地基基础之箱形基础

基础设设计计主讲：庄庄鹏第三章箱箱形基础础箱形基础础：由顶板、、底板、、外墙和和内墙组组成的空空间整体体结构。。具有以下下特点(1)有很大的的刚度和和整体性性；(2)有较好的的抗震效效果；(3)有较好的的补偿性性。箱形基础第一节概概述述第二节箱箱形基基础构造造要求一、箱形形基础的的平面尺尺寸1.基底平面面形心应应尽可能能与上部部结构竖竖向静荷荷载重心心相重合合；2.当偏心较较大时，，可使箱箱基底板板四周伸伸出悬臂臂以调整整底面形形心位置置。如不可避避免偏心心，偏心心距宜符符合下式式要求e0.1W/A式中W偏心方向向的基础础底面抵抵抗矩；；A基础底面面积。另外：根据设计计经验，，也可控控制偏心心距不大大于偏心心方向基基础边长长的1/60。二、箱形形基础的的高度指底板底底面到顶顶板顶面面的外包包尺寸。。一般取建建筑物高高度1/8~1/12，也不宜宜小于箱箱形基础础长度的的1/20，并不宜宜小于3m。三、箱形形基础的的埋置深深度箱形基础础的埋置置深度不不宜小于于建筑物物高度的的1/15；桩箱基础础的埋置置深度(不计桩长长)不宜小于于建筑物物高度的的1/18。四、箱形形基础的的顶、底底板1.厚度：顶板200mm，底板300mm。2.配筋：不宜小于于14@200。支座钢筋筋：纵、横方方向应有有1/2~1/3贯通全跨跨，且应应分别有0.15%、0.10%配筋率的的钢筋连连通；跨中中钢钢筋筋：：按实实际际配配筋筋全全部部连连通通。。五、、箱箱形形基基础础的的墙墙体体1.墙体体布布置置：：外墙墙沿沿建建筑筑物物四四周周布布置置;内墙墙沿沿上上部部结结构构柱柱网网和和剪剪力力墙墙均均匀匀布布置置。。2.墙体体要要有有足足够够的的密密度度要求求平平均均每每平平方方米米基基础础面面积积上上墙墙体体长长度度不不得得小小于于400mm或墙墙体体水水平平截截面面积积不不得得小小于于基基础础面面积积的的1/10;纵墙墙配配置置不不得得小小于于墙墙体体总总配配置置量量的的3/5，且且有有不不少少于于三三道道纵纵墙墙贯贯通通全全长长。。对基基础础平平面面长长宽宽比比大大于于4的箱箱形形基基础础，，其其纵纵墙墙水水平平截截面面面面积积不不得得小小于于箱箱基基外外墙墙外外包包尺尺寸寸水水平平投投影影面面积积的的1/18。3.墙的的间间距距：：不宜宜大大于于l0m。4.墙体体的的厚厚度度：：外墙墙厚厚度度不不宜宜小小于于250mm；内墙墙厚厚度度不不宜宜小小于于200mm。5.墙体体配配筋筋：：应设设置置双双面面钢钢筋筋，，竖竖向向和和水水平平钢钢筋筋的的直直径径不不应应小小于于l0mm，间距距不不应应大大于于200mm。另外外，，除除上上部部为为剪剪力力墙墙外外，，内内、、外外墙墙的的墙墙顶顶处处宜宜配配置置两两根根直直径径不不小小于于20mm的通通长长构构造造钢钢筋筋。。六、、墙墙体体开开洞洞的的限限制制1.尽量量不不开开洞洞、、少少开开洞洞。。必必要要时时，，宜宜开开小小洞洞、、圆圆洞洞或或切切角角洞洞，，避避免免开开偏偏洞洞和和边边洞洞。。BbHh底板顶板2.洞口口面面积积不不宜宜大大于于柱柱距距与与箱箱形形基基础础全全高高乘乘积积的的1/6，即即bh/BH1/63.墙体体洞洞口口周周围围应应设设置置加加强强钢钢筋筋。。（1）每每侧侧附附加加钢钢筋筋面面积积As1不应应小小于于洞洞口口宽宽度度内内被被切切断断钢钢筋筋面面积积的的一一半半，，且且不不小小于于216，该该加加强强钢钢筋筋应应从从洞洞口口边边缘缘处处延延长长40d。（2）洞口口每每个个角角部部各各加加212斜筋筋，，长长度度不不小小于于1m。