建筑地基與地下室設(shè)計(jì)中常遇問題解析(建研院 邱倉(cāng)虎)

1、建筑地基與地下室設(shè)計(jì)中常遇問題解析,主講人：邱倉(cāng)虎2010年04月,設(shè)置地下室的作用,1、減少地基的附加應(yīng)力和沉降量2、有利于滿足天然地基的承載力和上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性3、減少上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，對(duì)抗震有利4、檔土墻的被動(dòng)土壓力和摩檫力限制了基礎(chǔ)的擺動(dòng)，使基礎(chǔ)底板壓力的分布趨于平緩,地下室結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),地下室結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，除考慮上部結(jié)構(gòu)地震作用以外，還應(yīng)考慮地下室結(jié)構(gòu)本身的地震作用，這部分地震作用與地下室埋深不同土質(zhì)和基

2、礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)。日本規(guī)范規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)埋置深度在20m以下可不考慮地震作用。我國(guó)2001抗震規(guī)范明確了在一定條件下考慮地震與結(jié)構(gòu)相互作用，可考慮各樓層地震剪力的折減，對(duì)地下室結(jié)構(gòu)的地震作用如何取值未作明確規(guī)定。因此一般埋置深度的地下室地震作用，可不考慮折減。當(dāng)?shù)叵率覍訑?shù)較多以及地基產(chǎn)生零應(yīng)力情況時(shí)，地下室部分的地震作用可考慮適當(dāng)折減。,一、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)嵌固部位的確定及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響,地下室頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的條件

3、 （1）地下室頂板結(jié)構(gòu)應(yīng)為梁板體系，且該層樓面不得開大洞，樓面框架梁應(yīng)有足夠的抗彎剛度，地下室頂板部位的梁柱節(jié)點(diǎn)左右梁端截面實(shí)際受彎承載力之和不宜小于上下柱端實(shí)際承接力之和。 對(duì)于邊柱和角柱，由于只有一面有梁，為滿足該梁端截面受彎承載力不小于上柱下端實(shí)際受彎承載力的要求，可采用增大梁載面、或不增大梁截面而增加梁配筋的方法。 地下室柱截面每側(cè)的縱向鋼筋面積，除滿足計(jì)算

4、要求外，不應(yīng)小于地上一層對(duì)應(yīng)柱每側(cè)縱筋面積的1.1倍，地下室抗震墻的配筋不應(yīng)少于地上一層抗震墻的配筋。,一、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)嵌固部位的確定及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響,,一、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)嵌固部位的確定及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響,（2）地下室結(jié)構(gòu)布置應(yīng)保證地下室頂板及地下室各層樓板有足夠的平面內(nèi)整體剛度和承載力，能將上部結(jié)構(gòu)的地震作用傳遞到所有的地下室抗側(cè)力構(gòu)件上。為此，地下室頂板厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30，雙層雙

5、向配筋，配筋率不小于0.25%。 （3）地下室結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受上部結(jié)構(gòu)屈服超強(qiáng)及地下室本身的地震作用，可近似要求地下室結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與上部結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度之比不小于2，側(cè)向剛度比可用下列剪切剛度比r估計(jì)（式中符號(hào)的含義見規(guī)范）：,如不能滿足上述1條款條件，則嵌固部位應(yīng)取至地下二層頂板（有地下二層）或基礎(chǔ)頂面（有一層地下室）。 《抗震規(guī)范》6.1.3條規(guī)定，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地

6、下一層以下的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)；,依理相推，當(dāng)?shù)叵露禹敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下二層抗震等級(jí)應(yīng)與上部結(jié)構(gòu)相同，地下二層以下的抗震等級(jí)可依據(jù)具體情況采用三級(jí)或更低等級(jí)。,一、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)嵌固部位的確定及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響,如地下二層頂板做為嵌固部位時(shí)，建筑物高度H應(yīng)算至地下二層頂板。建筑高度與抗震等級(jí)有直接關(guān)系，見《高規(guī)》表6.1.2?？拐鹪O(shè)防的剪力墻底部加強(qiáng)部位高度為墻肢總高度的1/8和底部?jī)蓪佣?/p>

