高层建筑基础设计

高层建筑基础设计

浙江省建筑设计研究院

杨学林

目录

一、高层基础的荷载二、高层基础选型与布置三、基础计算

1、承载力计算

2、沉降计算

3、筏板计算四、几点体会一、高层基础的荷载竖向荷载包括：1、自重荷载：梁、柱、板、粉砂面层、填充墙、门窗幕墙，等等2、楼面活荷载3、屋面活载、积灰荷载、雪荷载等4、吊车荷载（厂房）5、施工荷载（临时）水平荷载：

1、风荷载、风振效应

2、地震荷载（作用）其它荷载（作用）：1、混凝土收缩、钢材焊接2、温度变化3、地基变形

人防地下室—人防荷载其它荷载（作用）：1、混凝土收缩2、温度变化3、地基变形（桩基沉降）静止土压力1、竖向总荷载估算：

高层建筑荷重标准值：框架结构：1.2～1.4t/m2框架-剪力墙、框架-核心筒：1.4～1.6t/m2剪力墙、筒中筒：1.6～1.8t/m2工程艇桩数冲量判亏断：桩数×单桩吗承载情力特担征值/上部值结构指标准夜荷重＜1.绪0不安状全=1呀.0～1.赌10正常脉（考么虑风沟、地庙震等滩水平窄作用昌）=1妈.1乓0～1.士20可优更化＞1.情30布桩号太多2、水龄平荷骑载与豪竖向隆荷载趟的比郑列浙江栗凯喜眯雅大悔厦（H=票10呀0m）：G跑+天L促=齐64聪90跳68衬kN水平醉风荷暗载：F风=寄40奏95同kN塔(0监.6诱3％)水平蔽地震修：6度：F=母34熟01始kN毅(0骑.5软23％)7度：F=洲1.拍05％8度：F=渡2.劣10％浙江陡新世驴界财状富中贤心（沿北塔湿楼，58层，H=伴24目6m）：G究+补L值=朵20疫56的64插8循k帝N水平当风荷河载：F风=锡18飞84酿0倦k彩N缠(设0.脆91房诚6％)水平因地震块：6度：F=粒10花84筋8督kN桃(0歌.5蒙27％)7度：F=舟1.度05犹5％8度：F=何2.挪11％温州姜鹿城响广场酬（75层，H=喷35很0m）：G享+田L对=棉44茅18桃40锹9凉kN水平锋风荷旦载：F风=冰58豪60垦9钱k调N昂(化1.美33％)水平牵地震目：6度：F=厦22高56猪8刚kN拳(0拳.5晃1％)7度：F=耻1.擦02％8度：F=银2.张04％10陪0年一航遇的划基本症风压伏：杭州规：0.染50kN疤/m2宁波麦：0.射60足k汽N/蝴m2温州枣：0.别70茫k息N/茧m235旋0m以内贵高层垫：F风/（G+躲L）=钳0.娃50％～1.满35％杭、倚宁、穷温：眯水平米地震北力更粘小子（＜1.倦0％）一般促无需卖验算候：桩办基水延平承关载力3、楼双面活拉荷载掠与自枯重荷盼载的斗比列一般谜高层赵：活芝载跌≤15％20草0m以上平高层畏：活今载执≤10％浙江惠凯喜真雅大喝厦（H=字10掩0m）：G熊=扮56隶45俯58俭k恼NL鄙=榆84烂51贱0任k伞NG妻+染L既=障64叶90市68绍kNL/尤(G备+L轮)筐≈抗13％浙江缎新世绿界财拢富中骄心（陆北塔撕楼，58层，H=弃24岁6m）：G范=抖19场21棒01符2闻k础NL拣=疼13荒56保36静kNG配+棵L亩=巩20坑56菠64紫8资k昼NL/晕(G扛+L舟)娱≈六6.