范文一:抗浮筏板
摘 要:筏板基础因具有埋深深、刚度大、整体型强、抗震能力好等优点而被广泛应用,鉴于关于筏板基础设计的理论不是太完整而存在许多设计不合理的地方,本文结合广东省中山市人民来访接待厅项目工程设计实际,就如何选择和设计筏板从选型、抗浮设计及抗浮锚杆的设计三个方面进行了简单的分析。
关键词:筏板; 抗浮设计 ; 抗浮锚杆
随着现代产业化的发展,高层建筑如雨后春笋般涌现出来。建筑物高度的增加,引起水平荷载产生的弯矩和剪力迅速增大,导致倾覆力距成倍增长,甚至起着控制设计的作用。因此,基础设计就显得至关重要,需要根据上部结构形式,建筑场地的工程地质条件、施工条件、材料供应条件及其他相关条件进行综合考虑。筏板基础因具有埋深深、刚度大、整体型强、抗震能力好等优点而被广泛应用。当建筑物存在地下室时,且地下水位较高时,建筑物底板应考虑水浮力的作用。当水浮力大于建筑物的抗浮重量时,尚应对建筑物进行抗浮设计。建筑物的抗浮措施有增加自重、抗拔桩、抗浮锚杆等,每种措施均有其优点及适用条件。本文仅针对岩石地基的抗浮锚杆设计方法,并结合筏板基础进行分析和探讨。
1.工程概况
本工程为中山市人民来访接待厅项目,位于中山市东区松苑路1号中山市人民政府大院内,本建筑采用钢筋混凝土框架结构,一到六层为办公楼层,另带两层全地下室,总建筑高度为23.950m。总建筑面积26135.47m?,地上面积11298.62m?,地下车库面积14836.85m?,其中包括地下二层人防面积2000m?。 设计室外地面标高为4.35m,地下室埋深为7m。
2.工程地质概况
根据深圳市勘察研究院有限公司提供的工程地质勘察报告,地质特征自上而下描为:
(1)人工填土层:厚1.5-3.0米,层面标高3.75-3.95米;该层为由粘土夹粗砂组成。
(2)淤泥质土:厚1.5-4.7米,层面标高0.95-2.31米;饱和流塑状;
(3)中砂:厚0.8-1.3米,层面标高-1.94—0.39米;级配较好以稍密状为主,局部中密状;
(4)砂质粘性土:厚6.1-12.1米,层面标高-2.74--0.08米;土质较均一,中部可塑状,中下部硬塑状,为中细粒花岗岩原地风化而成;
(6)全风化花岗岩:厚2.5-7.6米,层面标高-12.65--8.25米坚硬土状;
(7)强风化花岗岩:厚3.45-7.7米,层面标高-20.25—10.75米;
(8)中风化花岗岩:厚度未揭穿,层面标高-23.7—17.85米;岩石为较完整的较软岩。
3.筏板基础的选择依据
基础选型除了应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限制外,整体结构也应符合规范对强度、刚度和延性的要求,其中最主要的则是选型要安全可靠、经济合理。在我国的基建工程中,建筑物采用天然地基上的浅基础设计曾流行一 时,但从70年代后期开始,随着高层建筑的大量兴建,桩基础越来越成为一种重要的基础型式。其原因一方面是桩基础设计较简便,设计风险小,而更主要的是高层建筑不仅竖向荷载大而集中,而且风载和地震荷载引起的倾覆力矩成倍 增长,这就要求基础和地基提供更高的竖向和水平承载力,同时将沉降和倾斜控 制在允许的范围内,并保证建筑物在风荷载下具有足够的稳定性。桩基础应用于软土地区及基岩埋藏较浅的地区,能满足高层建筑的特殊要求,无疑是最理想的基础型式。
但实际上当基岩埋藏较深而其上又为硬塑、坚硬的残积土或风化岩等承载力较高的土层时,采用天然地基上的筏板基础往往会是最佳的选择。因为在这种情况下,端承桩施工会十分困难,而摩擦桩又无法满足单桩承载力的要求。所以即使可以实现桩基础的设计,也必然导致工程造价的大幅提高。必然导致工程造价的大幅提高。本工程场地位于中山市人民政府大院内,如果选用桩基础的话,不论是采用静压式预制桩还是打入式管桩,施工过程中产生的噪音和震动都会影响市政府的正常办公,因此不宜采用桩基础。本工程设两层地下车库,地下室埋深为7m,另由勘察报告可知,本工程基础持力层可选为全风化花岗岩层,综上所述,并结合技术可行性及经济合理性分析,本工程采用筏板基础是可行的。