7、者的較大值。加強(qiáng)部位高度指地面以上的，地下部分按規(guī)定延伸。室外地平至±0.000處的距離，對(duì)一層地下室或多層地下室均應(yīng)小于第一層地下室層高h(yuǎn)的1/3，否則，H的取值，應(yīng)向下增加一層的高度（圖1-1）。,圖 1-1 地下室,一、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)嵌固部位的確定及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響,當(dāng)嵌固端由±0.000移至地下二層頂板時(shí)，考慮地下一層頂板對(duì)上部結(jié)構(gòu)實(shí)際存在的嵌固作用（受地下室周邊擋土墻及墻外填土影響），將地下一層頂

8、板和地下二層頂板分別作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端，進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算，并取不利值包絡(luò)設(shè)計(jì)。此時(shí)，地下一層頂板厚可適當(dāng)降低至160mm，梁可不滿足嵌固部位的要求。對(duì)超高層建筑，宜做嵌固端移至基礎(chǔ)頂面的補(bǔ)充計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)取不利值進(jìn)行　包絡(luò)設(shè)計(jì)。 在坡地上建房，應(yīng)最低邊地面作為室外地面考慮有關(guān)基礎(chǔ)埋深、房屋適用高度、抗震等級(jí)等，有側(cè)向土壓邊應(yīng)將土壓力作為水平外荷載參與整體計(jì)算。,一、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)嵌固部位的確定及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響,高層建筑的

9、基礎(chǔ)埋深，當(dāng)按較低一側(cè)地面計(jì)算不滿足混凝土高規(guī)12.1.7.1條要求時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)驗(yàn)算整體結(jié)構(gòu)抗傾覆指標(biāo)需滿足規(guī)范要求，并應(yīng)對(duì)基槽回填土的壓實(shí)系數(shù)提出要求等，加強(qiáng)周邊土對(duì)基礎(chǔ)的側(cè)限約束。工程實(shí)例,（1）深圳田廈國(guó)際中心 （2）安徽廣電新中心工程?hào)|區(qū)主樓,一、高層建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算分析時(shí)嵌固部位的確定及對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響,多、高層主樓地下室及地下車庫(kù)樓蓋結(jié)構(gòu)選型,高層建筑地下室的層數(shù)取決于使用功能、地基情況和地區(qū)性。地下室樓蓋當(dāng)采用梁板

10、式時(shí)，為滿足機(jī)電管線通行、汽車庫(kù)凈高，對(duì)8.4m左右的柱網(wǎng)間距層高最少可3.6m；當(dāng)采用無梁樓板加平托板柱帽時(shí)，對(duì)8.4m左右的柱網(wǎng)間距層高最少可取3.1m。,二、多、高層主樓地下室及地下車庫(kù)樓蓋結(jié)構(gòu)選型,,地下車庫(kù)頂部有覆蓋土層時(shí)，無梁樓蓋的平托板柱帽為少影響有效空間可部分上反。 樓蓋結(jié)構(gòu)的不同類型，與層高大小有直接關(guān)系，層高不同對(duì)基礎(chǔ)埋深、內(nèi)外墻高度、基坑護(hù)坡、土方多少、施工降水、工期等影響各不相同。,多、高層主樓地下室

11、及地下車庫(kù)樓蓋結(jié)構(gòu)選型,地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,高層建筑一般都設(shè)有地下室，層數(shù)為1-4層不等。地下室外墻的厚度一般不小于300mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)取C30，為控制混凝土裂縫不應(yīng)采用高強(qiáng)度；,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,,,地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,2、地下室外墻承受的荷載。 水平荷載——側(cè)向土壓力、地下水壓力、室外地面活載、人防等效靜荷載； 豎向荷載——上部及地下室結(jié)構(gòu)的樓蓋傳重和自重；

12、水壓力：水位不急劇變化的水壓力按永久荷載考慮；水位急劇變化的水 壓力按可變荷載考慮。 土壓力：計(jì)算鋼筋混凝土側(cè)墻受彎及受剪承載力時(shí)，土壓力引起的效應(yīng)為永久荷載效應(yīng)。當(dāng)考慮由可變荷載效應(yīng)控制的組合時(shí)，土壓力的荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.2；當(dāng)考慮由永久荷載效應(yīng)控制的組合時(shí)，其荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35。,《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（B50009—2001）表4.1.1中第8項(xiàng)的消防車荷載，系指消防車直接行駛于樓板上時(shí)，其輪壓折合

