地基基础之箱形基础

基础设计

主讲：庄鹏第三章箱形基础箱形基础：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

T

B/（100H）式中B——基础宽度；

H——建筑物高度，指室外地坪至屋面(不包括突出屋面的局部附属建筑)的高度。横向整体倾斜值T：分层总和法计算的基础纵向边缘中点沉降值的差值除以基础的宽度。对于地震区，目前还没有明确的横向整体倾斜允许值，可按地区经验和参考一些工程的实测值确定。第四节箱基结构设计

一、箱形基础荷载

箱形基础荷载图1．地面堆载qx

产生的侧压力2．地下水位以上土的侧压力3．浸于地下水位中（HH1）高度土的侧压力6．顶板荷载q以及上部结构传来的集中力等4．地下水产生的侧压力5．地基净反力箱形基础埋于地下，承受如下的荷载二、基底反力计算实测结果表明：（1）对软土地区，纵向基底反力一般呈马鞍形；（2）对第四纪粘性土地区，纵向基底反力分布曲线一般呈抛物线形（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．基底反力系数法将基础底面划分成40个区格(纵向8格、横向5格)，某i

区格的基底反力按下式确定式中i

——相应于i区格的基底反力系数，查表确定。L=8L/8B=5B/5i箱形基础纵向平均反力系数2．基底平均反力系数法箱形基础横向平均反力系数用平均反力系数求各段的平均净反力

（2）沿宽度方向各段的平均净反力只需把以上各式的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、箱基内力计算

1．当上部结构为现浇剪力墙体系时

2．当上部结构为框架剪力墙体系时

箱基的顶、底板内力仅按局部弯曲计算。考虑到整体弯曲的影响，纵横方向支座钢筋尚应分别有0.15%、0.10%配筋率连通配置，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。一般可只按局部弯曲计算箱基内力。3．当上部结构为框架体系时

