箱形基础2011

1、2:2112:212箱形基础箱形基础n 当上部建筑物为荷载大、对地基不均匀沉降要求严当上部建筑物为荷载大、对地基不均匀沉降要求严格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上的多层格的高层建筑、重型建筑以及软弱土地基上的多层建筑时，为增加基础刚度，将地下室的底板、顶板建筑时，为增加基础刚度，将地下室的底板、顶板和墙体整体浇筑成箱子状的基础，称为和墙体整体浇筑成箱子状的基础，称为箱型基础箱型基础n 箱型基础主要是由钢筋砼箱型基础主要是由钢筋砼底板、顶板、侧墙底板、顶板、侧墙及一定及一定数量数量纵墙纵墙构成的封闭构成的封闭箱体箱体。2:213箱形基础是目前高层建筑中经常采箱形基础是目前高层建筑中经常采用的

2、基础类型用的基础类型2:2142:2152:2162:217优点优点n刚度大、整体性好、传力均匀刚度大、整体性好、传力均匀n能适应局部软硬不均匀地基，有效调整基能适应局部软硬不均匀地基，有效调整基底反力底反力n具有补偿性，提高了地基承载力、减小了具有补偿性，提高了地基承载力、减小了建筑物沉降建筑物沉降n箱基外壁与四周土的摩擦增大，增强了阻箱基外壁与四周土的摩擦增大，增强了阻尼作用，具有良好的抗震性能尼作用，具有良好的抗震性能n底板和外墙形成整体有利于防水底板和外墙形成整体有利于防水n兼作人防地下室，可充分利用地下空间兼作人防地下室，可充分利用地下空间2:218缺点缺点 内隔墙相对较多，工期较长

3、，造价较高内隔墙相对较多，工期较长，造价较高 隔墙太多，地下空间利用受限隔墙太多，地下空间利用受限2:219n施加的建筑物总荷载（扣除地下水浮力）施加的建筑物总荷载（扣除地下水浮力）等于等于挖除的有效土重时，建筑物的沉降为挖除的有效土重时，建筑物的沉降为零，称为零，称为全补偿性基础全补偿性基础 n如果建筑物总荷载如果建筑物总荷载大于大于挖除的土重，建筑挖除的土重，建筑物还会产生一定的沉降，但该沉降仅由建物还会产生一定的沉降，但该沉降仅由建筑物荷载与挖除土重的差值产生，小于一筑物荷载与挖除土重的差值产生，小于一般实体基础的沉降量，则称为般实体基础的沉降量，则称为部分补偿性部分补偿性基础基础 （欠

4、补偿基础）（欠补偿基础）n当建筑物荷载当建筑物荷载小于小于挖除的土重时便成为挖除的土重时便成为超超补偿基础补偿基础 补偿性基础补偿性基础2:2110P基底反力，基底反力，Pc挖除的土和水重（挖除的土和水重（pz+pw）P=Pc，全补偿：回弹再压缩，风力和地震力作用，全补偿：回弹再压缩，风力和地震力作用PPc，欠补偿：减小地基沉降和提高了地基承载力，欠补偿：减小地基沉降和提高了地基承载力Pc)建筑物建造完成图4-36补偿性基础的施工过程2:2111箱形基础采用完全补偿式基础的地下室层数箱形基础采用完全补偿式基础的地下室层数高层建筑高层建筑总层数总层数20304050要求地下要求地下室的层数室的层

5、数35681、上部结构的重量按每层、上部结构的重量按每层6.5kN/m2计算计算2、地下室平均层高、地下室平均层高4m2:2112n 补偿性基础一般都有较大的埋深，因此在基坑施补偿性基础一般都有较大的埋深，因此在基坑施工时会遇到一系列问题，例如施工降水、开挖对工时会遇到一系列问题，例如施工降水、开挖对周围环境的影响等。周围环境的影响等。n 工程中基坑土隆起的原因有三个：工程中基坑土隆起的原因有三个：(1).移去上覆土荷载后的弹性回弹；移去上覆土荷载后的弹性回弹；(2).基坑暴露一段时间后，由于压力减小，水楔入基坑暴露一段时间后，由于压力减小，水楔入坑底土造成土的含水量增加，土体膨胀；坑底土造成