13、成等效均布荷載。當(dāng)?shù)叵乱粚禹敯逯嫌懈餐粱蚱渌畛湮飼r(shí)，消防車輪壓應(yīng)按照覆土厚度折合成等效荷載（見表3-1和表3-2），不應(yīng)直接采用35KN/m２。綠化庭院荷載宜取10KN/m２。,,表3-1 消防車（300KN級(jí)）輪壓作用下單向板的等效均布荷載值/KN/ m２,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,,表3-2 消防車（300KN級(jí)）輪壓作用下雙向板的等效均布荷載值/KN/ m２,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,地下車庫(kù)頂部有較厚覆土?xí)r，頂板荷

14、載即以恒載為主，此時(shí)荷載分項(xiàng)系數(shù)取由永久荷載效應(yīng)控制組合的分項(xiàng)系數(shù)。 計(jì)算地下室外墻的土壓力時(shí)，當(dāng)?shù)叵率沂┕げ捎么箝_挖方式、無護(hù)坡樁或連續(xù)墻支護(hù)時(shí)，地下室外墻承受的土壓力宜取靜止土壓力，靜止土壓力系數(shù)K0，對(duì)一般固結(jié)土可取1-sinφ(φ—土的有效內(nèi)摩擦角)，一般情況取0.5。 地下室外墻截面設(shè)計(jì)中，豎向荷載及風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)生的內(nèi)力一般不起控制作用，墻體配筋主要由垂直于墻面的水平荷載產(chǎn)生的彎矩確定，而且通常不考慮與豎向

15、荷載組合的壓彎作用，僅按墻板彎曲計(jì)算墻的配筋。,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,地下室外墻可按考慮塑性變形內(nèi)力重分布計(jì)算彎矩，有利配筋構(gòu)造及節(jié)省鋼筋用量?？紤]塑性變形內(nèi)力重分布，只在受拉區(qū)混凝土可能出現(xiàn)彎曲裂縫，但由于裂縫較細(xì)微不會(huì)貫通整個(gè)截面厚度，對(duì)防水仍有足夠抗?jié)B能力。地下室外墻裂縫寬度按當(dāng)?shù)匾罂刂啤?《北京地基規(guī)范》，當(dāng)?shù)叵率彝鈮ν鈧?cè)設(shè)有建筑防水層時(shí)，外墻最大裂縫寬度的限值可取0.4mm。供參考。,地下室外墻可根據(jù)支承情況按雙向板

16、或單向板計(jì)算水平荷載作用下的彎矩。在工程設(shè)計(jì)中，一般按樓板和基礎(chǔ)底板作為外墻板的支點(diǎn)按單向板(單跨、兩跨或多跨)計(jì)算，在基礎(chǔ)底板處按固端、頂板處按鉸支座。,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,地下室外墻與基礎(chǔ)底板交接處，底板計(jì)算時(shí)在外墻端一般按鉸支座考慮，底板上下鋼筋端部沒必要彎折，外墻外側(cè)鋼筋下端彎折后直段長(zhǎng)度按其搭接與底板下鋼筋相連，按此構(gòu)造底板端部實(shí)際已具有與外墻固端彎矩同值的承載力。為控制溫差和干縮引起的垂直裂縫，外墻水平分布筋直徑宜

17、細(xì)不宜粗，對(duì)一般墻體，配筋率應(yīng)≥0.25%，鋼筋間距不大于200mm；對(duì)超長(zhǎng)外墻，配筋率應(yīng)≥0.5%，鋼筋間距不大于150mm。地下室外墻在與基礎(chǔ)底板、樓板交接處不必設(shè)置暗梁。,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,多、高層建筑地下室，底板基礎(chǔ)之底板是否外挑，可按以下原則確定。,（1）當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)較好，基底面積即使不外挑，也能滿足承載力及沉降量之要求，當(dāng)有柔性防水層（油氈類、涂料類時(shí)），底板不宜外挑。 （2）其他條件同第一款，但無柔性

