采用防水砼(抗渗)。高层建筑地下室平板式筏形基础设计的深入研究涉及到诸多方面,不少问题尚待进一步研究。

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