6、土的含水量增加，土体膨胀；(3).基坑开挖接近临界深度时，其周围土体向坑内基坑开挖接近临界深度时，其周围土体向坑内的塑性位移。的塑性位移。 加快施工速度，即开挖后立即加荷可以消除大部加快施工速度，即开挖后立即加荷可以消除大部分由于第分由于第(2)条原因引起的隆起量。条原因引起的隆起量。 对第对第(3)条原因，应采用足够的抗隆起安全系数。条原因，应采用足够的抗隆起安全系数。2:2113为为 减少基坑应力解除产生的坑底隆起量，可采用减少基坑应力解除产生的坑底隆起量，可采用分阶段开挖分阶段开挖并及时用并及时用建筑物荷载替代建筑物荷载替代的方法。的方法。较浅开挖的坑底回弹量远比深开挖小。为此，可较浅开

7、挖的坑底回弹量远比深开挖小。为此，可先开挖至基坑的一半深先开挖至基坑的一半深 度，此时坑底回弹很小。度，此时坑底回弹很小。余下的土方采用余下的土方采用“重量逐步置换法重量逐步置换法”，按箱基隔，按箱基隔墙的位置逐个开挖基槽，至基底标高后，在槽内墙的位置逐个开挖基槽，至基底标高后，在槽内浇筑钢筋混凝土隔墙，以墙的重量代替挖除浇筑钢筋混凝土隔墙，以墙的重量代替挖除 的土的土重。当全部墙板完成后，有条件的还可以建造部重。当全部墙板完成后，有条件的还可以建造部分上部结构。然后依次挖去墙间土并浇筑底板，分上部结构。然后依次挖去墙间土并浇筑底板，形成封闭空格后立即形成封闭空格后立即充水加压充水加压。由于第

8、二阶段的。由于第二阶段的卸荷范围小、时卸荷范围小、时 间短，从而大大减少了坑底隆起间短，从而大大减少了坑底隆起量。量。降水降水可减少坑底隆起量，因为降水使土中有效应可减少坑底隆起量，因为降水使土中有效应力增加、坑底土压缩并得到改善，而在建筑物荷力增加、坑底土压缩并得到改善，而在建筑物荷载施加时，地下水位又逐渐恢复到原有位置。但载施加时，地下水位又逐渐恢复到原有位置。但应注意降水引起的环境问题。应注意降水引起的环境问题。2:21144.2 箱基几何尺寸的确定箱基几何尺寸的确定一、箱形基础的平面尺寸一、箱形基础的平面尺寸n根据上部结构底层平面或地下室的平面尺根据上部结构底层平面或地下室的平面尺寸，

9、按荷载分布情况验算地基承载力、沉寸，按荷载分布情况验算地基承载力、沉降量和倾斜值后确定。降量和倾斜值后确定。n若不满足要求，需调整基础底面积若不满足要求，需调整基础底面积将基础顶板一侧或全部适当挑出将基础顶板一侧或全部适当挑出将箱形基础整体扩大：扩大宽度将箱形基础整体扩大：扩大宽度增加埋深增加埋深2:2115n 对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，箱形和筏形对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，箱形和筏形基础的基底平面形心宜与结构竖向荷载基础的基底平面形心宜与结构竖向荷载重心重合重心重合n 建筑物倾斜与偏心距建筑物倾斜与偏心距e和基础宽度和基础宽度B的比值的比值e/B有关，有关， e/B越大则倾斜越

10、大越大则倾斜越大n 当不能重合时，在永久荷载与楼（屋）面活荷载长当不能重合时，在永久荷载与楼（屋）面活荷载长期效应组合下，偏心距宜符合下式要求：期效应组合下，偏心距宜符合下式要求： ()/ （5.1.2）式中式中 与偏心距方向一致的基础底面边缘抵与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩；抗矩； 基础底面积。基础底面积。 2:2116二、箱形基础的高度二、箱形基础的高度n箱基的高度除满足建筑物功能要求外，不宜箱基的高度除满足建筑物功能要求外，不宜小于基础长度（不包括悬挑长度）的小于基础长度（不包括悬挑长度）的1/20，且不小于且不小于3m，以保证其具有足够刚度适应，以保证其具有足够刚度适应地基的不均