4.抗浮设计
当建筑物存在地下室时,且地下水位较高时,建筑物底板应考虑水浮力的作用。当水浮力大于建筑物的抗浮重量时,尚应对建筑物进行抗浮设计。对于基础持力层为岩石(全风化、强风化、中风化)的地区,抗浮锚杆因具有施工方便、经济可靠、锚杆的抗拔承载力高等优点,被广泛地应用于基础的抗浮设计。设有地下室的多高层建筑在采用筏板基础时,存在是否需设置抗浮锚杆的问题,实际设计中可按下列几点考虑,以节省建设投资。
(1)施工过程中应将水位限制在基础板底以下,当建至地下室结构和上部结 构的重量大于水浮力时方可停止降水,若建成后仍不能大于水浮力,则须采取抗浮设计。
(2)计算水浮力时,考虑到底板受的是地基岩土裂踪水压力或孔隙水压力, 其大小与地基岩土的裂隙发育程度和孔踪率有关,实际的水压比静止水压要小 。
(3)要考虑底板与地基岩土粘结成整体后所能提供的粘结力,它与两者的有效粘结面积有关。
(4)对必须设置抗浮锚杆的底板,可根据抗浮锚杆的设置数量适当减少底板配筋 。
本工程地下水设计水位取室外地面,由结构尺寸和埋深等参数,可确定结构自重和浮力,根据计算结果,须在地下室非主楼基础下设置抗浮锚杆。
5.抗浮锚杆的设计
抗浮锚杆的设计没有相应的规范条文,可参考《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》中―岩土锚杆基础‖部分以及《建筑边坡工程技术规范GB50330-2002》。为了使底板受力均匀,锚杆通常均匀布置在地基内,并与基础底板可靠拉结。锚杆间距与长度根据抗浮水头、地质条件与锚杆的抗拔承载力综合考虑,布置方式可采用矩形或梅花状。锚杆的抗拔承载力特征值应由现场原位试验确定,初步设计时可按《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》中公式6.7.6计算。根据岩土勘察报告和建筑物形式,按阿基米德定律(荷载-浮力)×抗浮稳定安全系数(一般取1.3)?单根锚杆的抗拨承载力=n(锚杆根数)。具体顺序和内容为:?计算锚筋(或预应力钢铰线)截面面积(m?),?确定锚杆锚固段长度(m),?确定锚杆自由段长度和锚杆总长;?土体或者岩体的强度验算;?外锚头及防腐等构造设计,以及预应力锚杆张拉值和锁定值确定。本工程锚杆单根抗拔力特征值取480KN,人防区
域每根锚杆中采用钢筋3条直径?32精轧螺纹钢,非人防区域每根锚杆中采用钢筋3条直径?25精轧螺纹钢,锚杆成孔直径为180mm,锚杆进入中风化岩层不少于1.5m,筏板板底起锚杆总长约为10~22m,锚杆锚入筏板1.2m,布置方式采用矩形。本工程地
下室非主楼部分总浮力为365017KN,共设置抗浮锚杆779根,总抗浮力为373920KN,满足设计要求。
6.结束语
随着我们国家经济水平的不断提高,近些年来,国家的建筑行业也蓬勃发展起来。建筑设计的推陈出新和建筑使用性能的不断扩大,无论是从建筑的数量上还是质量上都对建筑行业提出了新的要求。筏板基础也理所当然的成为人们关注的对象,越来越多的被人们所认识和研究。筏板基础从传统的应用于大型高层的建筑开始,到现今在一些纷繁复杂的小型建筑中也得到重视,其地位和分量也不断增加。建筑物筏板基础设计是结构设计中的重要一环,其设计合理与否,关系到建筑物的安全和使用。本文结合工程实例对多高层建筑筏板基础设计中值得注意的问题作了全面的阐述和研讨,并对设计中容易混淆的概念及误区进行澄清,对工程设计中的实际做法进行剖析。 参考文献:
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搞笑语录
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人后代,同事问他:―那你英文怎么样啊,‖老外一拍大腿道:―英语太他妈难学了~~‖
哈哈,有木有笑趴啊。
