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1、第5章 高層建筑箱形基礎(chǔ) 5.1 概述一、箱形基礎(chǔ)的適用范圍當(dāng)上部結(jié)構(gòu)荷載較大而地基土又比較軟弱時，高層建筑基礎(chǔ)常采用箱形基礎(chǔ)。二、箱形基礎(chǔ)的組成箱形基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土頂板、底板、內(nèi)外側(cè)墻板組成的空間格構(gòu)式整體結(jié)構(gòu)。三、補(bǔ)償性基礎(chǔ)的概念補(bǔ)償性基礎(chǔ)是指建筑物的總重量與基礎(chǔ)范圍挖去的土總重量(含地下水重)相等，基礎(chǔ)底面附加壓力等于零，上部荷載在地基內(nèi)不產(chǎn)生附加應(yīng)力和變形。 箱形基礎(chǔ)的組成示意圖 補(bǔ)償性基礎(chǔ)的分類補(bǔ)償性基礎(chǔ)的分類：根據(jù)基礎(chǔ)底面平均壓應(yīng)力大小可分為：全補(bǔ)償性基礎(chǔ)：即基礎(chǔ)底面平均壓應(yīng)力等于基底的自重壓應(yīng)力；部分補(bǔ)償性基礎(chǔ)：即基礎(chǔ)底面平均壓應(yīng)力大于基底的自重壓應(yīng)力。箱形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的規(guī)范
2、高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范(JGJ 699) 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 32002) 5.2 箱形基礎(chǔ)的構(gòu)造要求 箱形基礎(chǔ)的材料箱形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C20，采用密實(shí)混凝土剛性防水方案時，其外圍結(jié)構(gòu)的混凝土抗?jié)B要求不應(yīng)低于S6。箱形基礎(chǔ)的埋置深度箱形基礎(chǔ)的埋置深度必須滿足地基承載力、地基變形和穩(wěn)定性要求，以減小建筑物的整體傾斜，防止傾覆和滑移。采用天然地基時應(yīng)不小于建筑物高度的1/12；在地震區(qū)箱形基礎(chǔ)的埋深不宜小于建筑物高度的1/10。 箱形基礎(chǔ)的平面尺寸 平面形狀應(yīng)力求簡單，基礎(chǔ)底面的形心應(yīng)盡量與上層結(jié)構(gòu)的豎向荷載重心相重合。對單幢建筑物，基底平面形心宜與結(jié)構(gòu)豎向長
3、期荷載重心重合，兩者間偏心距e應(yīng)滿當(dāng)恒載與活載組合時，eb/60； 當(dāng)恒載、活載與風(fēng)荷載組合時， eb/30 。式中b為矩形箱形基礎(chǔ)底板的寬度或長度。箱形基礎(chǔ)的高度 箱形基礎(chǔ)高度一般取建筑物高度的1/81/12，且不宜小于箱形基礎(chǔ)長度的1/18，也不小于3m。 箱形基礎(chǔ)的頂板和底板(1)基礎(chǔ)底板厚度不應(yīng)小于250mm，頂板厚度不應(yīng)小于150mm。頂板和底板的厚度應(yīng)滿足抗剪承載力要求，底板的厚度還應(yīng)滿足抗沖切承載力要求。在實(shí)際工程中，底板由于受力和防水要求，厚度一般在500600mm以上；頂板厚度一般可達(dá)300350mm。箱形基礎(chǔ)的頂板和底板均應(yīng)采用雙層雙向配筋，當(dāng)?shù)装搴穸却笥?000mm時，應(yīng)
4、在板的中面加配一層鋼筋網(wǎng)片。 箱形基礎(chǔ)的頂板和底板(2)頂板和底板配筋時，鋼筋直徑不小于14mm，間距一般為100200mm。箱形基礎(chǔ)的頂板和底板鋼筋，如有接頭應(yīng)優(yōu)先采用焊接接頭，當(dāng)采用搭接接頭時，應(yīng)按受拉搭接長度考慮。箱形基礎(chǔ)的內(nèi)外側(cè)墻板 箱形基礎(chǔ)的外墻應(yīng)沿建筑物四周布置，內(nèi)墻沿上部結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)或剪力墻位置縱橫向均勻布置。平均每平方米基礎(chǔ)面積上的墻體長度不應(yīng)小于400mm，且墻體水平截面面積不得小于基礎(chǔ)面積的1/10，其中縱墻配置量不小于總配置量的3/5。 箱形基礎(chǔ)的內(nèi)外側(cè)墻板(2)外墻板的厚度不應(yīng)小于250mm，內(nèi)墻板的厚度不應(yīng)小于200mm。 箱形基礎(chǔ)的內(nèi)外側(cè)墻板應(yīng)采用雙層雙向配筋，外墻的