11、匀沉降，减少上部结构由不均匀地基的不均匀沉降，减少上部结构由不均匀沉降引起的附加应力。沉降引起的附加应力。n箱形基础最大纵向相对挠度一般都出现在上箱形基础最大纵向相对挠度一般都出现在上部结构施工到部结构施工到35层层时。因此研究箱基刚度时。因此研究箱基刚度的重点应放在施工的的重点应放在施工的早期阶段早期阶段2:2117三、箱形基础的内外墙三、箱形基础的内外墙n 箱形基础的内、外墙应沿上部结构柱网和剪力墙纵箱形基础的内、外墙应沿上部结构柱网和剪力墙纵横均匀布置，墙体水平截面总面积不宜小于箱形基横均匀布置，墙体水平截面总面积不宜小于箱形基础外墙外包尺寸的水平投影面积的础外墙外包尺寸的水平投影面积的

12、/。n 对基础平面长宽比大于的箱形基础，其纵墙水平对基础平面长宽比大于的箱形基础，其纵墙水平截面面积不得小于箱基外墙外包尺寸水平投影面积截面面积不得小于箱基外墙外包尺寸水平投影面积的的/。 注：计算墙体水平截面积时，不扣除洞口部分。注：计算墙体水平截面积时，不扣除洞口部分。 n 箱基的底板和墙板的厚度应根据实际的受力情况和箱基的底板和墙板的厚度应根据实际的受力情况和防渗要求确定。外墙厚度不应小于防渗要求确定。外墙厚度不应小于250mm，内墙，内墙厚度不应小于厚度不应小于200mm。 n 当箱基兼作当箱基兼作人防地下室人防地下室，其外墙厚度还应根据，其外墙厚度还应根据人防人防等级等级，按实际情况

13、计算后确定，按实际情况计算后确定2:2118四、箱形基础的顶板、底板四、箱形基础的顶板、底板n箱形基础的顶板、底板厚度应根据荷载大小、箱形基础的顶板、底板厚度应根据荷载大小、跨度、整体刚度、防水要求确定。跨度、整体刚度、防水要求确定。n底板厚度底板厚度不应小于不应小于300mm，且板厚与最大，且板厚与最大双向板区格的短边尺寸之比不小于双向板区格的短边尺寸之比不小于1/14.n顶板厚度顶板厚度一般不应小于一般不应小于100mm，且应能承，且应能承受由整体弯曲产生的压力受由整体弯曲产生的压力n当考虑当考虑上部结构嵌固上部结构嵌固在箱基顶板上时，顶板在箱基顶板上时，顶板厚不宜小于厚不宜小于200mm

14、n对兼作对兼作人防地下室人防地下室的箱形基底、顶板的厚度，的箱形基底、顶板的厚度，按实际要求计算后确定。按实际要求计算后确定。2:2119五、箱形基础的墙体洞口五、箱形基础的墙体洞口n箱形基础的墙体洞口应设在墙体剪力较小的箱形基础的墙体洞口应设在墙体剪力较小的部位，门洞宜设在柱间居中部位，洞边至上部位，门洞宜设在柱间居中部位，洞边至上层柱中心的水平距离不宜小于层柱中心的水平距离不宜小于1.2m，以避免，以避免洞口上的过梁由于过大的剪力造成截面承载洞口上的过梁由于过大的剪力造成截面承载力不足力不足n墙身由于设置了门洞，其刚度受到消弱，消墙身由于设置了门洞，其刚度受到消弱，消弱的折减系数弱的折减系

15、数C为：为： C=n/(m+n-mn)n洞口上过梁的截面高度与箱基净高比值洞口上过梁的截面高度与箱基净高比值m洞口宽度与柱间中心距的比值。洞口宽度与柱间中心距的比值。2:2120六、配筋六、配筋n箱基墙板应设置双面钢筋，竖向和水平钢筋箱基墙板应设置双面钢筋，竖向和水平钢筋的直径不应小于的直径不应小于10mm，间距不应大于，间距不应大于200mm。n除上部为剪力墙外，内、外墙的墙顶处宜配除上部为剪力墙外，内、外墙的墙顶处宜配置两根直径不小于置两根直径不小于20mm的通长构造钢筋。的通长构造钢筋。n当箱基仅按局部弯曲计算时，顶、底板的配当箱基仅按局部弯曲计算时，顶、底板的配筋除满足计算要求外，纵横

