箱型基础设计概述

基础设计

主讲：庄鹏箱形基础箱形基础：由顶板、底板、外墙和内墙组成的空间整体结构。具有以下特点(1)有很大的刚度和整体性；(2)有较好的抗震效果；(3)有较好的补偿性。

箱形基础第一节概述第二节箱形基础构造要求

一、箱形基础的平面尺寸

1.基底平面形心应尽可能与上部结构竖向静荷载重心相重合；2.当偏心较大时，可使箱基底板四周伸出悬臂以调整底面形心位置。如不可避免偏心，偏心距宜符合下式要求e

0.1W/A

式中W

偏心方向的基础底面抵抗矩；

A

基础底面积。另外：根据设计经验，也可控制偏心距不大于偏心方向基础边长的1/60。二、箱形基础的高度指底板底面到顶板顶面的外包尺寸。一般取建筑物高度1/8~1/12，也不宜小于箱形基础长度的1/20，并不宜小于3m。三、箱形基础的埋置深度

箱形基础的埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18。四、箱形基础的顶、底板

1.厚度：顶板200mm，底板300mm。2.配筋：不宜小于14@200。支座钢筋：纵、横方向应有1/2~1/3贯通全跨，且应分别有0.15%、0.10%配筋率的钢筋连通；跨中钢筋：按实际配筋全部连通。五、箱形基础的墙体

1.墙体布置：外墙沿建筑物四周布置;

内墙沿上部结构柱网和剪力墙均匀布置。2.墙体要有足够的密度要求平均每平方米基础面积上墙体长度不得小于400mm或墙体水平截面积不得小于基础面积的1/10;

纵墙配置不得小于墙体总配置量的3/5，且有不少于三道纵墙贯通全长。对基础平面长宽比大于4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的1/18。3.墙的间距：不宜大于l0m。4.墙体的厚度：外墙厚度不宜小于250mm；内墙厚度不宜小于200mm。5.墙体配筋：应设置双面钢筋，竖向和水平钢筋的直径不应小于l0mm，间距不应大于200mm。另外，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20mm的通长构造钢筋。六、墙体开洞的限制1.尽量不开洞、少开洞。必要时，宜开小洞、圆洞或切角洞，避免开偏洞和边洞。BbHh底板顶板2.洞口面积不宜大于柱距与箱形基础全高乘积的1/6，即

bh/BH1/6

3.墙体洞口周围应设置加强钢筋。（1）每侧附加钢筋面积

As1不应小于洞口宽度内被切断钢筋面积的一半，且不小于216，该加强钢筋应从洞口边缘处延长40d。（2）洞口每个角部各加212斜筋，长度不小于1m。洞口两侧及四角加强钢筋示意第三节箱形基础地基计算

