地基处理与基础设计毕业论文.doc

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1、地 基 处 理课程设计 系 别：交通工程系 专 业：基础工程技术 班 级：基础工程0801班 姓 名：刘海洋 学 号：2008060938 2地基处理课程设计摘 要随着我国近年来的经济和基础设施建设的发展，CFG桩复合地基技术在软土地基处理方面得到了越来越广泛的应用，并出现了很多理论和计算方法。但是由于影响CFG桩复合地基承载性状的不确定因素多、问题复杂且难度大，人们对它的认识还不够深入，使理论计算与工程实际存有较大差异，并且造成了在实际工程应用中的安全隐患或浪费，因此有必要对CFG桩复合地基承载性状进行进一步研究，使理论研究与实际相吻合并指导实践，从而达到安全适用、经济合理的目的。本文以中华

2、翰苑6#住宅楼楼为实例，介绍CFG桩加固软土的机理和复合地基的受力性状，概括CFG桩复合地基设计和计算的基本理论，利用这一原理，分析了桩体模量、桩长、置换率等对CFG桩复合地基承载性状的影响；说明了CFG桩在该地区进行地基处理的适用性和推广普及的可行性。关键词：CFG桩；复合地基；筏板基础；地基处理目 录第一章 绪 论11.1 问题的提出11.2 常用地基处理技术11.2.1 地基处理方法的分类11.2.2 地基处理设计方案选择11.3 CFG 桩复合地基处理技术现状21.4研究目的及意义31.5 本设计的主要工作与设计思路51.5.1 设计内容51.5.2 设计思路5第二章 工程地质条件62

3、.1工程概况62.2工程勘察情况62.2.1 勘察目的与任务62.2.2岩土工程勘察等级确定72.2.3勘察工程布置72.2.4勘探测试及取土方法简述72.2.5勘察工作完成情况82.3场地工程地质条件92.3.1地形、地貌及地质构造条件92.3.2水文地质条件92.3.3场地土冻结深度92.3.4不良地质作用92.3.5地下水腐蚀性评价92.3.6 活动断裂影响102.3.7 场地地震效应评价10第三章 筏板基础设计113.1基础概述113.2筏板基础的类型123.3筏板基础的结构设计133.4筏板基础平面尺寸确定143.4.1筏板厚度143.4.2筏板基础埋深及承载力的确定143.4.3筏

4、板配筋143.4.4 筏板的平面尺寸153.4.5天然筏板基础的变形计算163.4.6筏板平面尺寸演算163.5筏板基础抗浮锚杆的设置203.6筏板基础的施工与监测213.6.1筏板基础的施工213.6.2筏板基础的监测21第四章 CFG桩复合地基设计234.1特点和适用范围234.2 CFG桩及其复合地基知识概述234.3CFG桩复合地基加固机理244.3.1 CFG桩加固机理244.3.2设置褥垫层的基本原理244.4施工准备254.4.1技术准备254.4.2施工机具及材料准备264.5施工质量控制264.5.1施工监测264.5.2逐桩静压274.5.3静压振拔技术274.5.4大直径

5、预制桩尖的采用274.6.质量检验274.6.1桩间土检验274.6.2单桩和复合地基检验274.6.3.常见问题及施工措施27第五章 结论31参考文献32致 谢344第一章 绪 论1.1 问题的提出近年来随着我国经济的快速发展，多高层建筑蓬勃发展，大量建筑不可避免的会建在一些软土地层，然而由于软土地基具有孔隙比大、天然含水量高、压缩性强、承载能力低等特点，使得在地基填土和建筑自重作用下，会出现不均匀沉降、承载力和稳定性、渗流等地基问题。当天然地基不能满足建筑物要求时，需要采用各种地基处理措施，形成人工地基以满足建筑物对地基的各种要求，保证其安全与正常使用。结合实际工程地质等条件，选出最优的地

6、基处理方案。1.2 常用地基处理技术1.2.1 地基处理方法的分类地基处理方法的分类多种多样，如按时间可分为临时处理和永久处理，按处理深度可分为浅层处理和深层处理，按土层对象可分为砂性土处理和粘性土处理、饱和土处理和非饱和土处理，也可按照地基处理的作用机理进行分类，它体现了各种处理方法的主要特点，如表1-1所示。表中所列的各种地基处理方法都是根据各种软弱土的特点发展起来的，因而使用时必须注意每种处理方法的适用范围。地基处理的基本方法，无非是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法。值得注意的是，很多地基处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又吸水，吸水后又