16、方向的支座钢筋筋除满足计算要求外，纵横方向的支座钢筋尚应有尚应有1/21/3贯通全跨，且贯通钢筋的配贯通全跨，且贯通钢筋的配筋率不应小于筋率不应小于0.15%、0.10%；跨中钢筋应；跨中钢筋应按实际配筋全部拉通。按实际配筋全部拉通。2:2121七、混凝土七、混凝土n箱基的混凝土强度等级不应低于箱基的混凝土强度等级不应低于C20 。采用。采用防水混凝土时，抗渗等级不宜小于防水混凝土时，抗渗等级不宜小于0.6MPa n箱基长度超过箱基长度超过4060m时，为避免温度应力，时，为避免温度应力，应设置贯通箱基横断面的后浇带，带宽不宜应设置贯通箱基横断面的后浇带，带宽不宜小于小于80cm，后浇带处钢筋

17、必须连通并适当，后浇带处钢筋必须连通并适当加强加强最大水头最大水头H H与防水混凝土厚与防水混凝土厚度度h h的比值的比值设计抗渗等级（设计抗渗等级（MPaMPa）H/h6H/h610H/h1510H/h151515H/h25H/h252525H/h35H/h35H/hH/h35350.60.60.80.81.21.21.61.62.02.02:2122八、埋置深度八、埋置深度n 埋深应满足地基承载力、地基稳定（抗倾覆和抗滑埋深应满足地基承载力、地基稳定（抗倾覆和抗滑移）及地基变形条件移）及地基变形条件n 应满足最小埋深的要求：应满足最小埋深的要求：地震区：地震区：1/10h一般情况，一般情况

18、，1/12 h最小埋深要求：抗震设计和防止高层建筑整体倾斜最小埋深要求：抗震设计和防止高层建筑整体倾斜建筑物倾斜建筑物倾斜1/250时，可被肉眼观察到，且可造成时，可被肉眼观察到，且可造成建筑物损害建筑物损害建筑物倾斜建筑物倾斜1/150时，开始结构破坏时，开始结构破坏增大埋深，可减小地基中的附加应力，减小地基变增大埋深，可减小地基中的附加应力，减小地基变形，但同时也带来土方量大、施工困难等问题。形，但同时也带来土方量大、施工困难等问题。2:21234.3 地基计算地基计算n 高层建筑地基基础设计首先根据工程地质条件、高层建筑地基基础设计首先根据工程地质条件、使用要求、建筑结构布局、荷载分布等

19、条件，进使用要求、建筑结构布局、荷载分布等条件，进行基础选型行基础选型n 当拟选采用箱形基础或筏形基础后，还须按建筑当拟选采用箱形基础或筏形基础后，还须按建筑功能、基础埋深等要求，结合地基评价进一步确功能、基础埋深等要求，结合地基评价进一步确定天然地基、人工地基、桩箱、桩筏地基基础。定天然地基、人工地基、桩箱、桩筏地基基础。n 无论选定何种地基基础，设计基本原则都要求：无论选定何种地基基础，设计基本原则都要求：基础底面压力小于地基容许承载力值（强度）基础底面压力小于地基容许承载力值（强度）建筑的沉降小于容许变形值（变形）建筑的沉降小于容许变形值（变形）避免地基滑动，防止建筑物失稳避免地基滑动，

20、防止建筑物失稳 （稳定）（稳定）2:2124基底附加压力计算基底附加压力计算 一般情况下，建筑物建造前天然土层在自重作用下的变形早已结束。一般情况下，建筑物建造前天然土层在自重作用下的变形早已结束。因此，只有因此，只有基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形基底附加压力才能引起地基的附加应力和变形。 基底附加压力是基础底面处地基土在初始应力基础上增加的压力基底附加压力是基础底面处地基土在初始应力基础上增加的压力。该。该处的初始应力为基础底面处土的自重应力处的初始应力为基础底面处土的自重应力s sc，现有压力为基底压力，现有压力为基底压力p，所以，所以基底附加压力基底附加压力p0等于基底压力等于