学6％温州洗鹿城亩广场娃（75层，H=屿35殃0m）G逮=斤41烫31臭59某9禁k惕NL孔=裁28伶68朋10国kNG跃+著L鞠=彼44巩18练40程9赤k脊NL/声(G炊+L川)仿≈触6.衰5％国家《建筑胸地基热规范》（20释02）：1、桩彻数、模基底篮面积投：作用S—采用晓荷载娱效应章的标下准组顿合抗力R—特征锹值（溜单桩士或地挂基承锤载力另特征厨值）2、地懒基变感形、赖桩基晨沉降作用—采用崇荷载货效应嗽的准领永久兵组合限值—规范舟规定违的变蠢形允抓许值3、基劝础截仅面配笔筋、球桩身货强度作用—采用炉荷载吗效应影的基晌本组照合（惑分项盾系数舌）抗力—材料掏强度弯取设宾计值4、基灾础裂典缝宽堪度作用—采用宏荷载僵效应邀的标珠准组匠合限值—0.渴2、0.麦3m谎m①基本理组合倦：承载骡能力崭极限扛状态潜计算种时，拾永久贯作用和可蓄变作垫用的获组合同。（永饮久荷锁载控胖制）②标准君组合军：正常饥使用句极限础状态秒计算母时，晚采用愉标准萌值或礼组合闪值为营荷载魔代表众值的枣组合石。（分睁项系盈数均户取1.诊0)③准永戏久组长合：正常颤使用松极限竹状态判计算沈时，粱对可两变荷课载采撒用准缩慧永久拜值为痰荷载裹代表茄值的捎组合鼓。（分慰项系惨数均酷取1.某0)案例驻：杭州械某高撑层办峰公楼淡，地减上25层，乖高度99愉.6亦m,框架-剪力撤墙体名系，刮地下钓二层挪。基袄础为封钻孔她灌注袜桩，苏桩径Φ8妖00，持若力层怨为中扎风化树凝灰眨岩，稍有效裙桩长锋约40昆m。施工罗图审含查发铁现桩贪数偏歼多较敌多。原因止：传至然桩基纸的荷脉载采失用设懒计值贯（基拌本组设合）编，单搅桩承们载力碧（抗压力）及采用颠特征据值，燃荷载孩和抗剃力取墙值不残匹配牌，导勉致布唐桩数蹄量过树多造帖成浪巡寿费。二、筒高层成基础惕选型考与布慕置■落天然镰地基号浅基补础柱下妥独立腰基础柱下由条形得基础墙下孙条形尺基础片筏菊基础岩石阀锚杆赢基础妄（抗史滑、炉抗浮遵）■深基书础桩基亭础√地下耀连续蹦墙√沉井柳基础某二贯层地凯下上滩浮近1.寺0m岩石何锚杆仓施工烛不当惩，抗券拔承载千力不球足而太被拔喝出抗浮育锚杆坚的应趟用1、桩阻基础非挤岩土桩订：√钻孔践灌注益桩√人工辫挖孔签桩挤土竭桩：√钢管瓣桩（村上海怒金茂蛋、上测海环理球、但石油炼双塔飞）预应家力管龙桩（讽可节咐约造死价30～50％）预应仁力空识心方肆桩预制宵方桩沉管牙灌注陷桩浙江画新世孔界财百富中附心钻孔偷灌注厚桩：Φ8萝00，L=类41司.5榨m持力术层：6-铜2圆砾倾层进入6m，桩端岸注浆Ra田=4尝70挑0叼kN桩长痰、持抗力层音可不铃一致桩型振也可行不同钻孔忽桩Φ1鄙10缝0承台犬板:5活.6帜mRa恋=1嗓25害00蔑k嗽N人工妨挖孔陡桩：端承念桩、注端承寺型桩扩底钩效果秆好扩底泻施工种方便安全去问题被与桩傅身质熔量金华州地区艇：不泳用圆砾庸、卵液石层宣：注抓意Φ9棚10钢管肤桩马来轰西亚谎吉隆弟坡石执油大煎厦双浮塔地上88层，H=成37朗9m，桅储杆顶45黄2m厅,地下3层98年建景成(>西尔絮斯大惹厦44教3m厌)钢筋惕混凝睬土结暗构(8沙4层以鉴上为衔钢结备构)(抗风喊控制,满足趁舒适狐度)基础:钢管袍桩Φ9封10馒x2抹2.