7、进一步挤密等，因而一种处理方法可能具有多种处理效果。常用地基处理方法的原理、作用及适用范围，如表1-2所示。1.2.2 地基处理设计方案选择对建造在软弱地基上的工程，在进行设计前，首先应进行调查研究，其内容如下： 结构条件 建筑物的体型、刚度、结构受力体系、建筑材料和使用要求、分布和种类；基础类型、布置和埋深；基底压力、天然地基承载力、稳定安全系数和变形允许值。地基条件地形及地质成因、地基成层状况；软弱土层厚度、不均匀性和分布范围；持力层位置状况；地下水情况及地基土的物理和力学性质。各种软弱地基的性状是不同的，现场地质条件的不同也是多变的，即使同一种土质条件，也可能有多种地基处理方案。 1.3

8、 CFG 桩复合地基处理技术现状CFG 桩复合地基是一种新的地基处理技术， CFG 桩复合地基试验研究是建设部“七五”计划课题 , 于 1988 年立题进行试验研究 , 并应用于工程实践， CFG 桩复合地基试验研究成果于 1992 年由建设部组织鉴定 , 专家们认为：该成果具有国际领先水平； CFG 桩复合地基成套技术， 1994 年被建设部列为全国重点推广项目 ,1997 年被视为国家级工法，并列入国家行业标准建筑地基处理技术规范，目前 , 该技术已在全国 23 个省市推广使用 , 据不完全统计 , 已有 1000 多个工程使用该技术， CFG 桩由于在桩体材料中加入工业废料粉煤灰 , 可

9、以减少环境污染 , 又达到料废物利用的目的 , 具有显著的经济效益和社会效益， CFG 桩桩体不配筋 , 又充分发挥了桩间土的承载力 , 与普通混凝土桩相比 , 所需桩数较少 , 其造价一般只有桩基的 1/3 1/2, 工程造价也低廉 , 值得重点推广。 随着 CFG 桩复合地基在全国范围内推广及应用 , 特别是近几年的发展， CFG 桩复合地基技术在我国的基本建设中起了非常重要的作用，从建筑到道路、煤矿均得到普遍应用。特别是近几年，该技术在北方地区的高层建筑地基处理中得到应用，据不完全统计，已有 300 余栋高层建筑地基处理采用了 CFG 桩加固技术。因此，近年来，对 CFG 桩复合地基各方

10、面的研究也取得了很多成果，关于 CFG 桩复合地基工程特性的研究， 阎明礼 教授和张东刚高工做了大量的试验工作，总结了其工程特性；关于 CFG 桩复合地基的设计，赵其华、李建光提出了沉降量和承载力双重控制的 CFG 桩复合地基的设计思想；关于 CFG 桩桩体材料特性的试验研究方面，范云、汪英珍通过对 CFG 桩桩体材料的室内配比试验，获得了不同配比条件下桩体材料强度变化规律，提出了 CFG 桩桩体材料配比是应遵循的某些原则和方法；关于 CFG 桩复合地基承载性状方面，张晶、李斌等进行了大量的试验研究，通过对工程上较软弱土层进行复合地基处理后的静载试验结果，分析了 CFG 桩复合地基承载性状，并

11、对单桩、桩土复合、桩间土、等不同的复合地基试验结果进行了分析对比，得出 CFG 桩的后期强度增长幅度较高，对整体桩的性状是有利结论。关于 CFG 桩复合地基在工程实例中的应用研究， 阎明礼 教授和张东刚高工作了大量的工程实例应用研究，总结了很多工程经验。关于 CFG 桩复合地基的变形、边载条件、力学特性等的研究，很多专家作了大量的研究工作并得出了相应的规律和结果，这里不再一一赘述。 1.4研究目的及意义地基处理的恰当与否，不仅影响工程的造价，而且影响工程的安危，它关系到整个工程的质量、投资和进度，其重要性己愈来愈多地被人们所认识。尤其在软土地区，地基处理是非常关键的环节。大量的工程实践结果表明