箱基的内力应同时考虑整体弯曲和局部弯曲作用。（1）上部结构等效抗弯刚度

公式中的符号示意（2）箱形基密础的整珍体弯曲捞弯矩计祸算式中Mg箱形见基础野承担闸的整蓬体弯均曲弯只矩；M由整岭体弯雷曲产丹生的伪弯矩扑。（3）箱形兴基础槐的局种部弯战曲的慢弯矩孙计算顶板叉按实弹际承叹受荷近载，信底板婆按扣炊除底威板自虹重后缓的基过底净链反力度作为个局部狠弯曲胀计算御的荷滩载，涝并将刘顶、填底板喷视作栏周边砌固定舅的双需向连封续板另计算钱局部堵弯曲阿弯矩亚。顶、捉底板饥的总霞弯矩扛为局轻部弯胡矩乘办以0.8折减船系数衔后与茶整体揉弯曲恩弯矩君叠加凯。四、基丢础的截誓面设计蔬与强度洲验算（一）息顶板摆与底膨板2．正截持面抗弯卖计算（1）箱基论整体弯犯曲拉力训及压力拔计算Tx=Tx=Mgx/z笋BTy=Ty=Mgy/扶z稠L式中Mgx、Mgy——整体下弯曲蚁时箱唯基x、y方向的授弯矩；Tx、Ty——底板x、y方向讯每米黎的拉遵力；Tx、Ty——顶板x、y方向每途米的压白力；L、B——箱基啄底板校的长旷度、滥宽度孙；z——箱基比计算那高度掘，取侵顶、季底板组中距率。整体弯矩配筋计算1．底板挪的抗冲善切与抗疏剪切验卡算同筏隙基底板漆同时焦考虑支局部城弯曲夕和整荡体弯傍曲的排计算听钢筋镜用量板跨中点：上层规钢筋As上=As1/2宁+As2下层造钢筋As下=As1/2板支座伙：上层钢互筋As上=As1/2下层下钢筋As下=As1/2+As2式中As2、As2——局部弯梳曲计算末的底板园跨中、早支座的拆单位长套度钢筋扛面积。整体弯帽曲时，暑底板受抹拉钢筋其面积可惭按下式驰计算As1x=Mgx/fyzB维As1y=Mgy/fyzL式中As1x、As1y——整体收弯曲股时x、y方向漂单位浴长度泥钢筋联面积岸。（二）脂内墙喂与外丽墙1．箱形忌基础咸墙体短截面照剪力杀计算（1）横墙这截面夫剪力伟计算第i道纵墙马和第j道横复墙相哗交的沈节点（i，j）的上畏、下百截面餐上的每剪力VijtVijbVijlVijr（2）纵墙掠截面饰剪力笋计算将箱麦形基谦础视帅为总英荷载奇和基乡丰底反伐力作刻用下占的静文定梁虾，可直求出抹任一地横墙佛支座j截面左这侧或右户侧的总帐剪力Vjl或Vjr。式中bi——第i道纵岛墙的顿宽度翻；∑bi——纵墙宽愈度总和奇；Nij——第i道纵墙始和第j道横墙缺交叉处灿柱子的粪竖向荷坊载；∑Nij——第j列上草各柱伶荷载哨总和亭。j截面左顺侧总剪揭力Vjl分配执到第i道纵顾墙的房诚剪力杏为纵墙截面剪力计算修正库后的浸剪力球分布揪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．箱形汤基础毙墙身笼强度梨计算（1）墙版身抗鼓剪强雀度计钩算墙身的厘受剪截强面应符踏合下式夹要求Vw0.2咬5cfcAw式中Vw——各片墙愈承担的卵竖向剪芒力设计伙值；Aw——墙身竖驳向有效竞截面积熊。c——混凝仅土强扒度影侄响系长数，拳不大浑于C5鲜0取1.0，大于C8宾0取0.脊8，介读于C5旬0~艺C8狸0之间谊按线孔性内蠢插取离用。（2）墙体第洞口计洽算1）洞泼口过梯梁截答面抗竿剪强丧度验数算洞口上诞、下过但梁的受岂剪截面寄应分别钢符合下减列公式替要求式中V1、V2——上、身下过原梁的俗剪力开设计鞭值；V——洞口震中点夸处的迁剪力悼设计校值；——剪力分良配系数坛；q1、q2——作用天在上促、下推过梁迅上均售布荷绍载设击计值杰；l——洞口的违净宽；V10.2塑5cfcA1V20.至25cfcA2V1=V+q1l/幕2V2=(吸1)V+q2l/担2洞口计算图l

V(1)VA1、A2——上、下茫过梁的播有效截涨面积；可取图（a）及图（b）阴影石部分乳计算呢的较秀大值嘴。洞口上下过梁的有效面积计算2）洞口讯过梁捷截面童的抗跪弯承归载力理计算上、下处过梁截裙面的顶敢部和底柱部纵向亲钢筋，白应分别丈按下式树求得的兄弯矩设师计值配揭置M1=V瓦l/2+q1l2/亭12M2=随(1)Vl/2+q2l2/讽12式中M1、M2——上、价下过尼梁的博弯矩胖设计河值。洞口戴两侧攀及四碌角应非设加英强钢循筋，劣按下飘式验稀算M1fyh1(As1+1逆.4As2)M2fyh2(As1+1.胃4As2)每侧附听加钢筋街面积不尝应小于搂洞口宽砖度内被兵切断钢阳筋面积班的一半晴，且不启小于216，该默加强堪钢筋膛应从批洞口堂边缘窝处延源长40d。洞口翠每个障角部影各加212斜筋宾，长揉度不纳小于1m。3）洞口口加强钢彩筋洞口两侧及四角加强钢筋示意式中M1、M2——上、叹下过大梁的弯矩设撤计值；h1、h2——上、下糟过梁截容面高度淡；箱形长基础罗的外课墙和辨承受翁水平萌荷载湖的内调墙应剑进行御受弯侨计算币。此翁时墙妈身视仗为顶厅、底呈部固减定的该多跨愁连续薪板。1）当估地面抄无荷肥载时在地下妖水位以裳上p=Kz外墙帅面z深度霸处单档位面根积上格的压股力在地想下水袋位以口下p=K[H+（zH）]+w（zH）箱基外墙侧压力示意2）当地竹面有荷武载q时深度z处的易侧压谎力应才在以甚上式希中增棕加p：p=0.衡5q（3）墙身外抗弯压计算作业链题：权某框遥架结差构