18、防水層時(shí)，底板宜按構(gòu)造外挑，外挑長(zhǎng)度可取0.5～1.0m。 （3）當(dāng)?shù)鼗镣临|(zhì)較差，承載力或沉降量不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，可根據(jù)計(jì)算結(jié)果，將底板向外挑出。挑出長(zhǎng)度大于1.50m～2.0m時(shí)，對(duì)于有梁伐基，應(yīng)將梁一同挑出，以減少板內(nèi)內(nèi)力。對(duì)于無梁筏基，宜設(shè)置柱下平板柱帽。,裙房或地下車庫(kù)地下室的基礎(chǔ)采用獨(dú)立柱基抗水板時(shí)，外墻條形基礎(chǔ)可與外墻外側(cè)平并與抗水板整體分析。,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,有窗井的地下室，窗井外墻是鋼筋混凝土

19、，并應(yīng)有足夠橫隔墻與主體地下室外墻相連接。無上部結(jié)構(gòu)柱相連的地下室外墻不宜設(shè)附壁樁，外墻附壁柱應(yīng)按“T”形截面偏心受壓計(jì)算。工程實(shí)例,（1）北京中冠大廈 （2）北京中國(guó)銀行信息中心二期工程,三、地下室外墻的計(jì)算與構(gòu)造,多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,1、基礎(chǔ)選型考慮的因素,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（1）《高規(guī)》（JGJ3-2002）12.1.1條規(guī)定，高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況及水位、上部結(jié)構(gòu)類型

20、、使用功能、施工條件以及相鄰建筑的影響，以保證建筑物不發(fā)生過量沉降或傾斜，并能滿足正常使用要求。還應(yīng)注意了解鄰近地下構(gòu)筑物及各類地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，以確?；A(chǔ)的安全、施工中不發(fā)生問題。多層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也應(yīng)遵守此規(guī)定。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（2）在與現(xiàn)有建筑相鄰較近的區(qū)域新建多高層房屋時(shí)，必須考慮新建房屋的基礎(chǔ)下沉對(duì)現(xiàn)有建筑產(chǎn)生不均勻沉降的影響，應(yīng)采取有效措施。例如加強(qiáng)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，控制新建房屋基坑周邊穩(wěn)定；采用復(fù)全地基或

21、樁基等，控制新建房屋基礎(chǔ)沉降與現(xiàn)有建筑基礎(chǔ)間差異沉降在規(guī)范范圍內(nèi)。,（3）多高層建筑應(yīng)選用整體性好、能滿足地基承載力和建筑物容許變形要求、并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式，達(dá)到安全實(shí)用和經(jīng)濟(jì)合理的目的。 根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、荷載及地基承載力，可采用條形交叉梁、滿堂筏板或箱形基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)可以是梁板式和平板式，當(dāng)建筑物層數(shù)較多，地下室柱距較大，基底反力很大時(shí)，宜優(yōu)先采用平板式。采用梁板式筏基時(shí)，基礎(chǔ)梁截面大必然增加基礎(chǔ)埋

22、置深度，當(dāng)水位高時(shí)更為不利，梁板的混凝土需分層澆注，且支模費(fèi)事，因而增長(zhǎng)工期，綜合經(jīng)濟(jì)效益可能反而比平板式差。,2、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定,（1）所有建筑物的地基計(jì)算均應(yīng)滿足承載力計(jì)算的有關(guān)規(guī)定（2）設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑物，均應(yīng)按地基變形計(jì)算（3）當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺，尚應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行抗浮驗(yàn)算,地基承載力深度修正時(shí)基礎(chǔ)埋置深度的取值,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,基礎(chǔ)埋置深度d，一般從室外地面算起。《地基規(guī)范》（GB50007-2

23、002）5.2.4條的條文說明指出，當(dāng)裙房與主樓連為一體的結(jié)構(gòu)，對(duì)于主樓結(jié)構(gòu)地基承載力的深度修正，宜將基礎(chǔ)底面以上范圍內(nèi)的荷載，按基礎(chǔ)兩側(cè)的超載考慮，當(dāng)超載寬度大于基礎(chǔ)寬度兩倍時(shí)，可將超載折算成土層厚度基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)兩側(cè)超載不等時(shí)，取小值（圖4-1）。也就是當(dāng)多、高層主樓周圍為連成一體的筏形基礎(chǔ)的裙房（或僅有地下停車庫(kù)）時(shí)，基礎(chǔ)埋置深度，可取裙房基礎(chǔ)底面以上所有豎向荷載（不計(jì)活載）標(biāo)準(zhǔn)值（僅有地下停車庫(kù)時(shí)應(yīng)包括頂板以上填土及地面重）F（