21、基底压力p与自重应力与自重应力s sc的差，即：的差，即：3.4.3 3.4.3 基础底面的附加压力基础底面的附加压力00cpppds2:21252:2126csAGFpp000cpppdscs030112212() /()/hhhhkNm3.4.3 3.4.3 基础底面的附加压力基础底面的附加压力1. 1.基础在地面上基础在地面上2.2.基础在地面下基础在地面下2:2127箱基的地基承载力验算与其它建筑物基础相同箱基的地基承载力验算与其它建筑物基础相同 ，对受偏心荷载作用作了更严格的限制。对基底平对受偏心荷载作用作了更严格的限制。对基底平均压力均压力p、边缘最大压力、边缘最大压力pmax和最

22、小压力和最小压力pmin应满足下列要求：应满足下列要求：n 1.非抗震设防时：非抗震设防时：f地基承载力设计值地基承载力设计值 pf Pmax=1.2f Pmin0对软土地区尚应按下列荷载组合进行验算：对软土地区尚应按下列荷载组合进行验算：(1)恒载和活荷载组合而无风荷载：恒载和活荷载组合而无风荷载： pmax 1.1f pmax/pmin 1.22(2）风载与恒载及其他活荷载组合：）风载与恒载及其他活荷载组合： pmax 1.2f pmax/pmin 1.5以上两种荷载组合下的要求相应于限制偏心距以上两种荷载组合下的要求相应于限制偏心距e分别小于分别小于b/60和和b/80，b2:2128n

23、 2. 抗震设防时：抗震设防时：f对于抗震设防的建筑，尚应按对于抗震设防的建筑，尚应按建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范下列公式进行地基土抗震下列公式进行地基土抗震承载力的验算：承载力的验算： （4.0.5-1） ， （4.0.5-2） （4.0.5-3）式中式中 基础底面地震效应组合的基础底面地震效应组合的平均压力设平均压力设计值计值； ，基础底面地震效应组合的边缘最大基础底面地震效应组合的边缘最大压力设计值；压力设计值； 调整后的地基土抗震承载力调整后的地基土抗震承载力设计设计值；值； 地基土抗震承载力调整系数，按表地基土抗震承载力调整系数，按表4.0.5确定；确定； 当基础底面地震效应组合

24、的边缘最小压力当基础底面地震效应组合的边缘最小压力出现零应力时，零应力区的面积不应超过基础底出现零应力时，零应力区的面积不应超过基础底面面积的。面面积的。 2:2129 当高宽比大于当高宽比大于4 的高层建筑，在地震作用下的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑基础基础底面不宜出现拉应力；其他建筑基础底面与地基之间零压力区面积不应超过基底面与地基之间零压力区面积不应超过基础底面面积的础底面面积的15%2:2130 当有软弱下卧层时，还应验算是否满足下当有软弱下卧层时，还应验算是否满足下卧层的承载力要求卧层的承载力要求pz+pczfz Pz软弱下卧层顶面处的附加应力设计软弱下卧层

25、顶面处的附加应力设计值值 Pcz软弱下卧层顶面处土的自重应力设软弱下卧层顶面处土的自重应力设计值计值 fz软弱下卧层顶面处经深宽修正后的地软弱下卧层顶面处经深宽修正后的地基承载力设计值，基承载力设计值，2:2131二、地基稳定性验算二、地基稳定性验算下列情况需进行稳定性验算：下列情况需进行稳定性验算：n 强震区、强台风区建筑物承受较大水平荷载作用强震区、强台风区建筑物承受较大水平荷载作用n 受条件所限基础埋深或荷载偏心距不能满足规范受条件所限基础埋深或荷载偏心距不能满足规范要求要求抗震设防区天然土质地基上的箱形和筏形基础，抗震设防区天然土质地基上的箱形和筏形基础，其埋深不宜小于建筑物高度的其埋

26、深不宜小于建筑物高度的/桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的于建筑物高度的/ ()/ 2:2132（一）水平滑动稳定性验算（一）水平滑动稳定性验算nKQF1+F2+PK为安全系数，取为安全系数，取1.21.5F1基底摩阻合力，基底摩阻合力，F1=A1F2侧壁摩擦力合力，侧壁摩擦力合力，F2=P侧壁被动土压力侧壁被动土压力2:2133（二）偏心、水平作用下防倾覆稳（二）偏心、水平作用下防倾覆稳定性验算定性验算()/，有利于稳定，但当承受较，有利于稳定，但当承受较大水平荷载时，需考虑水平荷载作用、偏大水平荷载时，需考虑水平荷载作用、偏心

