某高層筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)例

1、    某高層筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)例    馬志亮【摘要】筏板基礎(chǔ)在高層建筑中屬于比較經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)形式，文中通過pkpm程序jccad模塊的計(jì)算模型，計(jì)算了筏板基礎(chǔ)的內(nèi)力，并附以手工驗(yàn)算，得出最后實(shí)際配筋。【關(guān)鍵詞】筏板基礎(chǔ)1、工程概況目前廣東地區(qū)高層建筑通常采用樁基礎(chǔ)，但施工過程中可能會(huì)受到許多不確定因素影響，在滿足安全，經(jīng)濟(jì)和適用的前提下可以考慮采用筏板基礎(chǔ)。某高層商業(yè)樓位于廣州市白云區(qū)，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，主體建筑長(zhǎng)81.6米，寬49.2米，地下室為車庫和設(shè)備間，地上三層為大空間商業(yè)，其上有兩座7層塔樓，屋面結(jié)構(gòu)標(biāo)高37.9米，首層高5.1米，二三層高4

2、.5米，標(biāo)準(zhǔn)層層高3.4米。在塔樓間設(shè)置兩條沉降后澆帶，在建筑物中間設(shè)置1條溫度后澆帶。本工程抗震設(shè)防烈度7度，地震加速度0.10g，場(chǎng)地類別為類，抗浮設(shè)計(jì)水位-1.5米，地下室頂面標(biāo)高0.000，室內(nèi)外高差0.3米，地下室底板面標(biāo)高-4.5米，地板底面標(biāo)高-5.8米，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)乙級(jí)。場(chǎng)地土層情況見表1：對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)宇一版地質(zhì)條件而言，采用筏板基礎(chǔ)的高層建筑基礎(chǔ)工程（包括基坑支護(hù)和開挖施工）的費(fèi)用約占建筑總造價(jià)的10%20%，施工工期約占建筑總工期的20%25%。若采用樁基礎(chǔ)，則其所占比例分別達(dá)到20%30%和30%40%?？梢姺ぐ寤A(chǔ)的經(jīng)濟(jì)效益較為明顯。尤其建筑物有地下室，筏板基礎(chǔ)亦

3、可以做為建筑物地下室防水地板。本工程初步設(shè)計(jì)為預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)，考慮到場(chǎng)地內(nèi)有1各鉆孔發(fā)現(xiàn)溶洞，結(jié)合該地區(qū)地下溶洞較為廣泛，優(yōu)化設(shè)計(jì)為梁式筏板基礎(chǔ)。2、筏板基礎(chǔ)計(jì)算本工程地基持力層為（2-1）粉質(zhì)粘土層，地基土承載力特征值150kpa。2.1抗浮計(jì)算地下室底板板底標(biāo)高-5.8米，抗浮設(shè)計(jì)水位-1.5米。底板恒重：0.05*20+0.65/25=17.25kn/m2底板水浮力計(jì)算：（5.8-1.5）*10*1.1-17.25=30.055kn/m2由于地下室車道板均在建筑物內(nèi)部，則車道板底不需要另作抗浮設(shè)計(jì)。2.2基礎(chǔ)持力層顏色按照pkpm模型計(jì)算結(jié)果，取jccad模塊中上部荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合下，柱底

4、最大內(nèi)力值，將最大柱軸向力平均于每個(gè)板塊內(nèi)，基底壓力去最大值為169 kpa。基礎(chǔ)持力層為粉質(zhì)粘土層，修正后的土層承載力特征值為fa=fak+b（b-3）+ dh（d-0.5）=150+1.5*9*3+0=190.5 kpa 大于169 kpa故基礎(chǔ)持力層滿足工程設(shè)計(jì)要求。2.3底板計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本工程筏板厚度采用0.60米，縱橫向均外挑1.5米。2.3.1基礎(chǔ)底板偏心計(jì)算在荷載準(zhǔn)永久組合作用下，偏心距計(jì)算：（取y方向計(jì)算）根據(jù)pkpm計(jì)算結(jié)果有emax=760mm，底板面積a=b*l=8384.8 m2，基礎(chǔ)地面邊緣抵抗距w=b*l2/6=38147.8 m3。0.1w/a=0.1*3814