24、kN/m2）與土的重度r（kN/m3）之比，即d′＝F/r（m）。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,圖4-1 主樓裙房,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,《北京細(xì)則》規(guī)定，地基承載力進(jìn)行深度修正時(shí)，對(duì)于有地下室的滿堂基礎(chǔ)（包括箱基、筏基以及有整體防水板的單獨(dú)柱基），其埋置深度一律從室外地面算起。當(dāng)高層建筑附有裙房且為整體基礎(chǔ)時(shí)（不論是否有沉降縫分開），可將裙房基礎(chǔ)底面以上的總荷載折合成土重，再以此土重?fù)Q算成土厚，并以此深度進(jìn)行深度修正。

25、當(dāng)高層建筑四邊的裙房形式不同，或僅一、二邊為裙房，其他兩邊為天然地面時(shí)，可按加權(quán)平均方法進(jìn)行深度修正（即主樓的地基承載力＝各邊各自深度修正后的地基承載力×邊長(zhǎng)/總邊長(zhǎng)）。,抗浮驗(yàn)算,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（1）《地基規(guī)范》3.0.3條規(guī)定，巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)提供用于計(jì)算地下水浮力的設(shè)計(jì)水位。結(jié)構(gòu)抗浮驗(yàn)算必須依此設(shè)計(jì)水位進(jìn)行。驗(yàn)算建筑物抗浮能力應(yīng)滿足：建筑物永久荷載/水浮力≥1.0。 （2）抗浮驗(yàn)算時(shí)永久荷

26、載的分項(xiàng)系數(shù)取值，各地區(qū)可能不同，2006年版《荷載規(guī)范》（GB50009-2001））3.2.5條的條文說明：當(dāng)?shù)仄渌Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中有具體規(guī)定時(shí)，應(yīng)按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行；當(dāng)沒有具體規(guī)定時(shí)，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)按工程經(jīng)驗(yàn)采用，北京市和上海市規(guī)定的分項(xiàng)系數(shù)為1.0。水浮力的分項(xiàng)系數(shù)按《北京細(xì)則》規(guī)定的為1.0，按上海市規(guī)定的為1.2。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（3）當(dāng)抗浮設(shè)計(jì)水位較高，裙房滿堂地下室或地下車庫(kù)需要采取抗浮措施時(shí)，

27、應(yīng)按工程具體情況區(qū)別對(duì)待。如果裙房滿堂地下室或地下車庫(kù)是獨(dú)立建筑，與多、高層主樓基礎(chǔ)不連接成整體，并有一定距離，不會(huì)因差異沉降造成影響時(shí)，抗浮措施可根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較采用抗浮錨桿、抗拔或壓重等方法。多、高層主樓基礎(chǔ)與裙房滿堂地下室或地下車庫(kù)連接整體，均采用樁基時(shí)，抗浮可采用抗拔樁方法；多、高層主樓采用天然地基預(yù)估有若干沉降量時(shí)，裙房或地下車庫(kù)抗浮宜采用壓重（素混凝土，容重不小于30kN/m3鋼渣混凝土或砂石料）方法，不宜采用抗浮樁或抗浮錨

28、桿，否則必將加大其與多、高層主樓之間的差異沉降，尤其如北京市由于考慮南水北調(diào)的影響，巖土工程勘察報(bào)告提的抗浮設(shè)計(jì)水位較高，但目前實(shí)際地下水位非常低，如果采用抗拔樁或抗浮錨桿，裙房或地下車庫(kù)與主樓間基礎(chǔ)差異沉降將是突出的問題。,偏心距的確定,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（1）《地基規(guī)范》8.4.2條和《高規(guī)》12.1.5條規(guī)定了筏形基礎(chǔ)平面形心與上部結(jié)構(gòu)豎向永久荷載重心不重合時(shí)，要求偏心距e≤0.1W/A，并指出：此要求針對(duì)單幢建筑物