12、，水泥土搅拌桩技术在软土地基中的应用，可有效地提高软土的地基承载力，减少地基的沉降量，而且该技术成本相对低廉，施工速度较快，具有独特的技术和经济优势。粉煤灰桩加固软土地基技术是以粉煤灰为主掺入适量的水泥等组成胶结材料，与碎石、卵石、砂等骨料拌合形成粉煤灰混凝土桩（CFG桩）。研究结果表明：掺入合适的外加剂后，粉煤灰用量最高可占总胶结材料重量的80%。其无侧限抗压强度应稳定在1.5MPa以上。该粉煤灰混凝土可用于软土地基加固处理，处理后的复合地基承载力显著提高，处理后的地基沉降量明显减少，能满足一般工业与民用建筑、道路地基的承载力要求。试点工程表明，用粉煤灰混凝土沉管灌注桩处理软土地基，形成的复

13、合地基承载力可提高至原地基承载力的3倍以上。在民用建筑上与普通砼沉管灌注桩基础相比，其综合基础处理费用可节省约30%，具有显著的经济效益。在省内高速公路的软基上应用，在相同条件下，用粉煤灰桩加固软土地基比采用水泥搅拌桩节省1520%的造价，较好地解决了公路上高填方路基及桥头跳车的难题。粉煤灰的应用是一项变废为宝、利国利民的事业，具有重要的社会意义。粉煤灰桩复合地基的研究为我国沿海地区普遍存在的软土地基处理技术开拓应用空间。当天然地基不能满足工程建设需求时,就必须采取一定的措施,对地基进行加固处理是其中一种较为有效的方法。地基处理的目的就是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法,对地

14、基土进行加固,用以改良地基土的工程特性,提高地基的抗剪强度、降低地基的压缩性、改善地基的透水特性、改善地基的动力特性、改善特殊土的不良地基特性等。常用的地基处理方法很多,根据加固机理可以分为密实法、置换法、复合地基法、加筋法及灌浆等。各种地基处理方法都有自己的加固原理及适用范围。 CFG桩复合地基作为一种高粘结强度桩复合地基,是由CFG桩、桩间土和褥垫层组成的新型复合地基形式,桩、桩间土通过褥垫层与基础相连接保证桩土共同承担荷载,具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便工期短、造价低廉等技术优点,是上世纪90年代以来发展最快的一种方法、受到用户的欢迎,目前已在全国各地推广应用。CFG桩复合地基

15、具有不同于其它复合地基的工程特性。其桩长可以从几米到20多米,并且可全桩长发挥桩的侧阻力,桩承担的荷载占总荷载的百分比可在40%75%之间变化,使得复合地基承载力提高幅度大并具有很大的可调性。就基础形式而言,CFG桩既可适用于条形基础、独立基础,也可用于筏基和箱形基础。就土性而言,CFG桩可用于填土、饱和及非饱和粘性土,既可用于挤密效果好的土,又可用于挤密效果差的土。CFG(?)像刚性桩一样,可全桩长发挥侧阻,桩落在好的土层上时,具有明显的端承作用。CFG桩是一个良好的排水通道,孔隙水将沿着桩体向上排出,对减少因孔压消散太慢引起地面隆起和增加桩间的密实度有利。此外CFG桩复合地基具有时间效应,

16、施工结束后,随着恢复期的增长,结构强度的恢复、桩间土承载力会有所增加。1.5 本设计的主要工作与设计思路1.5.1 设计内容本文的编写是通过中华翰苑6#住宅楼地质资料的收集和相关参考文献的学习、总结，深入了解筏板基础和CFG桩的加固机理，桩型设计和施工工艺等。一方面为今后有关这类复合地基的工程设计、施工提供参考依据；另一方面更能推动该地区地基处理技术的研究和应用提供建议。 本文的主要研究内容有以下几个方面： 有关地基处理技术文献综述 地基处理技术种类繁多，所以关于地基处理技术方面的论文也非常丰富。通过收集和整理这方面的资料，发现所学的专业知识是及其缺乏的。 了解CFG桩的理论、方法 设计的内容

17、是指关于复合地基的基本特性，CFG桩地基承载力的确定、地基沉降计算，复合地基静载试验等的基本理论和方法的研究等。通过对以上内容的理论学习，对地基处理有所深入和提高。1.5.2 设计思路通过对焦作中华翰苑地质条件及搅拌桩复合地基的作用特点、加固机理的分析，讨论了CFG桩复合地基在本地区软土加固的适用性及应用发展前景；通过荷载计算，设计出该工程的地基处理。总结CFG桩复合地基施工、设计的技术成果及工程实际应用情况，对设计与施工提出一些可供实际工程应用的建议；结合中华翰苑6#住宅楼工程软基处理方案的设计和加固效果的分析，说明在本地区建造多层建筑时采用CFG桩复合地基作为基础是经济合理的。结合材料设计

