不同荷载下高层建筑筏板基础设计分析.pdf

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1、呈Q!垒堡箜!塑i望篁!!Q塑】辽酉建盐建笪皇塑型遮j土不同荷载下高层建筑筏板基础设计分析■陈方斌麓江西省环球建筑设计院，江西南昌330038摘要：根据实际工程的不同，其采用的基础形式也存在明显差异。分析发现，在一定的情况下，采用天然地基筏板基础，能够在保证工程结构稳定性的同时降低工程成本。本文以实际工程为例对不同荷载情况下高层建筑筏板基础的设计进行了分析。关键词：高层建筑筏板基础天然地基设计1工程概况工程由6栋高层住宅建筑和1栋综合楼组成，下部为两层大底盘地下室，其中高层建筑层数为26～33层，层高2．95m；综合楼为3层。局部栋楼之间为2层裙房，工程总建筑面积125040m2。高

2、层住宅工程主体采用剪力墙结构，综合楼采用框架结构，抗震设防烈度为6度。根据地勘报告及现场勘察，本工程现场土质自上而下依次为素填土层、粉质粘土层、圆砾层、强风化泥质粉砂岩层、中风化泥质粉砂岩层。本工程中地下水对混凝土及混凝土内的钢筋腐蚀程度为微腐蚀，设计抗浮水位达8．5m。2基础设计分析比较与选择本工程中，由于整体结构复杂性较大，主楼与裙房之间的整体规模差距导致二者之间的荷载值存在巨大差异，这就容易导致地基沉降量差异过大，影响整体结构的安全性。根据地勘报告，圆砾层的压缩模量为30MPa，地基承载力标准值为300kPa，根据建筑地基基础设计规范中的要求对地基承载力进行深度修正后，计算出修

3、正后地基承载力为786kPa。为了对地基变形量进行有效控制，降低主楼与裙房之间的不均匀沉降差异，基础的设计与选择对整体建筑结构以及对地基变形量会产生较大的影响。本文主要选择了桩筏基础与天然地基筏板基础两种形式进行了比较选择。2、1桩筏基础如果设计主楼基础为桩筏基础，则需要采用群桩作为主要承受竖向力的基础，桩基础设计直径为800mm，长度约14m，最大沉降值为25mm，单桩竖向承载力为4576KN，桩结构间距需要控制在桩身直径3倍以内。同时裙房采用不同的桩承台基础。采用桩筏基础，可以有效控制主楼与裙房之间的不均匀沉降，但是可能会需要较大的资金投入。2．2天然地基筏板基础根据施工现场特点

4、，以及建筑结构要求，可以通过采用平板式筏板基础作为主楼基础结构。其中，高层住宅下部筏板板厚1500mm，地下室、裙房和综合楼下部筏板板厚采用700ram。而裙房部分采用独立的基础结构并加设防水板，防水板需要根据实际的抗浮要求选择安装位置，同时还需要在防水板底部附加厚度为50mm的聚苯板。3天然地基筏板基础设计方案分析3．1基础结构计算分析为了降低主楼与裙房地基沉降的差值，需要将主楼的基础向裙房方向进行一定的延伸，以此来降低高层建筑基底反力。经过计算后得出高层住宅基础地基平均反力为312kPa。高层住宅电梯井筒处板厚1800mm，均达到了主楼对地基变形的控制要求。同时，通过在地下室增设

5、一定的混凝土隔墙来提高筏板基础的整体刚度。核心筒厚板处支座负钢筋配率为0．7％一0．8％，跨中上部板考虑控制裂缝为手拉钢筋最小配筋率0．2％，其余区域的底板配筋率控制在0．5％，跨中上部板配筋率为0．25％一0．35％，基础梁配筋率为0．5％左右。在基础梁支座处通过适当加密隔墙间距，以提高梁的整体抗剪能力。32筏板基础受力分析3．2．1筏底的土反力从图l可以看出，沿筏板基础纵向，土反力从主楼的地面结构施工开始呈现出马鞍形分布，随着楼层的不断增高，整体结构对基础的荷载也不断上升，土压力分布形式整体保持不变，各点压力值不断增加。当图1沿纵向筏底土反力实测分布圈图2沿横向筏底土反力实测分布

6、图主楼施工副5层以上时，各部位土反力值最大差异达到了1．3倍左右。从图2可以看出，沿筏板基础横向，由于涉及跨度较小，土反力呈现出平稳增长的形式。另外，混凝土隔墙下方地基土反力比其余区域更大，由此可以看出，基础刚度会对土反力产生一定影响。如图3所示，筏板的厚度发生突然变化的区域，土反力也会发生相应的变化，筏板的厚度越大，土反力越大。由于，主楼边缘及筒下体边缘位置的筏板刚度相对较大，使得土反力主要集中在这部分区域内。§1“’8霹。ⅫI．黝圈3筏扳基础底面土压力实涮分布圈4筏板内钢筋应力分析3，2．2筏板内钢筋应力分析筏板基础浇筑工作完成后，由于混凝土会发生收缩，筏板顶部和底部的钢筋都会产

7、生一定的压力，这部分压力对基础的设计十分有利。从图4可以看出，在施工过程中，随着建筑整体荷载的增加，钢筋的压应力会逐渐降低，到主楼施工到第2层时，部分钢筋开始受拉，当施工到第5层时，所有钢筋基本全部处于受拉状态。通过计算发现，钢筋应力变化的绝对值较小，远远低于设计要求上限，在此情况下，可以适当降低筏板基础的配筋率，这能够有效降低工程成本。另外，从钢筋应力的变化趋势中可以看出，筏板的中性轴处于不断上移的状态，且整体弯曲呈现出增大的趋势，到最后其中心轴移到筏板