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高層建筑結構基礎設計

日期:2019/11/28 Click:1773
高層建筑的基礎設計,應綜合考慮建筑場地的地質狀況、上部結構的類型、施工條件、使用要求,確保建筑物不致發(fā)生過量沉降或傾斜,滿足建筑物正常使用要求。還應注意與相鄰建筑的相互影響,了解鄰近地下構筑物及各項地下設施的位置和標高,確保施工安全。

一、一般規(guī)定

1、高層建筑的基礎設計,應綜合考慮建筑場地的地質狀況、上部結構的類型、施工條件、使用要求,確保建筑物不致發(fā)生過量沉降或傾斜,滿足建筑物正常使用要求。還應注意與相鄰建筑的相互影響,了解鄰近地下構筑物及各項地下設施的位置和標高,確保施工安全。

2、在地震區(qū),高層建筑宜避開對抗震不利的地段;當條件不允許避開不利地段時,應采取可靠措施,使建筑物在地震時不致由于地基失穩(wěn)而破壞,或者產(chǎn)生過量下沉或傾斜。

3、基礎設計應根據(jù)上部結構和地質狀況進行,宜考慮地基、基礎與上部結構相互作用的影響。需要降低地下水位的,應在施工時采取有效措施,避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構筑物、地下設施等正常使用和安全。同時還應注意降水的時間要求,以免停止降水后,水位過早上升,使建筑物發(fā)生上浮等問題。

4、高層建筑應采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調節(jié)不均勻沉降的基礎形式。宜采用筏形基礎,必要時可采用箱形基礎。當?shù)刭|條件好、荷載較小,且能滿足地基承載力和變形要求時,也可采用交叉梁基礎或其他基礎形式;當?shù)鼗休d力或變形不能滿足設計要求時,可采用樁基或復合地基。

5、在地基土比較均勻的條件下,箱形基礎、及筏形基礎的基礎平面形心宜與上部結構豎向永久荷載重心重合。當不能重合時,偏心距e宜符合下式要求

6、高寬比大于4的高層建筑,基礎底面不宜出現(xiàn)零應力區(qū);高寬比不大于4的高層建筑,基礎底面與地基之間零應力區(qū)面積不應超過基礎底面面積的15%。計算時,質量偏心較大的裙樓與主樓可分開考慮。

7、基礎應有一定的埋置深度。在確定埋置深度時,應考慮建筑物的高度、體型、地基土質、抗震設防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎底面,并宜符合下列要求:

1)天然地基或復合地基,可取房屋高度的1/15;

2)樁基礎,可取房屋高度的1/18(樁長不計在內)。

當建筑物采用巖石地基或采取有效措施時,在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及本規(guī)程第6條規(guī)定的前提下,基礎埋深可不受本條第2兩款的限制。當?shù)鼗赡墚a(chǎn)生滑移時,應采取有效的抗滑移措施。

8、高層建筑的基礎和與其相連的裙房的基礎,可通過計算確定是否設置沉降縫。當設置沉降縫時,應考慮高層主樓基礎有可靠的側向約束及有效埋深。當不設沉降縫時,應采取有效措施減少差異沉降及其影響。

9、高層建筑基礎的混凝土強度等級不宜低于C30。當有防水要求時,混凝土抗?jié)B等級應根據(jù)地下水最大水頭與防水混凝土厚度的比值按表1采用,且不應小于0.6MPa。必要時可設置架空排水層。

10、當采用剛性防水方案時,同一建筑的基礎應避免設置變形縫?裳鼗A長度每隔30~40m留一道貫通頂板、底板及墻板的施工后澆縫,縫寬不宜小于800mm,且宜設置在柱距三等分的中間范圍內。后澆縫處底板及外墻宜采用附加防水層;后澆縫混凝土宜在其兩側混凝土澆灌完畢兩個月后再進行澆灌,其強度等級應提高一級,且宜采用早強、補償收縮的混凝土。

11、有窗井的地下室,應在窗井內部設置分隔墻以減少窗井外墻的支撐長度,且窗井分隔墻宜與地下室內墻連通成整體。窗井內外墻體的混凝土強度等級應與主體結構相同。

12、筏形基礎及箱形基礎,當采用粉煤灰混凝土時,其設計強度等級的齡期宜為60天或90天。在滿足設計要求的條件下,地下室內、外墻和柱子采用粉煤灰混凝土時,其設計強度等級的齡期也可采用相應的較長齡期。


二、筏形基礎

1、筏形基礎的平面尺寸應根據(jù)地基土的承載力、上部結構的布置及其荷載的分布等因素確定。

2、平板式筏基的板厚可根據(jù)受沖切承載力計算確定,板厚不宜小于400mm。沖切計算時,應考慮作用在沖切臨界截面重心上的不平衡彎矩所產(chǎn)生的附加剪力。

 當個別柱的沖切力較大而不能滿足板的沖切承載力要求時,可將該柱下的筏板局部加厚或配置抗沖切鋼筋。

3、當?shù)鼗容^均勻、上部結構剛度較好、筏板的厚跨比不小于1/6、柱間距及柱荷載的變化不超過20%時,高層建筑的筏形基礎可僅考慮局部彎曲作用,按倒樓蓋法進行計算。當不符合上述條件時,宜按彈性地基板理論進行計算。

4、筏形基礎的鋼筋間距不應小于150mm,宜為200~300mm,受力鋼筋直徑不宜小于12mm。采用雙向鋼筋網(wǎng)片配置在板的頂面和底面。

5、梁板式筏基的肋梁寬度不宜過大,在滿足設計剪力V不大于0.25βcfcbh0的條件下,當梁寬小于柱寬時,可將肋梁在柱邊加腋以滿足構造要求。墻柱的縱向鋼筋要貫通基礎梁而插入筏板中,并且應從梁上皮起滿足錨固長度的要求。