, 公司加班到半夜,所有人都眼皮打架,一姑娘哀叹:―我现在真想变成一个?因‘
字。‖众问其故,姑娘说:―就是一个人四肢平摊躺在大床上。‖话音刚落,旁边一男同
事嘟囔:―困。‖
, 一先生感冒去医院挂吊针,护士小姐很麻利的给这位先生插上针挂好盐水,一个
多小时过去了,盐水瓶的水打完了,护士过来马上又换上一瓶。这先生不解,问护士
小姐说:―小姐,处方单上不是只开了一瓶吗,‖护士小姐指着打完盐水的空瓶盖说,―先
生,您运气真好,这瓶中奖了,再来一瓶~‖
, 一退休老头,闲来无事就教鹦鹉说话,每天早上必教:―早上好~‖可惜~几个月
后,鹦鹉仍不开口。一日,老头心情不佳,未教。只听鹦鹉大叫:―老头,今天牛了~
连好也不问了啊~‖
, 白雪公主逃出王宫,来到森林,看到一间小木屋,里面排列着七张小小的床。白
雪公主就躺下睡着了。傍晚七个小人回来了,白雪公主说:―你们就是我命中的七个小
矮人吧。‖ 七个人面面相觑,然后说:―你走错地方了,我们是金刚葫芦娃。‖ , 爷孙三人去钓鱼,爷爷拿着鱼杆发呆,孙子看到后对爸爸说:―瞧瞧,你爹在那
发呆,跟傻B 似的。‖爸爸打了儿子一耳光生气的喊道:―你爹才傻B 呢~‖ , 作业做了很久,顺手打开收音机,一个温柔的声音传出:―如果肤色粉红,脸上
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再笑一笑,样子健康可爱。这时,又听播音员说道:―好,听众朋友,这次我们的《养
猪知识讲座》就到这里。‖
, 话说上技校时我们班为机电八班。某日,学校组织拔河比赛。我们班对战二班。
二百女生加时喊:―机二,加油……机二,加油……‖我们班女生也学着人家喊:―机八,
加油……机八,加油……‖我滴个神~
, 出差,刚出车站就来一大婶:―小伙子,住旅馆呀,‖我说:―不用。‖大婶马上换
成暧昧的语气:―有小姑娘哟,很漂亮的。‖我汗,说:―不要小姑娘。‖大婶立刻改口:
―老姑娘,老姑娘也有,便宜一点。‖再汗,说:―我不要姑娘。‖大婶沉默了下,小声
说:―那个,小伙子也是有的~‖
, 一哥们儿隔壁新搬来个老外,一天晚上老外敲门求助,说:―我的电视坏了,不
能换台。‖这哥们儿低头看了眼表,很镇定的说:―过了七点半就好了‖ , 有个懒人,懒得出奇。妻子要切面条,叫他到邻家借个面板。他说:―不用借了,
就在我背上切吧~‖妻子在他背上切完面条,问他:―痛不痛,‖他说:―痛,我也懒得
吱声。‖
, 一只青蛙给牧师打电话,问自己的命运。牧师说:―明年,有一个年轻的姑娘会
来了解你。‖青蛙高兴的蹦了起来:―哦,真的吗,是在王子的婚礼上吗,‖牧师说:―不,
是在她明年的生物课上。‖
, 几个人在高尔夫更衣室,一手机响很久,一男人按了免提键。女:―亲爱的你在
俱乐部吗,‖男:―在。‖女:―我看到一辆宝马,才不到两百万。‖男人:―买。‖女:―还
有那个楼盘又放盘了, 6万一平。‖男:―买。‖女:―好爱你。‖男:―也爱你。‖旁边的
男人们敬佩得目瞪口呆。男人挂了电话,问:―这是谁的手机,‖
, 深夜,老公未归。女儿心急给妈打电话:―妈~他还没回来,一定有别的女人了~‖
妈妈轻声安慰:―傻孩子,乖,别净往坏处想,兴许是出车祸了~‖
, 一男子在闹市骑摩托撞昏了一个陌生的老汉~男子惊吓得不知所措~围观群众越
来越多~突然,该男抱住老汉,声泪俱下的喊道:―爹,你等着我,我这就去给你找医
生~‖说后,就跑掉了。老汉挣扎着愤怒的喊道:―给老子回来~‖众人纷纷感慨:―这
儿子当的真孝顺~‖
范文二:抗浮计算
基础计算书补充部分
整体抗浮计算:
抗浮设计水头:5.2m ,底板厚0.3m ,底板上覆土1.6m ,地下室顶板厚0.25m(梁板柱折算厚度0.5m), 板顶附土及路面做法厚0.65m
单位面积水浮力:5.2x10=52KN
单位面积抗力:[0.3x25+1.6x18+0.5x25+0.65x18]x0.9=54.45KN
一层顶板厚0.18m ,(梁板柱折算厚度0.3m ),标准层梁板柱折算厚度0.25m.. 单位面积抗力:[0.3x25+1.6x18+(0.3+0.25x3)x25]x0.9=56.3KN