5、豎向鋼筋直徑不宜小于12mm，水平鋼筋直徑不宜小于lOmm，間距均不宜大于200mm；內(nèi)墻的豎向及水平鋼筋直徑不宜小于lOmm，間距均不宜大于200mm。除上部與剪力墻相連的墻體以外，內(nèi)外墻頂部及底部宜配置不少于兩根直徑25mm的通長構(gòu)造鋼筋，這些通長構(gòu)造鋼筋在搭接和轉(zhuǎn)角處的連接長度應(yīng)按受拉搭接長度考慮。 通長構(gòu)造鋼筋示意圖 墻體鋼筋的接頭位置 通長上部鋼筋的接頭位置，宜在墻體中部1/3跨處；通長下部鋼筋的接頭位置，宜在支座范圍內(nèi)；墻體水平鋼筋的接頭位置，外墻外筋在中間1/3跨處；外墻內(nèi)筋在支座范圍內(nèi)；內(nèi)墻鋼筋截?cái)鄷r，每次只能截?cái)?/3。墻體上開洞口 箱形基礎(chǔ)的內(nèi)墻板上應(yīng)盡可能少開洞，洞口應(yīng)設(shè)
6、在柱間居中位置，洞邊至柱中心的距離不宜小于1200mm。墻體洞口削弱處鋼筋的構(gòu)造要求： 墻體洞口削弱處鋼筋的構(gòu)造要求 底層柱與箱形基礎(chǔ)連接 底層柱縱向鋼筋伸入箱形基礎(chǔ)墻體的長度為 ： 外柱、與剪力墻相連的柱、僅一側(cè)有墻和四周無墻的地下室內(nèi)柱，應(yīng)全部直通到基礎(chǔ)底；其它內(nèi)柱可把四角的縱向鋼筋直通到基礎(chǔ)底，其余鋼筋可伸人墻內(nèi)45d。當(dāng)有多層箱形基礎(chǔ)時，上述直通到基礎(chǔ)底的縱向鋼筋可僅伸至箱形基礎(chǔ)的最上一層的墻底?，F(xiàn)澆底層柱與箱形基礎(chǔ)連接時，在墻邊與柱邊或柱角與八字角之間的凈距不宜小于50mm。 現(xiàn)澆底層柱與箱形基礎(chǔ)連接構(gòu)造 預(yù)制柱與箱形基礎(chǔ)連接構(gòu)造 箱形基礎(chǔ)的變形縫 當(dāng)箱形基礎(chǔ)長度大于40m時，可沿基
7、礎(chǔ)長度每隔20m至40m留一道貫通頂板、底板和墻體的施工后澆帶，后澆帶寬度不宜小于800mm，后澆帶宜設(shè)在柱距三等分的中間范圍內(nèi)。后澆帶處的頂板、底板和墻體內(nèi)鋼筋可以貫通不斷。施工后澆帶可在頂板澆注混凝土14天后，采用比設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級提高一級的無收縮水泥配制的混凝土澆筑密實(shí)，并加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。箱形基礎(chǔ)的防水 采用密實(shí)混凝土剛性防水方案，必要時可采用架空隔水層方案或柔性防水方案 。 5.3 箱形基礎(chǔ)地基計(jì)算 (2) 當(dāng)偏心荷載作用時 2. 地基承載力驗(yàn)算 二、地基變形驗(yàn)算天然地基上箱形基礎(chǔ)的地基變形與一般建筑物淺基礎(chǔ)相比較，有兩個主要特點(diǎn)：由于大面積的基坑深開挖，引起比較明顯的基坑土(卸載)回彈變形。因
8、此，基坑由于卸載產(chǎn)生的回彈變形影響是不可忽略的。 上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)及地基的共同作用，在建筑物施工過程中，隨著基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)剛度及荷載的逐步形成的，基礎(chǔ)沉降、基底反力也相應(yīng)漸次發(fā)展。 地基變形的三個階段：自重應(yīng)力階段變形，指建筑物加載至等于基礎(chǔ)開挖的土重時地基變形；附加應(yīng)力階段變形，是指建筑物加載自超過自重應(yīng)力起至設(shè)計(jì)荷載相應(yīng)的總應(yīng)力為止這個階段地基變形，該階段地基變形約為基礎(chǔ)的最終沉降量的3550； 恒應(yīng)力階段變形，是指建筑物竣工后的地基長期變形，約為基礎(chǔ)的最終沉降量的30一35。箱形基礎(chǔ)地基沉降的特點(diǎn)自重應(yīng)力階段變形和附加應(yīng)力階段變形占基礎(chǔ)最終沉降的2/3，而淺基礎(chǔ)一般為20。 箱形基礎(chǔ)最終沉降量的計(jì)算修正的分層總和法 箱形基礎(chǔ)沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)箱形基礎(chǔ)的允許沉降應(yīng)考慮建筑的使用要求和相鄰建筑的影響確定。（上海試行規(guī)定規(guī)定地基的最終平均沉降350mm）由于箱形基礎(chǔ)埋深較大，計(jì)算基底平均附加應(yīng)力時，可以考慮扣除水浮力。 箱形基礎(chǔ)的地基沉降的計(jì)算深度 整體傾斜驗(yàn)算箱形基礎(chǔ)地基傾斜的特點(diǎn)：作為一個剛性整體發(fā)生整體傾斜和沉降（橫向整體傾斜）。箱形基礎(chǔ)地基整體傾斜對結(jié)構(gòu)的影響：使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力；影響建筑物的整體穩(wěn)定和正常使用。影響箱形基礎(chǔ)整體傾斜的因素：荷載偏心的大小；相鄰建筑物的影響；施工條件。 非地震區(qū)橫向整體傾斜允許值： bH/100 b箱形基礎(chǔ)寬度； H建筑物高度。
高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)第五章高層建筑箱形基礎(chǔ)(一)