6、梁板式筏基的梁高取值應包括底板厚度在內,梁高不宜小于平均柱距的1/6。應綜合考慮荷載大小、柱距、地質條件等因素,經(jīng)計算滿足承載力的要求。

7、當滿足地基承載力時,筏形基礎的周邊不宜向外有較大的伸挑擴大。當需要外挑時,有肋梁的筏基宜將梁一同挑出。周邊有墻體的筏基,筏板可不外伸。

三、箱形基礎

1、箱形基礎的平面尺寸應根據(jù)地基土承載力和上部結構布置以及荷載大小等因素確定。外墻宜沿建筑物周邊布置,內墻沿上部結構的柱網(wǎng)或剪力墻位置縱橫均勻布置,墻體水平截面總面積不宜小于箱形基礎外墻外包尺寸的水平投影面積的1/10。對基礎平面長寬比大于4的箱形基礎,其縱墻水平截面面積不應小于箱基外墻外包尺寸水平投影面積的1/18。箱基的偏心距應符合本規(guī)程第12.1.5條的規(guī)定。

2、箱形基礎的高度應滿足結構的承載力和剛度要求,并根據(jù)建筑使用要求確定。一般不宜小于箱基長度的1/20,且不宜小于3m。此處箱基長度不計墻外懸挑板部分。

3、箱形基礎的頂板、底板及墻體的厚度,應根據(jù)受力情況、整體剛度和防水要求確定。無人防設計要求的箱基,基礎底板不應小于300mm,外墻厚度不應小于250mm,內墻的厚度不應小于200mm,頂板厚度不應小于200mm,可用合理的簡化方法計算箱形基礎的承載力。

4、與高層主樓相連的裙房基礎若采用外挑箱基墻或外挑基礎梁的方法,則外挑部分的基底應采取有效措施,使其具有適應差異沉降變形的能力。

5、墻體的門洞宜設在柱間居中部位,洞口上下過梁應進行承載力計算。

6、當?shù)鼗鶋嚎s層深度范圍內的土層在豎向和水平方向皆較均勻,且上部結構為平立面布置較規(guī)則的框架、剪力墻、框架-剪力墻結構時,箱形基礎的頂、底板可僅考慮局部彎曲計算。計算時底板反力應扣除板的自重及其上面層和填土的自重,頂板荷載按實際考慮。整體彎曲的影響可在構造上加以考慮。箱形基礎的頂板和底板鋼筋配置除符合計算要求外,縱橫方向支座鋼筋尚應有1/3至1/2的鋼筋連通,且連通鋼筋的配筋率分別不小于0.15%(縱向)、0.10%(橫向),跨中鋼筋按實際需要的配筋全部連通。鋼筋接頭宜采用機械連接;采用搭接接頭時,搭接長度應按受拉鋼筋考慮。

7、箱形基礎的頂板、底板及墻體均應采用雙層雙向配筋。墻體的豎向和水平鋼筋直徑均不應小于10mm,間距均不應大于200mm。除上部為剪力墻外,內、外墻的墻頂處宜配置兩根直徑不小于20mm的通長構造鋼筋。

四、樁基礎

1、樁基可采用鋼筋混凝土預制樁、灌注樁或鋼樁。樁基承臺可選用:柱下單獨承臺、雙向交叉梁、筏形承臺、箱形承臺。樁基選擇和承臺設計應根據(jù)上部結構類型、荷載大小、樁穿越的土層、樁端持力層土類、地下水位、施工條件和經(jīng)驗、制樁材料供應條件等因素綜合考慮,做到技術先進、經(jīng)濟合理,確保工程質量。

2、樁的布置應符合下列要求:

1)等直徑樁的中心距不應小于3倍樁橫截面的邊長或直徑;擴底樁中心距不應小于擴底直徑的1.5倍,且兩個擴大頭間的凈距不宜小于1m;

2)布樁時,宜使各樁承臺承載力合力點與相應豎向永久荷載合力作用點重合,并使樁基在水平力產(chǎn)生的力矩較大方向有較大的抵抗矩;

3)平板式樁筏基礎,樁宜布置在柱下或墻下,必要時可滿堂布置,核心筒下可適當加密布樁;梁板式樁筏基礎,樁宜布置在基礎梁下或柱下;樁箱基礎,宜將樁布置在墻下。直徑不小于800mm的大直徑樁可采用一柱一樁,并宜設置雙向連系梁連接各樁;

4)應選擇較硬土層作為樁端持力層。樁徑為d的樁端全截面進入持力層的深度,對于粘性土、粉土不宜小于2d;砂土不宜小于1.5d;碎石類土不宜小于1d。當存在軟弱下臥層時,樁基以下硬持力層厚度不宜小于4d。

3、甲級設計等級的樁基礎、建筑體型復雜或樁端以下存在軟弱土層的乙級設計等級的樁基礎、對沉降有嚴格要求的建筑的樁基礎以及采用摩擦型樁的樁基礎,應進行沉降計算。

 1)受較大水平作用或對水平變位要求嚴格的建筑樁基,應驗算其水平變位。

 2|按正常使用極限狀態(tài)驗算樁基沉降時,荷載效應應采用準永久組合;驗算樁基的橫向變位、抗裂、裂縫寬度時,根據(jù)使用要求和裂縫控制等級分別采用荷載的標準組合、準永久組合或標準組合并考慮長期作用影響。

 

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