一、地基强度验算

在非地震区

pk

fapkmax1.2fapkmin0

在地震区，除应符合pk和pkmax要求外，还应满足pE

fSEpEmax1.2fSEfSE=sfa

当基础底面地震作用效应组合的最小压力出现零应力时，零应力区的面积不应超过基底面积的15%。二、地基变形验算

随着施工的进展，地基受力状态和变形十分复杂。基坑开挖前大多用井点降水，使地基压缩；基坑开挖阶段，由于卸去土重引起地基回弹；基础施工时，逐步加载，地基产生再压缩变形；基础施工完后停止降水，地基又回弹；上部结构施工和使用阶段，由于继续加载，地基继续产生压缩变形。地基变形计算：规范推荐分层总和法。三、整体倾斜在非地震区TB/（100H）式中B——基础宽度；H——建筑物高度，指指室外地坪至屋屋面(不包括突出屋面面的局部附属建建筑)的高度。横向整体倾斜值值T：分层总和法计算算的基础纵向边边缘中点沉降值值的差值除以基基础的宽度。对于地震区，目目前还没有明确确的横向整体倾倾斜允许值，可可按地区经验和和参考一些工程程的实测值确定定。第四节箱基基结构设计一、箱形基础荷荷载箱形基础荷载图1．地面堆载qx产生的侧压力2．地下水位以上上土的侧压力3．浸于地下水位位中（HH1）高度土的侧压力力6．顶板荷载q以及上部结构传传来的集中力等等4．地下水产生的的侧压力5．地基净反力箱形基础埋于地地下，承受如下下的荷载二、基底反力计计算实测结果表明：：（1）对软土地区，，纵向基底反力力一般呈马鞍形形；（2）对第四纪粘性性土地区，纵向向基底反力分布布曲线一般呈抛抛物线形（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算方法1．基底反力系数数法将基础底面划分分成40个区格(纵向8格、横向5格)，某i区格的基底反力力按下式确定式中i——相应于i区格的基底反力力系数，查表确确定。L=8L/8B=5B/5i箱形基础纵向平均反力系数2．基底平均反力力系数法箱形基础横向平均反力系数用平均反力系数数求各段的平均均净反力（2）沿宽度方向各段的平均净反反力只需把以上上各式的L用B代换即可。式中——相应于i区段的基底平均反力系数，查表确定。（1）沿长度方向三、箱基内力计计算1．当上部结构为为现浇剪力墙体体系时2．当上部结构为为框架剪力墙体体系时箱基的顶、底板板内力仅按局部部弯曲计算。考虑到整体弯曲曲的影响，纵横横方向支座钢筋筋尚应分别有0.15%、0.10%配筋率连通配置置，跨中钢筋按按实际配筋率全全部连通。一般可只按局部部弯曲计算箱基基内力。3．当上部结构为为框架体系时箱基的内力应同同时考虑整体弯弯曲和局部弯曲曲作用。（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计计算式中Mg箱形基础承担的的整体弯曲弯矩矩；M由整体弯曲产生生的弯矩。（3）箱形基础的局局部弯曲的弯矩矩计算顶板按实际承受受荷载，底板按按扣除底板自重重后的基底净反反力作为局部弯弯曲计算的荷载载，并将顶、底底板视作周边固固定的双向连续续板计算局部弯弯曲弯矩。顶、底板的总弯弯矩为局部弯矩矩乘以0.8折减系数后与整整体弯曲弯矩叠叠加。四、基础的截面面设计与强度验验算（一）顶板与底底板2．正截面抗弯计计算（1）箱基基整体体弯曲曲拉力力及压压力计计算Tx=Tx=Mgx/zBTy=Ty=Mgy/zL式中Mgx、Mgy——整体弯弯曲时时箱基基x、y方向的的弯矩矩；Tx、Ty——底板x、y方向每每米的的拉力力；Tx、Ty——顶板x、y方向每每米的的压力力；L、B——箱基底底板的的长度度、宽宽度；；z——箱基计计算高高度，，取顶顶、底底板中中距。。整体弯矩配筋计算1．底板板的抗抗冲切切与抗抗剪切切验算算同筏筏基底板同同时考考虑局局部弯弯曲和和整体体弯曲曲的计计算钢钢筋用用量板跨中中：上层钢钢筋As上=As1/2+As2下层钢钢筋As下=As1/2板支座：：上层钢筋筋As上=As1/2下层钢筋筋As下=As1/2+As2式中As2、As2——局部弯曲曲计算的的底板跨跨中、支支座的单单位长度度钢筋面面积。整体弯曲曲时，底底板受拉拉钢筋面面积可按按下式计计算As1x=Mgx/fyzBAs1y=Mgy/fyzL式中As1x、As1y——整体弯曲曲时x、y方向单位位长度钢钢筋面积积。（二）内内墙与外外墙1．箱形基基础墙体体截面剪剪力计算算（1）横墙截截面剪力力计算第i道纵墙和和第j道横墙相相交的节节点（i，j）的上、下下截面上上的剪力力VijtVijbVijlVijr（2）纵墙截截面剪力力计算将箱形基基础视为为总荷载载和基底底反力作作用下的的静定梁梁，可求求出任一一横墙支支座j截面左侧侧或右侧侧的总剪剪力Vjl或Vjr。式中bi——第i道纵墙的的宽度；；∑bi——纵墙宽度度总和；；Nij——第i道纵墙和和第j道横墙交交叉处柱柱子的竖竖向荷载载；∑Nij——第j列上各柱柱荷载总总和。j截面左侧侧总剪力力Vjl分配到第第i道纵墙的的剪力为为纵墙截面剪力计算修正后的的剪力分分布图

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．箱形基基础墙身身强度计计算（1）墙身抗抗剪强度度计算墙身的受受剪截面面应符合合下式要要求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、下过梁的的剪力设计值值；V——洞口中点处的的剪力设计值值；——剪力分配系数数；q1、q2——作用在上、下下过梁上均布布荷载设计值值；l——洞口的净宽；；V10.25cfcA1V20.25cfcA2V1=V+q1l/2V2=(1)V+q2l/2洞口计算图l

V(1)VA1、A2——上、下过梁的有有效截面积；可可取图（a）及图（b）阴影部部分计计算的的较大大值。。洞口上下过梁的有效面积计算2）洞口口过梁梁截面面的抗抗弯承承载力力计算算上、下下过梁梁截面面的顶顶部和和底部部纵向向钢筋筋，应应分别别按下下式求求得的的弯矩矩设计计值配配置M1=Vl/2+q1l2/12M2=(1)Vl/2+q2l2/12式中M1、M2——上、下过梁的弯矩矩设计值。洞口两侧及四角应应设加强钢筋，按按下式验算M1fyh1(As1+1.4As2)M2fyh2(As1+1.4As2)每侧附加钢筋面积积不应小于洞口宽宽度内被切断钢筋筋面积的一半，且且不小于216，该加强钢筋应从从洞口边缘处延长长40d。洞口每个角部各加加212斜筋，长度不小于于1m。3）洞口加强钢筋洞口两侧及四角加强钢筋示意式中M1、M2——上、下过梁的弯矩设计值；h1、h2——上、下过梁截面高高度；箱形基础的外墙和和承受水平荷载的的内墙应进行受弯弯计算。此时墙身身视为顶、底部固固定的多跨连续板板。1）当地面无荷载时时在地下水位以上p=Kz外墙面z深度