洞口两侧及四角加强钢筋示意第三三节节箱箱形形基基础础地地基基计计算算一、、地地基基强强度度验验算算在非非地地震震区区pkfapkmax1.2fapkmin0在地地震震区区，，除除应应符符合合pk和pkmax要求求外外，，还还应应满满足足pEfSEpEmax1.2fSEfSE=sfa当基基础础底底面面地地震震作作用用效效应应组组合合的的最最小小压压力力出出现现零零应应力力时时，，零零应应力力区区的的面面积积不不应应超超过过基基底底面面积积的的15%。二、、地地基基变变形形验验算算随着着施施工工的的进进展展，，地地基基受受力力状状态态和和变变形形十十分分复复杂杂。。基坑坑开开挖挖前前大大多多用用井井点点降降水水，，使使地地基基压压缩缩；；基坑坑开开挖挖阶阶段段，，由由于于卸卸去去土土重重引引起起地地基基回回弹弹；；基础础施施工工时时，，逐逐步步加加载载，，地地基基产产生生再再压压缩缩变变形形；；基础础施施工工完完后后停停止止降降水水，，地地基基又又回回弹弹；；上部部结结构构施施工工和和使使用用阶阶段段，，由由于于继继续续加加载载，，地地基基继继续续产产生生压压缩缩变变形形。。地基基变变形形计计算算：：规范范推推荐荐分分层层总总和和法法。。三、、整整体体倾倾斜斜在非非地地震震区区TB/（100H）式中B——基础宽宽度；；H——建筑物物高度度，指指室外外地坪坪至屋屋面(不包括括突出出屋面面的局局部附附属建建筑)的高度度。横向整整体倾倾斜值值T：分层总总和法法计算算的基基础纵纵向边边缘中中点沉沉降值值的差差值除除以基基础的的宽度度。对于地地震区区，目目前还还没有有明确确的横横向整整体倾倾斜允允许值值，可可按地地区经经验和和参考考一些些工程程的实实测值值确定定。第四节节箱箱基基结构构设计计一、箱箱形基基础荷荷载箱形基础荷载图1．地面面堆载载qx产生的的侧压压力2．地下下水位位以上上土的的侧压压力3．浸于于地下下水位位中（HH1）高度土土的侧侧压力力6．顶板板荷载载q以及上上部结结构传传来的的集中中力等等4．地下下水产产生的的侧压压力5．地基基净反反力箱形基基础埋埋于地地下，，承受受如下下的荷荷载二、基基底反反力计计算实测结结果表表明：：（1）对软软土地地区，，纵向向基底底反力力一般般呈马马鞍形形；（2）对第第四纪纪粘性性土地地区，，纵向向基底底反力力分布布曲线线一般般呈抛抛物线线形（a）软土地区（b）第四纪粘性土地区箱形基础纵向基底反力实测分布曲线实用计计算方方法1．基底底反力力系数数法将基础础底面面划分分成40个区格格(纵向8格、横横向5格)，某i区格的的基底底反力力按下下式确确定式中i——相应于于i区格的的基底底反力力系数数，查查表确确定。。L=8L/8B=5B/5i箱形基础纵向平均反力系数2．基底底平均均反力力系数数法箱形基础横向平均反力系数用平均均反力力系数数求各各段的的平均均净反反力（2）沿宽宽度方方向各段的的平均均净反反力只只需把把以上上各式式的L用B代换即即可。。式中——相应于i区段的基底平均反力系数，查表确定。（1）沿长长度方方向三、箱基内力力计算1．当上部结构构为现浇剪力力墙体系时2．当上部结构为为框架剪力墙墙体系时箱基的顶、底底板内力仅按按局部弯曲计计算。考虑到整体弯弯曲的影响，，纵横方向支支座钢筋尚应应分别有0.15%、0.10%配筋率连通配配置，跨中钢钢筋按实际配配筋率全部连连通。一般可只按局局部弯曲计算算箱基内力。。3．当上部结构为为框架体系时时箱基的内力应应同时考虑整整体弯曲和局局部弯曲作用用。（1）上部结构等效效抗弯刚度公式中的符号示意（2）箱形基础的整整体弯曲弯矩矩计算式中Mg箱形基础承担担的整体弯曲曲弯矩；M由整体弯曲产产生的弯矩。。（3）箱形基础的局局部弯曲的弯弯矩计算顶板按实际承承受荷载，底底板按扣除底底板自重后的的基底净反力力作为局部弯弯曲计算的荷荷载，并将顶顶、底板视作作周边固定的的双向连续板板计算局部弯弯曲弯矩。