壮2，L≈84案m承台痰板:4养.0抖m2、地泪下连哲续墙刚度舞大、筒防水其好：矿市中靠心深错基坑充分臣利用钢红线膊内场叉地：修二墙张合一逆作共法：家西湖笛凯悦失、丝乐绸城登、地答铁武勒林门刷站等竖向洁承载挪力：速带支膝腿、赌墙底升注浆泥砂诊分离伍器围护汽墙受里力计温算围护版墙兼从作地膨下室炕外墙奴或作斯为结更构外宏墙的孟一部垫分时周，应伶分施奋工阶警段和亏使用冠阶段清两种叼情况扫分别初进行汤受力嫁计算鸦，按谊最不胜利工雹况设樱计。1．施跪工阶盐段受呆力计束算鉴于名目前买的三肺维模腰型尚膝不完够善，秤一般浆采用随竖向酱弹性障地基锻梁的步地基挑基床冶系数确法计萄算围饥护墙帮的内棋力和便变形熟，计燥算模料型见矛图4。墙后佛土压抵力取爹值，宇在开殊挖面网以上粮可取芬主动诊土压腿力，位考虑资到采箭用逆达作法挺施工主的墙动体变蹄形较您小，滚可对镜主动铸土压象力进宋行适越当调森整或会取静鞋止土贸压力忌，在袍开挖灵面以惧下取甚矩形梁分布护；墙喉前（阵坑内针侧）侮土体及被动辩抗力暮以水谦平弹饶簧模待拟。支撑恶梁板蜜的作瞧用以尊水平肾弹性狐支座秧代替浆。当沉采用捕全逆患作法骄时，乒由于扩地下帆室各纪楼层范的平毅面内剧刚度侵非常袍大，齿可近处似按烈不动羡支撑吸点考序虑；蛇当采痛用敞猎开式遵逆作近法时严，可酒取框礼格式酱水平谜支撑除体系通的等似效刚嫂度，配等效照刚度停的取榴值可殿按文倡献[5是]的方窄法计挠算。逆作核法施西工时朱，坑景内也师是采弄取分四步开苏挖土街方、故分层晚浇注社梁板乒支撑利体系驰的，叔因此泽还必涨须考豆虑这柔一动剖态施尚工因照素对椒受力滋计算动的影莲响[5专]。2．使亭用阶购段受在力计淹算使用策阶段项围护物墙的把计算下模型俩与施烛工阶蛛段相旬似，蠢仅有攀以下仓不同炕：①碗墙外响侧土嫩压力明逐渐性恢复扔到静倒止土内压力荷状态偏；②厅地下摘各层冠楼板涌及基镰础底店板均痛已浇本注完早毕，盒楼板那、底正板位亚置均渡可按认不动他支点叮考虑偶；③游有混旺凝土锹内衬粱墙时蜡，应砖根据旅围护琴墙与弊内衬伏墙的拆结合圆方式抗不同斗，采坑用不踢同的世计算同方法缩慧。当围裕护墙拍与内卫衬墙送结合日成整樱体，候结合谦面能若够传喜递剪稻力时捕（如缴图5所示郑），叙受力条计算何时可飘把二楚者视梳为整汗体墙校，设报置内异衬墙诊后的蹲内力廊增量汇由整统体墙界承担骗；当头围护崭墙与震内衬踢墙之包间设伐置防忌水夹叙层，霸结合决面不扁能传翅递剪败力时某，设气置内仙衬墙失后的昏内力键增量冰由围步护墙些和内珍衬墙问分别映承担买，可捧近似味按墙托体刚奶度比公例分请配计痰算。3、场馆地要渔求和俯基础万有效猫埋置静深度场地狠要求洋：①学选择腹有利跑地段对于牧危险抵地段体，强联调“严禁软建造磁甲、版乙类药的建领筑，疮不应币建造斗丙类焰的建稻筑”。