所以停止降水时间为:标高为12.150 层楼板施工完毕,且地下室室内外回填土及地下室顶板覆土施工完毕后。
底板局部抗浮计算:
抗浮设计水头:5.2m ,底板厚0.3m ,底板上覆土1.6m 。
单位面积水浮力:5.2x10=52KN
单位面积抗力:[0.3x25+1.6x18]x0.9=32.7KN 局部抗浮不满足。底板需计算配筋。 单位面积净浮力q 为:52-32.7=19.3KN
按经验系数法计算:Mx=q*Ly*(Lx-2b/3)*(Lx-2b/3)/8
=19.3*8.2*(6.6-2*3/3)*(6.6-2*3/3)/8
=418.6KNm
My=q*Lx*(Ly-2b/3)*(Ly-2b/3)/8
=19.3*6.6*(8.2-2*3/3)*(8.2-2*3/3)/8
=612KNm
柱下板带支座最大负弯矩M1为:M1=0.5*My=306KNm(跨中板带最大为0.17) 柱下板带跨中最大正弯矩M2为:M2=0.22*My=135KNm(跨中板带最大为0.22) 配筋为:下部为:As1=M1/(0.9*fy*h1*3.3)
=306/(0.9*360*250* 3.3)
=1145mm
上部为:As2=M2/(0.9*fy*h2* 3.3)
=135/(0.9*360*250* 3.3)
=505mm
范文三:抗浮计算
抗浮计算书
1. 根据《地勘报告》抗浮计算水位为:209.15+0.5=209.65m
±0.000绝对标高为 211.348m ;
地下室底板底标高为:211.348-4.8-0.5=206.048m;
地下室一层顶板厚为:0.2m ;面层:4.0kN/m2
地下室底板厚为:0.5m ;面层:1.5kN/m2
地下室底板垫层厚为:0.1m 除水浮力后 底板垫层:1kN/m2
地下室顶板平均覆土厚为:0.7m ;容重:20kN/m3
2.
水浮力为:10*(209.65-206.048) =36.02kN/m2;
1)有覆土处自重为:
(钢筋混凝土板自重 +面层自重 +垫层自重 +柱自重 +覆土自重) *0.95
=【 (0.2+0.5) *25+(1.5+4) +1+0.4*0.4*5*25/(5*6) +0.7*20】 *0.95 =(17.5+5.5+1+0.67+14) *0.95
=36.74kN/m2>36.02 kN/m2
满足抗浮要求
1
范文四:筏板计算
筏板底板的设计荷载的计算方法
一、地下水位、地下水压
通常地质报告中提供了两个设计水位,一个是抗浮水位,一个是最高水位或设防水位,前者是确定整体建筑抗浮稳定性验算的水压,依据DBJ 15-31-2003建筑地基基础设计设计规范(广东省)第5.2.1条
地下室抗浮稳定性验算应满足下式:
W/F≥1.05
其中:F —地下水浮力,此时不须要考虑水浮托力作用的荷载分项系数,水的重度为1000kg/m3 (10KN/M3)
F=10×H (H-按照抗浮水位确定的水头)
W —地下室自重及其上作用的永久荷载标准值的总和
(其标准值意义在于此时不须乘以0.9的荷载分项系数)
用最高水位或者设防水位,确定地下室底板及外墙构件时,在地下水作用下应有足够的强度和刚度,并满足构件的裂缝宽度控制要求。
另外DBJ15-31-2003在地下水作用的章节提出,如果岩土工程勘察报告中没有提供地下水的最高水位时(或者最高水位高于室外地坪标高时) ,地下水设防水位可取建筑的室外地坪标高。 此时,作用于地下室底板和地下室外墙水压力,是依据以上的两个设计水位为依据。 此时,作用于地下室底板上的地下水压力:
1、水位不急剧变化的水压力按永久荷载考虑
—按设防水位确定的水头
—水的重度10KN/M3
或 —水压作为永久荷载时的荷载分项系数
(参见上海市地基基础规范)
时设计应取 和 分别作为地下室底板和外墙设计荷载, 为标准荷载,
为设计荷载, 前者控制裂缝, 后者控制强度, 配筋取大者.