18、出筏板基础的各项参数。- 33 -第二章 工程地质条件2.1工程概况受焦作市骏利置业投资有限公司的委托，焦作市规划建筑设计院承担其拟建的中华新天地商住区（一期)详勘阶段的岩土工程勘察工作。拟建工程位于高新区神州路与凯旋路交叉口的西北角，南李万村东，北临世纪大道。本次勘察包括3号楼，4号楼，5号楼，6号楼，7号楼，8号楼，9号楼，10号楼，12号楼，13号楼，14号楼，及15号楼共12栋住宅楼，所有住宅楼高均为11层，拟定地下室一层，拟采用框剪结构，筏板基础，基础尺寸及埋深待定。各建筑物室内外高差为0.30m，拟建建筑物为6#住宅楼，拟建建筑物尺寸为：51.014.0m室外设计标高为 93.10

19、m，地上层数为11层，地下室1层2.2工程勘察情况2.2.1 勘察目的与任务本次勘察集初勘及详勘一次性进行，目的是为工程设计和施工提供详细的地质资料和岩土工程参数，对基础设计和施工提车建议。主要任务为： 查明工程场地的岩性、时代成因及空间分布特征，提供设计所需的各层土物理力学性质指标，并对基础影响深度内的承载力和变形特征进行评价。 查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其对场地的稳定性影响，预测其发展趋势，并提出防治措施及有关技术参数。 查明地下水的埋藏条件，含水类型等，评价地下水对基础设计施工的影响及对建筑材料的腐蚀性。 查明场地有无湿陷性及湿陷涂层厚度，确定场地湿陷类型及湿陷等级

20、。 在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。 判定场地土类型及建筑场地类别，提供有关抗震设计参数，对其地震效应进行评价。 对天然地基的适宜性进行评价。当天然地基不能满足时，论证采用复合地基及桩基的可能性并提出具体方案。 提出影响工程施工的不利地质因素，并对工程设计和施工中应注意的问题提出建议。2.2.2岩土工程勘察等级确定依据岩土工程勘察规范（GB5002-2001）第3.1节，结合工程特征及场地地质条件，确定本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，综合确定其岩土工程勘察等级为乙级；按照建筑地基基础设计规范（GB50011-2001）第3.0.1条确定地基基础设计等级为乙级

21、；按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第3.1.1条确定本工程为丙类建筑。2.2.3勘察工程布置 勘察工作布置 依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001），结合建筑物特征，勘探点位置沿建筑物角点及周边布置，个别住宅楼为网格布置。本次勘察共布置勘探孔78孔。 勘探点间距：根据岩土工程勘察规范（50021-2001）第4.1.15条及4.9.2条，确定高层建筑物孔间距1225米。 2.2.4勘探测试及取土方法简述为准确测定有关岩土参数及相关勘察评价指标，以针对性、实用性为原则，综合采用钻探、标贯、室内试验等多种勘察手段开展本次勘察工作。 钻探采用DPP-100型车装钻机进行施工，

22、目的是查明地层结构及分布规律，回转钻进，粘性土岩芯采取率不低于90%，并观察记录各土层宏观特征，通过对不同深度的土体采样分析试验，确定地基土承载力及其物理力学性质指标。 标准贯入试验标准贯入试验采用42钻杆，63.5KG标准重锤，自由落体法进行试验，主要用于确定地基土承载力等。 室内试验根据本工程存在岩土工程问题有针对性地进行室内试验。通过室内试验，确定地基土的有关物理力学性质指标，为岩土工程综合评价提供依据：一般物理性质指标实验：测定土的一般物理性质指标，用来判定土的物理性质。中压固结试验：用来判定土的压缩性，测定各层土不同压力下的孔隙比、压缩模量、压缩系数等变形参数。颗粒分析试验：用来进行

23、砂土及粉土的定名，测定砂土、粉土颗粒组成及粉土的颗粒含量。在选择地基处理方案前应完成下列工作 搜集详细的岩土工程勘察资料 上部结构及基础设计资料等 根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题 确定地基处理的目的处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等 结合工程情况了解当地地基处理经验和施工条件对于有特殊要求的工程尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等 调查邻近建筑 地下工程和有关管线等情况 了解建筑场地的环境情况2.2.5勘察工作完成情况 本工程外业工作于2008年元月4日开始，元月15日结束，室内试验于2008年元月15日结束，提交报告为2008年元月24日，整个工