地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩，坚硬土、开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝等危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位②碌避让浇主断缓裂带,最小航避让证距离:建造烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁8专门研究200m100m—9专门研究400m200m—③欢液化牌判别床和处盖理:6度乙扫类建踢筑：府按照7度要横求判胆别处袄理映秀点镇处灿于龙门芳山忠中央币主断扶裂带之谎上，窗是此敏次地师震的撞震如中位地置，逆其地健震影生响杠烈度眠高达11度，区勉域范净围内屿的房贼屋建删筑遭剩受氧毁灭料性破饶坏。震后米的北妹川县声城，他巨大枣的山柴体滑录坡冲痕毁了逗大片偏建筑汶川劣地震饿，山族体滑叼坡形赔成唐妹家抖山堰宋塞湖有效砌埋置鸡深度捐的要米求：《建筑身地基将规范》第条示：高层楼建筑命筏形督和箱嘴形基居础的买埋置潜深度捡应满闲足地灯基承捐载力紧、变话形和沾稳定荡性要页求。欲在抗午震设甜防区绘，除合岩石赴地基居外，疲天然际地基缓上的债箱形桐和筏敢形基慈础其鸣埋置亭深度悔不宜顿小于虹建筑旋物高欺度的1/覆15；桩村箱或娇桩筏佳基础为的埋葡置深扁度（歪不计趟桩长借）不渴宜小虫于建秒筑物俩高度绍的1/范18～1/平20。位顷于岩脸石地吐基上柳的高裂层建肯筑，导其基弊础埋厘深应落满足查抗滑亏要求闻。《高规》第条治：天然饱地基华、复编合地楼基：≮1/番15桩基呀础：≮1/慌18岩石递地基象：有惹效抗割滑移版措施软，可周放松《建筑涨地基较规范》第条寺：当高成层建笛筑与坡相连长的裙额房之低间设殿置沉矿降缝么时，斤高层晨建筑灭的基茎础埋直深应嘴大于俭裙房镜基础膝的埋运深至够少2m。地凶面以苏下沉浆降缝汽的缝珠隙应怀用粗炼砂填刻实。《高规》第条滨：高层护建筑求宜设筹地下项室。根据稍上海叔市政然府公峡布的坐调查激结果凤，房炕屋倾撕倒的弓主要穗原因宝是紧拼贴7号楼够北侧臣在短瞒期内岗堆土温过高见，最值高处病达10米左搁右。协与此敢同时擦，紧修临大聋楼南贺侧的腰地下耍车库炒基坑暗正在抗开挖谎，开励挖深复度达4.钥6米。狸大楼垦两侧极的压斩力差帽使土汪体产麦生水初平位丽移，纤过大欢的水摘平力链超过呈了桩近基的钻抗侧诵能力划，导畏致房垃屋倾瞎倒。地基唐发生侨整体性品滑动4、桩发基础央底板冈形式傍：①裤梁捧板式智：H≤隐10社0m，施尝工复当杂，译周期乡丰较长较经忌济②事平旦板+承台碧式:③通平粥板式院：H≥践15遮0m，施屯工方醒便，冰周期悼短配筋庄量大乓，造咳价相膜对较喜高为方恳便施喂工缩扮短工笋期，H≤最10扬0m的高挂层有煮时也耐采用缎。梁板残式平板羞式5、主遵楼基卸础与吓裙房渴基础怎的关有系①宣沉降郑缝：解决穴不均裹匀沉闹降问奔题主、宝裙楼摸均有床地下悔室时寸，不刺宜设庄缝。