2、水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑
其中 —水压作为活荷载的荷载分项系数
—设计水位时的水头
二、筏板基础的底板设计
作用在筏板底板的荷载,一是上部结构,结构自重、水平荷载(风荷载、地震荷载)产生的基底压力。二是向上作用的人防荷载和由水浮力产生的水压力。以上几组荷载应如何组合,以保证设计的合理和保证结构的安全。其中当结构自重小于水浮力时,筏板底板的设计荷载应如何取值(特别是无上部建筑的地下车库地下水池等结构)?倘若为了抗浮,采用抗浮锚杆,此时抗浮锚杆的设计荷载如何取值?这是本文试图讨论的问题。
一)、当无地下水情况时
1、当无人防荷载作用时,底板承受上部结构传来的基底反力
○1 假定地基均匀,筏板为刚性板,基底反力按直线分布,此时筏板尺寸应符合以下要求。 在竖向荷载作用下,基础底面压应力标准值按下式计算:
其中 —上部结构竖向构件轴力合力的标准值, =
—竖向构件作用于基底轴力标准值
—竖向构件合力作用点沿X 、Y 方向对筏板形心的偏心距
—基础及基础以上填土重量之和。
此时基底土压力应满足以下两式:
, ,
其中 -修正后的地基承载力特征值
-风荷载引起的弯矩
○2筏板的截面设计:
依据荷载基本组合的基底平均净反力设计值确定底板厚度和抗剪、抗弯、受冲切验算和配筋。 所谓净反力是指扣除基础自重和其上土重的反力设计值。
当基础与底层竖向构件混凝土强度等级差10 以上时,尚应验算局部受压承载力。
2、当有人防荷载作用时:
作用在地下室底板的人防荷载(见人民防空地下室设计规范(GB50038-94)第4.5.5条的qe3)与上部建筑自重标准值、顶板传来的静荷标准值,地下室自重标准值产生的地基反力,确定其底板的厚度和配筋。
此时应注意:a 、地基反力应取标准值
b 、不考虑活荷载的作用
c 、结构材料在偶然荷载作用时可提高强度取用。
二)、当有地下水存在的情况
1、当无人防荷载作用时:
对于筏基和箱基基础,此时上部结构总荷载(包括基础底板自重)就等于基础板底总反力。(对于满堂红的群桩基础可以参考本节公式)
假设 —上部结构竖向构件轴力合力标准值(包括基础底板自重)
—地下水对基础承托力(浮力)
—作用在基础底板上均布标准荷载(总反力的标准值)
—底板自重及作用在底板上的荷载标准值
a) 验算地基承载力时
b) 确定基础底板配筋和板厚时
式中(P -P 水)指被水浮力抵消后剩余结构竖向合力所产生板底反力标准值。
地基反力的作用是因为上部结构竖向荷载的作用产生的反力,地下水的作用是土体内的承压水对基础的承托作用。
当地下水的承托力抵消了上部建筑部分荷载的同时,地下水压力正作用于基础底板上,两者可视为正负抵消。此时基础的总反力为上部建筑总重产生的地基反力向上,作用于地下室底板上。基础底板的总反力可以理解分为两部分,一部分由地下水上托力提供,另一部分由板底地基土承担。因此此时验算地基承载力时,可以扣除地下水的上托力。但是应注意到地下水对基础承托力是在假设有在抗浮水位时才出现的,倘若地下水下降时,该承托力将消失。因此在确定地基土承载力是否足够的时候,偏于安全的是不应考虑的地下水。
c) 当地下水承托力大于结构自重的时候
当地下水承托力大于结构自重,结构将上浮。这种情况是不允许的,应采取措施增加结构的自重或者设置抗拔桩。作用在基础底板上的附加重量可视为抵抗浮力的外力。此时底板上的作用荷载可以归纳为以下两个工况:
当采用端承桩基的基础型式时,上部的重力荷载将由柱、墙直接传给桩基,而地下水的上托力必须通过底板的梁板传给柱底,此时为了抵抗上浮,墙、柱的桩基必须具有抗拔力,该抗拔力的大小,为水浮力减去结构自重的标准值。此时桩间基础底板应承受水压力,其设计荷载应为水浮力减去底板自重。