24、期为20天。本次所完成的实际工作量见表：2-1表2-1 完成工作量一览表项目数量项目数量测量定孔（个）78室内试验一般物理指标（件）428总进尺（mm）2126.50原位测试标贯空数（个）20中压固结试验（件）400点次303三轴压缩试验（件）49钻探取土钻孔数（个）26筛分试验112取原状样（件）408西颗粒分析试验8 本次勘察高程采用85年国家高程系统，以场地东侧水准点为基准点，其标高为93.13m。2.3场地工程地质条件2.3.1地形、地貌及地质构造条件拟建工程场地位于焦作市高新区世纪大道南侧，场地地势开阔平坦，自北向南稍有倾斜。场地地貌属于太行山南侧山前冲洪积洼地。场地构造位位于太行山

25、隆起与华北坳陷平原的交换部位，区域构造多为东北向的高角度正断面，无全新活动断层通过。2.3.2水文地质条件地下水类型、埋深及变幅场地地下水类型为潜水，地下水位埋深2.0-2.4m，季节性变化幅度1.0m左右，含水层岩性为粉质粘土、粉土及粉细砂夹层，以接受大气降水及径流补给为主，主要消耗于地表蒸发、人工抽水和径流排泄。水质分析结果根据本次勘察所取场地钻孔水样，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）第12.1.3条试验方法分析试验，其结果详见水质分析报告。2.3.3场地土冻结深度根据中国季节性冻土标准深图，焦作市的最大冻结深度为0.31m，基础设计和施工时可不考虑冻土的影响。2.3.4不良

26、地质作用勘察范围内未发现暗滨、暗塘、洞穴、滑坡、泥石流等不良地质作用。2.3.5地下水腐蚀性评价按照岩土工程勘察规范（GB50021-2001）规范附录G，本地区干燥指数K大于1.5，属于干旱区，本场地地层属含水量20%的弱透水层，因此拟建场地环境类型为类。根据本场地水质分析报告，按环境类型地下水对混凝土结构无腐蚀性；按地层渗透性地下水对混凝土结构无腐蚀性；在长期浸水情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，干湿交替情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具较弱腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性。2.3.6 活动断裂影响经分析场地的附近不存在深大断裂构造，场区内无活动断层通过。2.3.7 场地地震效应

27、评价 抗震设防烈度及地震动参数根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）附录A，焦作市抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速值为0.15g。 场地土类型和建筑场地类别对本场地51号孔、62号孔、72号孔、75号孔、90号孔、94号孔、99号孔、106号孔、109号孔、125号孔、129号孔及132号孔进行等效剪切波速测试，经计算，场地平均实测等效剪切波速为234m/s，根据河南中原地震科技有限责任公司中华新天地商住区（一期）工程场地地震安全性评价工作报告可知，场地覆盖层厚度为56m，判定本场地土类型为中软土。按照建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第5.1.4

28、条，本场地的特征周期值为0.45s。液化判别依据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第4.3.3条规定进行初判，场地97号孔1粉土须进一步判别液化，判别结果详见表2-2表2-2 液化判别孔号土层编号土层名称标贯深度ds(米)最高水位dw(米)粘粒含量pc临界击数Ncr标贯击数N液化判别97号 1粉土4.651.09.85.68不液化由上表可知，场地无地震液化土层。第三章 筏板基础设计3.1基础概述结构或其他建设工程是通过地面的基础来支持。单词“foundation”意思是地面本身，是某物放置的地方或在地面上提供支持，或地面和放在其上要素的结合。复杂的办公大楼的基础应是混凝土基底和土壤或

29、支撑基地的岩石组成的联合体。土石坝的基础是天然土或放置大坝的岩石。混凝土基底或混凝土桩或桩帽通常称为基础不包括土壤或放置其上岩石。被固定的部分和自然土壤或地球岩石形成一个基础系统，土壤和岩石提供系统的最终支撑。已固定的基础要么土壤承载要么是岩石承载。施加负荷后土壤或岩石的反应一般判定基础功能的好坏。在设计安装部分，设计师必须确定用在土壤或岩石上安全压力、总的沉降量和结构可以承受的不均匀沉降。已安装部分的基础系统可能是基底、筏板基础、板式基础和沉箱或桩，所有这些都是用来将上层建筑的荷载传递到地基。这些从上层建筑传输荷载到地面的部分称为基础。基础或扩展基础是用来传递来自柱子或墙上负载到基础下土壤或