27、和水平荷载共同作用下的抗整体倾覆验心和水平荷载共同作用下的抗整体倾覆验算算（1）水平荷载作用下（竖向荷载偏心距）水平荷载作用下（竖向荷载偏心距e=0）Mr=pb/2 Mc=Qh2:2134（二）偏心、水平作用下防倾覆稳（二）偏心、水平作用下防倾覆稳定性验算定性验算（2）偏心和水平荷载共同作用下（竖向荷载）偏心和水平荷载共同作用下（竖向荷载偏心距偏心距e0，即使，即使()/时，也时，也与水平力矩叠加）与水平力矩叠加）Mr=pb/2 Mc=Qh+peMr抗倾覆力矩标准值抗倾覆力矩标准值Mc倾覆力矩标准值倾覆力矩标准值P竖向总荷载标准值竖向总荷载标准值Q水平总荷载标准值水平总荷载标准值2:2135（

28、二）偏心、水平作用下防倾覆稳（二）偏心、水平作用下防倾覆稳定性验算定性验算抗倾覆稳定系数抗倾覆稳定系数k为：为：K=Mr/Mc1.5Mr抗倾覆力矩标准值抗倾覆力矩标准值Mc倾覆力矩标准值倾覆力矩标准值P竖向总荷载标准值竖向总荷载标准值Q水平总荷载标准值水平总荷载标准值2:2136（三）整体倾覆稳定性验算（三）整体倾覆稳定性验算1.经典的滑动圆弧条分法经典的滑动圆弧条分法2.简化的圆弧滑动法简化的圆弧滑动法2:21371 瑞典圆弧法瑞典圆弧法2 瑞典条分法瑞典条分法简化简化Bishop条分法条分法稳定数法稳定数法普遍条分法普遍条分法(Janbu简布法简布法)传递系数法传递系数法Spencer法法

29、Salma法法 OR2:2138三、基坑底部回弹变形三、基坑底部回弹变形（一）基坑开挖后途中应力与应变状态（一）基坑开挖后途中应力与应变状态n 基坑开挖，卸载基坑开挖，卸载D。在负载作用下，在基底以下。在负载作用下，在基底以下一定范围内一定范围内将产生负应力：膨胀应力（或称将产生负应力：膨胀应力（或称卸载卸载回弹应力回弹应力）基坑开挖卸载引起的回弹应力分布发生在有限深基坑开挖卸载引起的回弹应力分布发生在有限深度内度内回弹变形区的深度一般远小于地基受压时压缩层回弹变形区的深度一般远小于地基受压时压缩层厚度厚度n 按线性变形体理论负应力将产生相应的负变形，按线性变形体理论负应力将产生相应的负变形，

30、基底发生基底发生回弹变形回弹变形。2:2139三、基坑底部回弹变形三、基坑底部回弹变形（二）基坑（二）基坑回弹回弹回弹变形的简化计算方法回弹变形的简化计算方法n基坑开挖至基底，在基平面上作用相对于基坑开挖至基底，在基平面上作用相对于自重压力的均布负载，负载使基底以下土自重压力的均布负载，负载使基底以下土中产生相应的应力，并导致地基回弹，回中产生相应的应力，并导致地基回弹，回弹变形可按分层总和法计算，其基本公式弹变形可按分层总和法计算，其基本公式为：为：基坑开挖卸载引起的回弹应力分布发生在基坑开挖卸载引起的回弹应力分布发生在有限深度内有限深度内2:2140四、地基变形计算四、地基变形计算（一）地