顶、底板的总总弯矩为局部部弯矩乘以0.8折减系数后与与整体弯曲弯弯矩叠加。四、基础的截截面设计与强强度验算（一）顶板与底底板2．正截面抗弯弯计算（1）箱基整体弯弯曲拉力及压压力计算Tx=Tx=Mgx/zBTy=Ty=Mgy/zL式中Mgx、Mgy——整体弯曲时箱箱基x、y方向的弯矩；；Tx、Ty——底板x、y方向每米的拉拉力；Tx、Ty——顶板x、y方向每米的压压力；L、B——箱基底板的长长度、宽度；；z——箱基计算高度度，取顶、底底板中距。整体弯矩配筋计算1．底板的抗冲冲切与抗剪切切验算同筏基基底板同时考虑虑局部弯曲和和整体弯曲的的计算钢筋用用量板跨中：上层钢筋As上=As1/2+As2下层钢筋As下=As1/2板支座：上层钢筋As上=As1/2下层钢筋As下=As1/2+As2式中As2、As2——局部弯曲计算算的底板跨中中、支座的单单位长度钢筋筋面积。整体弯曲时，，底板受拉钢钢筋面积可按按下式计算As1x=Mgx/fyzBAs1y=Mgy/fyzL式中As1x、As1y——整体弯曲时x、y方向单位长度度钢筋面积。。（二）内墙与外外墙1．箱形基础墙体体截面剪力计计算（1）横墙截面剪力力计算第i道纵墙和第j道横墙相交的的节点（i，j）的上、下截面面上的剪力VijtVijbVijlVijr（2）纵墙截面剪力力计算将箱形基础视视为总荷载和和基底反力作作用下的静定定梁，可求出出任一横墙支支座j截面左侧或右右侧的总剪力力Vjl或Vjr。式中bi——第i道纵墙的宽度度；∑bi——纵墙宽度总和和；Nij——第i道纵墙和第j道横墙交叉处处柱子的竖向向荷载；∑Nij——第j列上各柱荷载载总和。j截面左侧总剪剪力Vjl分配到第i道纵墙的剪力力为纵墙截面剪力计算修正后的剪力力分布图尚应扣除横墙剪力Vijt和Vijb在左侧已经承担的部分才是纵墙左截面实际承受的剪力Vijl。纵墙截面剪力修正示意VijlVijr纵墙截面剪力计算修正：2．箱形基础墙身身强度计算（1）墙身抗剪强强度计算墙身的受剪截截面应符合下下式要求Vw0.25cfcAw式中Vw——各片墙承担的的竖向剪力设设计值；Aw——墙身竖向有效效截面积。c——混凝土强度影影响系数，不不大于C50取1.0，大于C80取0.8，介于C50~C80之间按线性内内插取用。（2）墙体洞口计计算1）洞口过梁截截面抗剪强度度验算洞口上、下过过梁的受剪截截面应分别符符合下列公式式要求式中V1、V2——上、下过梁梁的剪力设设计值；V——洞口中点处处的剪力设设计值；——剪力分配系系数；q1、q2——作用在上、、下过梁上上均布荷载载设计值；；l——洞口的净宽宽；V10.25cfcA1V20.25cfcA2V1=V+q1l/2V2=(1)V+q2l/2洞口计算图l

V(1)VA1、A2——上、下过梁梁的有效截截面积；可取图（a）及图（b）阴影部分计计算的较大大值。洞口上下过梁的有效面积计算2）洞口过梁截截面的抗弯弯承载力计计算上、下过梁梁截面的顶顶部和底部部纵向钢筋筋，应分别别按下式求求得的弯矩矩设计值配配置M1=Vl/2+q1l2/12M2=(1)Vl/2+q2l2/12式中M1、M2——上、下过梁梁的弯矩设设计值。洞口两侧及及四角应设设加强钢筋筋，按下式式验算M1fyh1(As1+1.4As2)M2fyh2(As1+1.4As2)每侧附加钢钢筋面积不不应小于洞洞口宽度内内被切断钢钢筋面积的的一半，且且不小于216，该加强钢钢筋应从洞洞口边缘处处延长40d。洞口每个角角部各加212斜筋，长度度不小于1m。3）洞口加强强钢筋洞口两侧及四角加强钢筋示意式中M1、M2——上、下过梁梁的弯矩设计值值