30、岩石。通常情况下，基础是由钢筋混凝土建造的。然而，在某些情况下，他们可能用素混凝土或砖石结构来建造。当每一个基础只支撑一个柱时，它是方的。基础支持两列柱被称为联合基础，可以是长方形或梯形。悬臂基础用于传递来自两柱的荷载，一柱和基础的一端固定在建设基线或外墙。基础支撑墙是连续基础。基础的尺寸是由可能施加在基础底部的荷载除以地基土和岩石能够承担的容许支撑压力来确定。关于基础的大多数建筑法规和教科书上包含列有不同类型的土壤和岩石的可允许承载压力的表格，但是这些表格仅给出了土壤或岩石一般分类和描述并且必须谨慎使用。有关土壤和岩石的更具体信息通常是通过钻孔测试、提取土壤和岩石样本、进行样本化验和工程分析

31、来来获得以确定合适的承载压力。除了承载压力，必须考虑到可能发生的总沉降量和支撑这种沉降的建筑的承载力。如果沉降是一个问题，那么就有必要使用其他类型的基础而不是基础或扩大基础，并且降低承载压力。梁级被用于支持墙的外柱之间的基础，同时梁将墙的重量传到柱基础。梁也可使用内柱之间的基础来作为背带或链结或支持内墙。挡土墙指那些因墙后有土而承受水平土压力的墙。这些墙的基础必须与停留在土壤或岩石之间有足够的摩擦阻力，以便受到的横向土压力时他们不会滑动。此外，必须设计挡土墙以便他们不会推翻。在霜冻敏感地区，基础必须置于霜冻线的下方。 地下水在基础的设计和安装上是一个主要问题，其基础是放于地下水位以下的。从深井

32、中抽水或从集水井里抽水的井点常在基础施工过程施工期间用于施工现场排水的方法。其他很少用的方法是冻结土壤中的水，通过电渗去除水，和在开挖范围内的外围安装由柱和泥浆组成的隔离墙。如果排水作业在现有建筑物包围的场地进行，则必须采取预防措施来保护这些建筑物，因为降低地下水可能会导致所支承建筑物的土壤下沉。如果基底部分或全部在地下水位以下，则墙壁的设计必须承受外面水的静水压力和回填土压力。另一种程序是安装一个永久性的体系，来消除墙外的水。地下水位以下的地下建筑有时会受到大于结构向下势力的上升水压力。在这种情况下，必须采取措施来锚固结构，以防止他们向上浮动。3.2筏板基础的类型筏板基础分为平板式和梁板式，

33、如图3-1和3-2所示 图3-1平板式筏板基础 图3-2 梁板式筏板基础 。 梁板式筏板基础所消耗的混凝土和钢筋都较平板式基础少，因而比较经济；但是平板式筏基对地下室空间高度有利，施工也比较方便。因此，筏型基础型式的确定应综合考虑土质，上部结构体系，柱距，荷载大小及施工条件等因素。在工程设计中一般认为对柱距变化和柱间荷载变化不超过20%，柱网间距较小，上部荷载不很大的结构可选用平板式筏基。对于纵横柱网尺寸相差较大，上部结构的荷载也较大时，宜选用梁板式筏基。对上部结构为剪力墙体系时，如果每道剪力墙都直通到基础，一般习惯把筏型基础做成平板式的，而对于每道剪力墙不都直通到基础的框支剪力墙必须选用梁板

34、式筏基。3.3筏板基础的结构设计 筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和肋粱式筏基，包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁一般情况下宜将基础肋梁置于底板上面，如果地基不均匀或有使用要求时，可将肋梁置于板下，框架柱位于肋梁交点处在具体筏基设计时应着重考虑如下问题： 应尽量使上部结构的荷载合力重心与筏基形心相重合，从而确定底板的形状和尺寸当需要将底板设计成悬挑板时，要综合考虑上述多方砸因素以减小基础端部基底反力过大而对基础弯距的影响； 底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确定柱同间距较大时可在柱间设置加强板带(粱加配箍筋)来提高抗冲切强度以减少板厚，也可采用后张预应力钢筋法来减少混凝土用量和造价决定板厚的关键