31、基变形的计算深度（一）地基变形的计算深度n应力比法应力比法n应变比法应变比法1.规范公式：规范公式：B=150m，基础中心点处沉降，基础中心点处沉降计算深度：计算深度：Zn=B（2.5-0.4lnB）2:21412.经验公式经验公式:B=1030m2:2142四、地基变形计算四、地基变形计算（二）沉降计算（二）沉降计算n箱基下地基变形存在四个阶段：箱基下地基变形存在四个阶段：开挖阶段的回弹变形开挖阶段的回弹变形再压缩阶段（自重应力阶段）再压缩阶段（自重应力阶段）附加应力阶段变形附加应力阶段变形恒载阶段的变形恒载阶段的变形n设计中仅计算附加应力阶段的变形以代替设计中仅计算附加应力阶段的变形以代替

32、总变形，计算时采用再压缩阶段的压缩曲总变形，计算时采用再压缩阶段的压缩曲线线再压缩阶段变形再压缩阶段变形略大于回弹变形略大于回弹变形或基本相等或基本相等具有流变性，无法计算具有流变性，无法计算2:2143（二）沉降计算（二）沉降计算n1.采用压缩模量计算：采用压缩模量计算：2:2144（二）沉降计算（二）沉降计算n2.采用变形模量计算：采用变形模量计算：2:2145四、地基变形计算四、地基变形计算（三）高层建筑箱基与筏基的容许变形（三）高层建筑箱基与筏基的容许变形n1.最大沉降值：最大沉降值：2:2146四、地基变形计算四、地基变形计算（三）高层建筑箱基与筏基的容许变形（三）高层建筑箱基与筏基

33、的容许变形n1.最大沉降值：最大沉降值：n2.沉降差沉降差2:2147四、地基变形计算四、地基变形计算（三）高层建筑箱基与筏基的容许变形（三）高层建筑箱基与筏基的容许变形n1.最大沉降值：最大沉降值：n2.沉降差沉降差n3.整体倾斜：整体倾斜：（1）建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（2） 高层建筑技术规程高层建筑技术规程2:21484.4、箱形基础结构设计、箱形基础结构设计n结构设计：顶板、底板、内墙、外墙及门结构设计：顶板、底板、内墙、外墙及门洞过梁等构件的强度计算、配筋和构造要洞过梁等构件的强度计算、配筋和构造要求求n强度计算以内力（弯矩、剪力）为依据，强度计算以内力（弯矩、剪力）

34、为依据，地基反力的大小及分布直接影响内力值，地基反力的大小及分布直接影响内力值，因此地基反力的求解是箱基设计的关键。因此地基反力的求解是箱基设计的关键。2:2149一、地基反力的确定一、地基反力的确定（一）地基反力及其分布形式（一）地基反力及其分布形式n实际工程箱基地基反力测试中，常见的地实际工程箱基地基反力测试中，常见的地基反力分布曲线是凹抛物线和马鞍形基反力分布曲线是凹抛物线和马鞍形n地基反力分布一般变端大、中间小，反力地基反力分布一般变端大、中间小，反力峰值位于边缘附近；并且，基础刚度越大，峰值位于边缘附近；并且，基础刚度越大，反力越向边端集中反力越向边端集中2:2150一、地基反力的确

35、定一、地基反力的确定（二）地基反力计算方法（二）地基反力计算方法n1.刚性法刚性法n2.弹性地基梁法弹性地基梁法n3.实测地基反力系数法实测地基反力系数法n4.可变地基系数法可变地基系数法2:2151n 箱基箱形空格结构，承受上部结构传来的荷载与不箱基箱形空格结构，承受上部结构传来的荷载与不均匀地基反力引起的均匀地基反力引起的整体弯曲整体弯曲n 顶板、底板承受这分布有顶板荷载和地基反力引起顶板、底板承受这分布有顶板荷载和地基反力引起的的局部弯曲局部弯曲n 必须考虑上部结构刚度的影响，即考虑地基基础与必须考虑上部结构刚度的影响，即考虑地基基础与上部结构的上部结构的共同作用共同作用。 二、箱基内力

36、计算二、箱基内力计算2:2152二、箱基内力计算二、箱基内力计算（一）箱基变形和受力特性（一）箱基变形和受力特性n（1）箱基纵向挠曲变化规律和上部结构刚）箱基纵向挠曲变化规律和上部结构刚度的影响度的影响压缩层范围内竖向和水平向土层均匀时，压缩层范围内竖向和水平向土层均匀时，基础的沉降值随楼层的增加而增加，但其基础的沉降值随楼层的增加而增加，但其纵向挠曲曲线的曲率并不随着荷载的增大纵向挠曲曲线的曲率并不随着荷载的增大而始终增大。而始终增大。最大曲率出现在施工期间某一临近层（一最大曲率出现在施工期间某一临近层（一般般510层），临界层与上部结构的形式及层），临界层与上部结构的形式及影响其刚度形成的