设缝顿带来叔的问奖题：岔防水据处理悬复杂拔、易余老化祖、高竹层埋深江不宜罚保证措施婶：采缺用桩灵基、维控制骄沉降落差加强鸣连接谅处的供基础宜刚度设置姻施工易后浇丝式带，案等等②姥防震昨缝：解决帮不规万则结饥构的存抗震乡丰问题③逢伸缩卧缝：解烈决混薪凝土租收缩驻、温够度应考力问新题伸缩衰缝设旧置：混凝粉土规掉范要丑求：吸对现锻浇钢歌筋混等凝土蹄地下室外跳墙、油挡土汗墙结饿构：室内伍或土咽中：睁≤30芹m露册天储环株境锋：≤20添m实际慌工程厌中，匪地下鬼室结搭构很毙少按份≤30压m设置悄伸缩通缝。高地划下水扶位、巴渗透术系数穷大的方粉砂重土地菠基中叨，地犬下室舌结构膨设置蚀永久坏缝应登慎重惭。多于规三层丘的地辉下室乏宜不淹设永除久缝宫。三、兽基础管计算1、承瘦载力挺计算偏心传竖向练力作横用下水平因力作悉用下①疼确定赔桩数轴心鹿竖向滴力作仓用下偏心姓竖向士力作机用下水平携力作熟用下考虑节地震她的内锻力组微合：偏心较竖向辜力作脏用下水平晶力作舍用下轴心馋竖向川力作症用下轴心荒竖向探力作胀用下桩身危强度况验算丧：单桩烂竖向峰抗压锡静载宅荷试披验单桩遭竖向靠承载鸡力特梁征值稼：按地芦勘报乡丰告估辈算：后注渣浆提黄高：30％～40％（情杭州赌）按《桩基撇规范》估算炸：单桩为水平衔静载林荷试甘验：如杭蚕州钱谎江新炊城某Φ8况00钻孔浆灌注闻桩，讲持力姓层为炉圆砾爹层，牲桩端喷后注疼浆，Ra孝=4叉50示0墨kN按《桩基们规范》估算救得：Rh践a=宇25胆0葵kN趋(5笔.5剩6％)单桩唉水平抽承载呢力特签征值电：10静0年一照遇的封基本拖风压强：杭州省：0.桥50kN船/m2宁波睬：0.伴60乐k屠N/后m2温州射：0.剩70透k弟N/戚m235酸0m以内沈高层险：λ=甚F风/（G+胃L）=和0.长50％～1.结35％杭、局宁、昆温：兴水平贺地震祥力更社小棍（＜1.汉0％）考虑项承台撞侧面钓侧阻扬、地近下室帆外墙瓶外侧醋约束陕等一般救无需探验算慨：桩瘦基水问平承深载力②桩位播布置余原则格：■决桩基治形心幻玉宜与瞒结构透竖向摘永久斥荷载摇重心洪重合栽。偏服心距e宜符蜡合下明式要级求：e≤躲0.1W请/A（=陈B/黄60，矩饥形平壤面）式中者：W—言—与偏直心距杆方向叔一致浴的基且础底帖面边圆缘抵泰抗矩少；A—缘瑞—基础翅底面毅积。■梅高层拣核心伴筒：饱尽可乘能布袖在核恐心筒斩冲切弹范围夫内上海旋金茂徐：筏如板厚俱度40勤00君m予m上海咳环球景：45筑00锣m伞m温州涛鹿城呀：56滤00剑m施m③抗拔历桩配喝筋的疤问题棕：采用缘瑞小直宋径桩犁，Φ1网00价0魂=疲2Φ吗50耳0（抗斑拔承号载力鹊）Φ1茄00以0驼=染4Φ胀50其0（混蹦凝土纪方量昆）配筋罪：Φ6罪00钻孔晚桩，歼抗拔岗特征烂值=1律00碍0相kN1、按拦承载建力计宝算配弄筋：As俱=4浊16尸0拉mm眨22、按别抗裂呀计算民配筋刷：As坡=8蚁20香0笋mm尊2（Wm淋ax屑≤0金.2根mm）3、若嘱考虑浪抗腐星，按粘钢桩钉每年0.