35、因素是冲切，应对筏基进行详细的冲切验算； 无肋梁筏板基础的配筋可近似按无梁楼盖设柱上板带和跨中板带(倒楼盖法)的计方法进行，精确计算可用有限元法；对肋梁式筏基，当肋梁高度比板厚大得较多时，可分别计算底板和肋梁的配筋，即底板以肋梁为固定支座按双向板计算跨中和支座弯矩，并适当调整板跨中和支座的配筋； 构造配筋要求：筏板受力筋应满足规范中015的配筋率要求，悬挑板角处应设置放射状附加钢筋等设计人员往往配置受力钢筋有余，构造钢筋却配置不足3.4筏板基础平面尺寸确定3.4.1筏板厚度筏板厚度根据抗剪切要求确定，对于有肋的筏基，一般不小于板格最小跨度的1/20，并不小于300mm，平板式筏基的最小厚度可取

36、400mm，另外对于高层建筑物，也可采用厚筏板，厚度可取13m。拟建6#住宅楼筏板厚度取0.7m.3.4.2筏板基础埋深及承载力的确定城区由于用地紧张，高层建筑密集，因此常需设置车库、人防工程、设备用房和水池等地下室，并由其使用功能要求决定地下室的层高和层数，这就基本确定了基础底板的埋置深度然后，根据该深度结台建筑场地的岩土工程特点进行基础选型，研究选择天然筏板基础的可能性由于地下室具有一定的埋深及北京城东地区的地下水位较高，天然筏板基础属于补偿性基础，因此地基的确定有两种方法一是地基承载力设计值的直接确定法它是根据地基承载力标准值按照有关规范通过深度和宽度的修正得到承载力设计值，并采用原位试

37、验(如标惯试验、压板试验等)与室内土工试验相结台的综台判断法来确定岩土的特性二是按照补偿性基础分析地基承载力3.4.3筏板配筋筏板配筋由计算确定，按双向配筋，并考虑下述原则：a 平板式筏板基础，按柱下板带和跨中板带分别计算配筋，以柱上板带的正弯矩计算下筋，用跨中板带的负弯矩计算上筋，用柱上和跨中板带正弯矩的平均值计算跨中板带的下筋。b 梁板式筏板基础，在用四边嵌固双向板计算跨中和支座弯矩时，应适当予以折减。肋梁按T形梁计算，肋板也应适当的挑出1/61/3柱距。配筋除满足上述计算要求，纵横方向的支座钢筋尚应有1/21/3贯通全跨，且其配筋率不应小于0.15%，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。筏板分

38、布钢筋在板厚小于或等于250mm时，取d=8mm，间距250mm；板厚大于250mm时，取d=10mm，间距200mm。对于双向悬臂挑出，但基础梁不外伸的筏板，应在板底布置放射状附加钢筋，附加钢筋直径与边跨主筋相同，间距不大于200mm。一般为57根。c 墙下筏板基础，适用于筑有人工垫层及具有硬壳层的比较均匀的软土地基上，建造六层及六层以下横墙较密集的民用建筑。墙下筏板基础一般为等厚度的钢筋混凝土平板，混凝土强度等级可采用C20，对地下水位以下的地下室筏板基础，必须考虑混凝土的抗渗等级，并进行抗裂验算。筏板基础垫层厚度一般为100mm。筏板配筋除符合计算要求外，纵横方向支座钢筋尚应分别有0.1

39、5%、0.10%配筋连通，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。底板受力钢筋的最小直径不宜小于8mm。当有垫层时，钢筋保护层的厚度不宜小于35mm。筏板厚度不得小于200mm。筏板悬挑墙外的长度，横向不宜大于1000mm，纵向不宜大于600mm。如采用不埋式筏板，四周必须设置连梁。3.4.4 筏板的平面尺寸筏板平面尺寸根据地基承载力；上部结构的布置，以及荷载分布等因素确定，需要扩大筏基底板面积时，扩大位置优先考虑设在建筑物的宽度方向，对基础梁外伸的梁板式筏基，筏基底板挑出的长度，从基础梁外皮起算横向不宜大于1200mm，纵向不宜大于1000mm。对于平板式筏基其挑出长度从柱外皮起算横向不宜大于1000

40、mm，纵向不宜大于600mm，筏板的外挑部分可做成坡度，但其边缘厚度不宜大于200mm。拟建6#住宅楼长51.0米，宽14.0米，高为11层，设地下室一层；采用框剪结构，每层荷载标准值取17kN/,基础埋深2.2米（以室外标高算起，基底标高90.42米左右），以建筑物上64#孔钻孔剖面为例计算，基础顶面竖向荷载N=145656kN，筏板尺寸52米15米，筏板厚度按0.7米，基础自重G=11934kN。基底压力 根据高层建筑岩土工程勘察规程附录A公式计算，地基土承载力特征值fak=104kPa，pkfa，即采用天然地基不满足上部荷载要求。建议采用复合地基或桩基。3.4.5天然筏板基础的变形计算