37、施工条件有关影响其刚度形成的施工条件有关2:2153二、箱基内力计算二、箱基内力计算（一）箱基变形和受力特性（一）箱基变形和受力特性n（2）基底反力分布规律与上部结构刚度及）基底反力分布规律与上部结构刚度及地基变形的影响。地基变形的影响。2:2154二、箱基内力计算二、箱基内力计算（一）箱基变形和受力特性（一）箱基变形和受力特性n （3）.实测钢筋应力偏低原因分析。实测表明整实测钢筋应力偏低原因分析。实测表明整体弯曲钢筋应力都不大（体弯曲钢筋应力都不大（2030kpa),远低于钢筋远低于钢筋计算应力，原因是计算应力，原因是:上部结构参与工作上部结构参与工作箱基端部土壤出现塑性变形箱基端部土壤出

38、现塑性变形纵横墙参与了工作纵横墙参与了工作底板混凝土参与了工作底板混凝土参与了工作基底与土壤之间的摩擦力的影响基底与土壤之间的摩擦力的影响n （4）.上部结构刚度对箱基是有贡献的，但又是上部结构刚度对箱基是有贡献的，但又是有限的。有限的。（一）箱基变形和受力特性（一）箱基变形和受力特性2:2155二、箱基内力计算二、箱基内力计算（二）弯曲内力分析方法（二）弯曲内力分析方法箱基受力全过程存在两个明显不同的阶段：箱基受力全过程存在两个明显不同的阶段：第一阶段，在上部结构刚度尚未完全形成，或在第一阶段，在上部结构刚度尚未完全形成，或在基底压力不超过原生土压力时，箱基的整体弯曲基底压力不超过原生土压力

39、时，箱基的整体弯曲应力达到最大值；应力达到最大值；第二阶段，箱基由于上部结构参与工作，或因地第二阶段，箱基由于上部结构参与工作，或因地基出现塑性变形，使第一阶段已形成的弯曲应力基出现塑性变形，使第一阶段已形成的弯曲应力应地基的反力增加而达到最大值。应地基的反力增加而达到最大值。箱基最大纵向相对挠曲，一般出现在上部结构施箱基最大纵向相对挠曲，一般出现在上部结构施工到工到35层。因此对层数不多带地下室的框架结层。因此对层数不多带地下室的框架结构，当功能需要采用箱形基础兼作地下室，或箱构，当功能需要采用箱形基础兼作地下室，或箱基持力层为软弱地基时，箱基需同时考虑整体弯基持力层为软弱地基时，箱基需同时

40、考虑整体弯曲和局部弯曲的作用曲和局部弯曲的作用2:2156二、箱基内力计算二、箱基内力计算（二）弯曲内力分析方法（二）弯曲内力分析方法1.上部结构为现浇剪力墙体系上部结构为现浇剪力墙体系由于上部结构的刚度相当大，以致箱基的整体弯由于上部结构的刚度相当大，以致箱基的整体弯曲小到可以忽略不计。曲小到可以忽略不计。箱基的顶板、底板内力仅按局部弯曲计算，即顶箱基的顶板、底板内力仅按局部弯曲计算，即顶板按实际荷载、底板按均布基底范例作用的周边板按实际荷载、底板按均布基底范例作用的周边固定双向连续板分析。固定双向连续板分析。考虑到整体弯曲可能的影响，钢筋配置除符合计考虑到整体弯曲可能的影响，钢筋配置除符合计算要求外，纵横方向支座钢筋尚应分别有算要求外，纵横方向支座钢筋尚应分别有0.15%、010%配筋率连通配置，跨中钢筋按实际配筋率全配筋率连通配置，跨中钢筋按实际配筋率全部贯通部贯通2:2157二、箱基内力计算二、箱基内力计算（二）弯曲内力分析方法（二）弯曲内力分析方法2.上部结构为框架体系上部结构为框架体系上部结构的