5、7.8/8384.8=870mm，滿足emax0.1w/a ，滿足建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范8.4.2要求。2.3.2筏板板沖切承載力計(jì)算根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范8.4.11，8.4.12條 fl0.7hpftmh0底板厚取600mm，h0=560mm，p=8626/8.1*8.2=130 kn/m2扣除底板自重后凈反力pn=p-0.6*25=115 kn/m2fl =pn*a（陰影）=115*（7.6-0.56*2）*（7.7-0.56*2）=4903 kn0.7hpftmh0=0.7*1.0*1.43*10-3*（7600-560+7700-560）*2*560=15897 knfl0.7hpft

6、mh0 滿足抗沖切要求2.3.3筏板板斜截面受剪承載力計(jì)算根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范8.4.12-3條 vs0.7hsft（ln-2h0）h0vs =pn*a（陰影）=115*（0.1+6.58）*3.24）/2=12405 kn0.7hsft（ln-2h0）h0=0.7*1.0*1.43*10-3*（770-2*560）*560=3688 knvs0.7hsft（ln-2h0）h0 滿足斜截面受剪承載力要求2.4筏板內(nèi)力計(jì)算2.4.1本工程上部結(jié)構(gòu)屬于框架結(jié)構(gòu)，上部剛度較好，柱網(wǎng)及荷載均勻，柱網(wǎng)為8.1mx8.1m，相鄰柱荷載及柱間距變化不超過20%，地基土比較均勻，基礎(chǔ)筏板厚度0.6米，基礎(chǔ)

7、梁高1.3m，高跨比l/h=8.1/1.3=6.23.根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范8.4.14，8.4.15條，地基反力可按直線分布，基礎(chǔ)梁的內(nèi)力可按連續(xù)梁計(jì)算，此時(shí)，邊跨跨中彎矩及第一內(nèi)支座的彎矩值乘以1.2的系數(shù)。故本工程筏板計(jì)算按倒樓蓋模型計(jì)算。2.4.2人工補(bǔ)充驗(yàn)算根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范8.3.2條，第3款對(duì)于交點(diǎn)上的柱荷載，可按靜力平衡條件及變形協(xié)調(diào)條件進(jìn)行分配。本工程柱網(wǎng)及荷載均勻，地基土比較均勻，柱下荷載按照基礎(chǔ)梁線剛度比值進(jìn)行分配，計(jì)算基礎(chǔ)梁配筋。例：取其中一柱跨計(jì)算，平面布置如右圖柱底力n=3220kn梁線剛度計(jì)算： 左= 右=i/l=bh3/12/8100=500*13003

8、/12/8100=11.3*106mm3上= 下=i/l=bh3/12/8200=600*13003/12/8200=13.4*106mm3荷載分配比例：s左=s右=11.3/（11.3*2+13.4*2）=0.229s上=s下=13.4/（11.3*2+13.4*2）=0.271分配到基礎(chǔ)梁上荷載：f左=f右=n*s=3220+0.229=737.4knf上=f下=n*s=3220+0.229=737.4kn分配后荷載簡(jiǎn)圖如右圖根據(jù)柱腳內(nèi)力在各個(gè)方向分配的力，按照連續(xù)梁計(jì)算基礎(chǔ)梁內(nèi)力。用理正結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件計(jì)算，并根據(jù)規(guī)范調(diào)整第一跨彎矩，得出配筋。本工程板配筋根據(jù)靜力計(jì)算手冊(cè)，按照四邊固定板計(jì)算

9、。板底實(shí)際配筋為16200雙向通長(zhǎng)布置，板面為16200雙向通長(zhǎng)，支座處底板另加20200附加鋼筋。2.5筏板基礎(chǔ)沉降計(jì)算根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范3.0.2條，第2款，設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物，應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)。規(guī)范5.3.5條及公式計(jì)算得出：2.5.1根據(jù)地質(zhì)報(bào)告，土層參數(shù)如右表筏板基礎(chǔ)尺寸為：l=84m，b=52mz1/b=4.6/52=0.1 l/b=84/52=1.6z2/b=10.5/52=0.2 查附錄k.01-2 得出1=0.25 2=0.249查表5.3.5可得 s取0.4根據(jù)pkpm基礎(chǔ)計(jì)算結(jié)果，得出p0=120kpa規(guī)范公式5.3.5條s=s*s=s*=s*p0*（4.6*0.25）/5.69+ p0*（10.5*0.249-4.6*0.25）/7.82=s*p0*0.389=18.9mm本工程已經(jīng)竣工，實(shí)際測(cè)量大樓沉降量為14.5mm。2.6結(jié) 論pkpm程序jccad計(jì)算式偏小需要用手工驗(yàn)算，取手工驗(yàn)算的結(jié)果進(jìn)行配筋。參考文獻(xiàn)1 gb5007-2011