童03器mm，50年为1.柴5m嘉m，如寄采用Φ2彼5钢筋津，50年后苗有效矮直径为Φ2淡2，即泡配筋54志00喜mm滥2可满罗足抗桑拔承传载力要求川。2、桩盯基沉侧降验河算主要皆方法费：■折实体兔深基稻础方训法（《地基谷规范》）■Mi圈nd通li嚼n应力舒公式孟法■际等效遍作用型实体糟深基员础法碧（《桩基汁规范》）■洁实体六深基杆础方杜法（《地基眼规范》）计算影假定锐：1、等窗效作熔用面克位于弦桩端协平面忘（将紧桩基顺承台控、桩瓜群与趴桩间众土作钩为实缸体深暂基础晌）2、等溜效作犁用面膜积为准桩基锦承台克投影帜面积但（不签考虑伴沿桩网身的屠应力兰扩散桃）；3、等终效作句用附款加压瓣力取负承台姿底附乱加压岂力4、等江效作后用面烈以下柔（等椒代实真体深训基底嚼以下绞）的滴应力扣分布某按弹恶性半浆空间Bo需us番si味ne坊sq解确政定■Mi列nd涛li答n应力闯公式奖法结合促工程依实际吨应用尽情况话，将侦桩端幅、桩脉侧的窃荷载迁分布存假定熄为三仓种基枕本模且式：桩的岸端阻羊力和团侧摩疼阻力岩比等效宁作用篇实体励深基验础法陆（《桩基辽规范》）：1、按Mi慎nd顿li唉n解和Bo凶us马si铸ne型sq解分乔别计复算同诱一虚境拟桩姨基（产距径让比Sa妖/d，长才径比l/d，桩感数n，基禽础长将宽比Lc涨/B飘c）的术沉降SM/玻SB，将围等效炒系数Ψe＝SM/SB，制贩成表贯格；2、计猪算桩者基沉吃降时抽，先尊按传撤统的Bo缺us晋si揉ne甩sq实体瞧深基买础分扑层总估和法绣计算决得S’（SB），姓将其相乘以照等效岸沉降撑系数Ψe和经暮验系就数Ψ，得肺到计度算沉产降。沉降雁计算尖经验垮系数掩：计算国中未兆考虑哗的桩基端刺决入Sp、桩残身压鸭缩Se、桩地端上芹涌再锈刺入Sp’、土谋参数德与实梦际差剩异等册的影吓响，狠均需盗由沉肝降经翼验系宁数反控映。实体鼠深基秆础方你法（《地基堵规范》）Sm悔ax威=有1暗65签m骂m实体鞠深基字础方池法（《地基恭规范》）Sm另ax请=研1努65凤m玻mMi东nd策li概n应力刑公式味法Sm捆ax促=恐1吵08框m困mMi塞nd而li虾n应力爽公式资法Sm复ax描=裳1逐08删m刻m等效刚作用暴实体双深基必础法《桩基代规范》Sm态ax鸽=蓄4贴8.异33、筏情板计沙算常用枪计算掠模型许：①支承朽于弹熄簧上锅的弹号性板距有限懒元分百析法②难倒楼支盖模哗型（歼上部傍结构菌刚度僵无穷侮大）③垃基于Mi堤nd闯li在n应力筋解的江单向浪压缩尸分层偏总和淡法①支承斗于弹刚簧上令的弹嗓性板申有限枣元分件析法将筏余形承傲台板然进行节有限躬元划王分，哪筏板斯采用雹板单喇元模赠拟（MI招ND挂LI并N理论洲的中慰厚板殊），蜓桩作杏为弹贸簧考秧虑，剪采用末有限所元法遵求解债弹性欺支座傲的位拼移、碰反力物及板催的弯脏矩。单桩骂刚度乞：按《桩基饶规范》公式蛙估算迹；按静太载荷跳试验蚊实测Q-杜s曲线群桩分中的