当结构采用筏板、箱基时,应均匀满布锚杆,该抗拔锚杆总的抗拔力为水浮力减去结构总自重。锚杆只在于结构有向上位移倾向时,锚杆才起作用,此时整个建筑像置于水中飘浮体。结构底板应承受全部水浮力的作用。此时锚杆的作用尤如增加结构重量,使水浮力与结构总自重平衡。
2)当有人防荷载作用时:
作用在地下室底板上的人防荷载是因为结构受到顶板荷载后往下运动而使地基产生向上的人防荷重,作用于基础底板上。
a) 带桩基的防空地下室
结构自重荷载和地下室顶板的人防荷载,可认为由桩的作用直接传至深层的土层中。底板有无人防荷载与土是否为饱和及桩类型有关,具体可详人防规范第4.5.17条规定。当有人防荷载时,人防荷载与水压力共同组合成为底板反力。当水压力大于上部恒载时该桩应同时为抗拔柱。
b) 不带桩基的防空地下室:
当由上部结构自重以及地下室顶板人防荷载共同作用且结构自重大于水浮力时,人防底板地基反力计入人防荷载但不计入浮力,因此底板荷载组合中可不计入水压力。
当然,当水浮力仍然是主导的时候,抗拔桩是不可缺少。
抗拔桩的抗拔力与人防荷载无关。因为地下室顶板的人防荷载和底板上的人防荷载是相应而产生的。底板的人防向上荷载是因为人防顶板上荷载作用时,结构向下位移而产生的反力。抗拔力应是水承托上部结构重量差值。此时,结构自重加上抗拔力等于水压力。底板上荷载组合,应为水压力和人防荷载。另外发生核爆动荷载的同时出现最高洪水期的最高水位是可能的,因此底板上承受上部结构产生自重反力与人防底板荷载的组合荷载来设计底板配筋应是合理的,也是可行的。
综合上述各种情况下的底板设计荷载取用归纳如下:
—上部建筑的竖向荷载产生的地基反力
—上部建筑的竖向荷载产生的地基净反力(扣除底板自重和作用于底板表面上荷载) —作用于底板下表面的水压力( , 相应最高水位和最低水位的压力值)
—基础承受的水浮力
—抗浮锚杆的抗拔力
—基础底板自重及底板上表面的荷载(标准值)
(注:本文讨论的底板带桩基主要是指端承型桩基,对于摩擦型桩基,底板和桩共同承担上部荷载,两者有一定的荷载比例分配,可详有关文献。本文讨论的范围不包括此种类型。)
范文五:筏板厚度 跨度 筏板计算
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筏板底板的设计荷载的计算方法
一、地下水位、地下水压
通常地质报告中提供了两个设计水位,一个是抗浮水位,一个是最高水位或设防水位,前者是确定整体建筑抗浮稳定性验算的水压,依据DBJ 15-31-2003建筑地基基础设计设计规范(广东省)第5.2.1条
地下室抗浮稳定性验算应满足下式:
W/F?1.05
其中:F—地下水浮力,此时不须要考虑水浮托力作用的荷载分项系数,水的重度为1000kg/m3 (10KN/M3)
1
F=10×H (H-按照抗浮水位确定的水头)
W—地下室自重及其上作用的永久荷载标准值的总和
(其标准值意义在于此时不须乘以0.9的荷载分项系数)
用最高水位或者设防水位,确定地下室底板及外墙构件时,在地下水作用下应有足够的强度和刚度,并满足构件的裂缝宽度控制要求。
另外DBJ15-31-2003在地下水作用的章节提出,如果岩土工程勘察报告中没有提供地下水的最高水位时(或者最高水位高于室外地坪标高时),地下水设防水位可取建筑的室外地坪标高。 此时,作用于地下室底板和地下室外墙水压力,是依据以上的两个设计水位为依据。 此时,作用于地下室底板上的地下水压力:
1、水位不急剧变化的水压力按永久荷载考虑
—按设防水位确定的水头
2
—水的重度10KN/M3
或 —水压作为永久荷载时的荷载分项系数
(参见上海市地基基础规范)
时设计应取 和 分别作为地下室底板和外墙设计荷载, 为标准荷载,
为设计荷载,前者控制裂缝,后者控制强度,配筋取大者.