41、地基的验算应包括地基承载力和变形两个方面，尤其对于高层或超高层建筑，变形往往起着决定性的控制作用。目前的理论水平可以说对地基变形的精确计算还比较困难，计算结果误差较大，往往使工程设计人员难以把握，有时由于计算沉降量偏大，导致原来可以采用天然地基的高层建筑，不适当地采用了桩基础，使基础设计过于保守，造价提高，造成浪费。采用各向同性均质线性变形体计算模型，用分层总和法计算出的自由沉降量往往同实测的地基变形量不同，这是受多种因素的影响造成的。 这种理论的假定条件遵循虎克定律，即应力应变呈直线关系，体任何一点都不能产生塑性变形，与土体的实际应力一应变状态不相一致；公式中3-3；采用的计算参数系室内有侧

42、限固结试验。丘测得的压缩模量，试验条件与基础底面压缩层不同深度处的实际侧限条件不同 公式3-3 利用公式计算的建筑物沉降量只与基础尺寸有关，而实测沉降量已受到上部结构与基础刚度的调整。采用箱型基础或筏板基础的高层建筑物，由于其荷载大、基础宽，因而压缩层深度大，与一般多层建筑物不同，地基不是均一持力层。因此在地基变形计算的公式中引入了一个沉降计算经验系数虬通过实际沉降观测与计算沉降量的比较，得知高层建筑物箱型基础与筏板基础的沉降计算经验系数，主要与压力和地层条件相关，尤其与附加压力和主要压缩层中(05倍基础宽度的深度以内)砂、卵石所占的百分比密切相关。由于该系数虬仅用于对附加压力产生的地基固结沉

43、降变形部分进行调整，所以建筑地基基础设计规范规定可根据地区沉降观测资料C26及经验确定。3.4.6筏板平面尺寸演算地基经加固后复合地基承载力特征值达到610kPa，筏板平面尺寸定长52m，宽15m，验算该尺寸是否满足要求 (3.1)A实际取值780满足要求验算抗冲切承载力图4-6 底板冲切示意 式中格板区域内阴影面积内的地基平均净反力设计值；距基础梁边冲切临界截面的周长；受冲切承载力截面高度影响系数，当h800mm时，取1.0；当时, 取0.9；其间按线性内插法；混凝土轴心抗压强度设计值；基础冲切椎体的有效高度；当格板区为矩形双向板时，底板受冲切所需要的厚度按下式计算： (3.2)式中、计算格

44、板的短边和长边的净长度；P相应于荷载基本组合的地基土上的平均净反力设计值。本计算中的求值为： (3.3)所以冲切验算为底板的冲切承载力按下式计算： (3.4) 满足要求；验算受剪承载力 图4-7 底板剪切示意筏板基底板斜截面受剪承载力应符合下式要求： (3.5)式中.距梁边缘处，作用在上图阴影部分平均净反力设计值；受剪承载力截面高度系数，可按下式求得: . (3.6)所以： (3.7)满足设计要求3.5筏板基础抗浮锚杆的设置 由于地区普遍地下水位较高，当底板埋深较大时，不少设计人员担心地下水位对底板的浮托力而设置抗拔锚杆，在这里作如下分析和讨论。 施工过程中浮托力的产生是由于基坑内积水(雨水和

45、施工用水或地下水渗透)所致；浮托力的大小与地下室的体积和基坑内积水高度有关。因此，只要能在地下室施工过程中有序排水或限制水位，在基础底板以下就不会产生浮托力。 地下室上浮是因为地下室结构及上部结构的荷载重量不足以克服地下水的浮力，当筏板基础底板上的结构重量大于实际上浮力后，整个基础结构就能稳定。因此在地下室和地面上相应有限几层的结构完成后，就可以克服地下水的上浮力，不需要在整个施工过程中对水位保持警惕。在计算地下水的浮托力时因注意：筏基底板所承受的浮托压力只是底板与地基岩土的缝隙水压力、孔隙水压力，板承受的浮托力与地基岩土的缝隙发育程度、孔隙率有关，其实际压力强度小于静水压强。其次，底板的水承压面积并非全部。由于底板与地基岩土已粘结成整体，因而能提供一定的粘结(抗拔)力。有关试验资料认为有效粘结面积占底