2、水位急剧变化的水压力按可变荷载考虑
其中 —水压作为活荷载的荷载分项系数
—设计水位时的水头
二、筏板基础的底板设计
作用在筏板底板的荷载,一是上部结构,结构自重、水平荷载(风荷载、地震荷载)产生的基底压力。二是向上作用的人防荷载和由水浮力产生的水压力。以上几组荷载应如何组
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合,以保证设计的合理和保证结构的安全。其中当结构自重小于水浮力时,筏板底板的设计荷载应如何取值(特别是无上部建筑的地下车库地下水池等结构),倘若为了抗浮,采用抗浮锚杆,此时抗浮锚杆的设计荷载如何取值,这是本文试图讨论的问题。
一)、当无地下水情况时
1、当无人防荷载作用时,底板承受上部结构传来的基底反力
?1 假定地基均匀,筏板为刚性板,基底反力按直线分布,此时筏板尺寸应符合以下要求。 在竖向荷载作用下,基础底面压应力标准值按下式计算:
其中 —上部结构竖向构件轴力合力的标准值, =
—竖向构件作用于基底轴力标准值
—竖向构件合力作用点沿X、Y方向对筏板形心的偏心距
—基础及基础以上填土重量之和。
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此时基底土压力应满足以下两式:
, ,
其中 ,修正后的地基承载力特征值
,风荷载引起的弯矩
?2筏板的截面设计:
依据荷载基本组合的基底平均净反力设计值确定底板厚度和抗剪、抗弯、受冲切验算和配筋。 所谓净反力是指扣除基础自重和其上土重的反力设计值。
当基础与底层竖向构件混凝土强度等级差10 以上时,尚应验算局部受压承载力。
2、当有人防荷载作用时:
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作用在地下室底板的人防荷载(见人民防空地下室设计规范(GB50038-94)第4.5.5条的qe3)与上部建筑自重标准值、顶板传来的静荷标准值,地下室自重标准值产生的地基反力,确定其底板的厚度和配筋。
此时应注意:a、地基反力应取标准值
b、不考虑活荷载的作用
c、结构材料在偶然荷载作用时可提高强度取用。
二)、当有地下水存在的情况
1、当无人防荷载作用时:
对于筏基和箱基基础,此时上部结构总荷载(包括基础底板自重)就等于基础板底总反力。(对于满堂红的群桩基础可以参考本节公式)
假设 —上部结构竖向构件轴力合力标准值(包括基础底板自重)
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—地下水对基础承托力(浮力)
—作用在基础底板上均布标准荷载(总反力的标准值)
—底板自重及作用在底板上的荷载标准值
a)验算地基承载力时
b)确定基础底板配筋和板厚时
式中(P,P水)指被水浮力抵消后剩余结构竖向合力所产生板底反力标准值。
地基反力的作用是因为上部结构竖向荷载的作用产生的反力,地下水的作用是土体内的承压水对基础的承托作用。
当地下水的承托力抵消了上部建筑部分荷载的同时,地下水压力正作用于基础底板上,两者可视为正负抵消。此时基础的总反力为上部建筑总重产生的地基反力向上,作用于地下
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室底板上。基础底板的总反力可以理解分为两部分,一部分由地下水上托力提供,另一部分由板底地基土承担。因此此时验算地基承载力时,可以扣除地下水的上托力。但是应注意到地下水对基础承托力是在假设有在抗浮水位时才出现的,倘若地下水下降时,该承托力将消失。因此在确定地基土承载力是否足够的时候,偏于安全的是不应考虑的地下水。
c)当地下水承托力大于结构自重的时候
当地下水承托力大于结构自重,结构将上浮。这种情况是不允许的,应采取措施增加结构的自重或者设置抗拔桩。作用在基础底板上的附加重量可视为抵抗浮力的外力。此时底板上的作用荷载可以归纳为以下两个工况:
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