29、，裙房與主樓可分開考慮，對(duì)低壓縮性地基或端承樁基的基礎(chǔ)可適當(dāng)放寬偏心距的限制。 （2）對(duì)偏心距限值的目的是為了建筑物整體穩(wěn)定和限制傾斜，避免在地震作用下基礎(chǔ)底面出現(xiàn)拉應(yīng)力，滿足《抗震規(guī)范》（GB50011-2001）4.2.4條的規(guī)定。因此，主樓與裙房、或平面錯(cuò)開的各部分如能各自滿足上述公式的要求，總體上就更能滿足穩(wěn)定要求了。 關(guān)于傾斜，應(yīng)對(duì)各部分地基變形進(jìn)行計(jì)算，既要使各主樓滿足《地基規(guī)

30、范》規(guī)定，主樓與裙房或地下車庫(kù)基礎(chǔ)之間的差異沉降也應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的允許值。,地下室不設(shè)沉降縫、伸縮縫應(yīng)采取的措施,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（1）《高規(guī)》12.1.8條的條文說明指出，我國(guó)從20世紀(jì)80年代初以來，多對(duì)棟帶有裙房的高層建筑（不設(shè)永久縫）沉降觀測(cè)表明：地基沉降曲線在高低層連接處是連續(xù)的，不會(huì)出現(xiàn)突變。高層主樓地基下沉，由于土的剪切傳遞，高層主樓以外的地基隨之下沉，其影響范圍隨土質(zhì)而異。因此，裙房與主樓連接處不會(huì)發(fā)生突

31、變的差異沉降，而是在裙房若干跨內(nèi)產(chǎn)生連續(xù)性的差異沉降。高層建筑主樓基礎(chǔ)與其相連的裙房基礎(chǔ)，若采取有效措施，或經(jīng)過計(jì)算差異沉降量以不設(shè)沉降縫，也可不考慮裙房各跨差異沉降對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響。否則，必須考慮差異沉降的影響。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（2）應(yīng)采取有效措施使主樓與裙房基礎(chǔ)的沉降差值在允許范圍內(nèi)。減少高層主樓基礎(chǔ)沉降可采取下列措施：1）地基持力應(yīng)選擇壓縮性較低的土層，其厚度不宜小于4m，并且無軟弱下臥層；2）適當(dāng)擴(kuò)大基礎(chǔ)底面面

32、積，以減小其壓應(yīng)力；3）當(dāng)?shù)鼗至訛閴嚎s性較高的土層時(shí)，可采取高層主樓基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)或復(fù)合地基、裙房為天然地基的方法，或高層主樓與裙房采用不同直徑、長(zhǎng)度的樁基礎(chǔ)，以減少沉降差。 為使裙房基礎(chǔ)沉降量接近主樓基礎(chǔ)沉降值，可采取下列措施：1）裙房基礎(chǔ)埋置在與高層主樓基礎(chǔ)不同的土層，使裙房基底持力層土的壓縮性大于高層主樓基底持力層土的壓縮性；2）裙房采用天然地基，高層主樓采用樁基礎(chǔ)或復(fù)合地基；3）裙房基礎(chǔ)應(yīng)盡可能減小基

33、礎(chǔ)底面面積，不宜采用滿堂基礎(chǔ)，以柱下單獨(dú)基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)為宜，并考慮主樓基底壓力的影響。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,（3）當(dāng)裙房地下室需要有防水時(shí)，地面可采用防水板做法，柱基之間設(shè)梁支承抗水板或無梁平板，在抗水板下鋪設(shè)一定厚度的易壓縮材料，如泡沫聚苯板或干焦碴等，使之避免因柱基或條形梁基礎(chǔ)沉降時(shí)抗水板成為滿堂底板。易壓縮材料的厚度可根據(jù)基礎(chǔ)最終沉降值估計(jì)?？顾迳掀ぶ粱椎木嚯x宜不小于1m，抗水板下原有土層不應(yīng)夯實(shí)處理，壓縮性低的土層

34、可刨松200mm（圖4-2）。,圖 4-2 獨(dú)立柱基抗水板,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,（4）在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)防水板時(shí)，應(yīng)注意防水板配筋除滿足地下水浮力要求外，應(yīng)滿足抗彎構(gòu)件最小配筋率要求，依據(jù)混凝土規(guī)范9.5.2條，配筋率應(yīng)不小于0.15%。,筏板厚度的確定及有關(guān)構(gòu)造,（1）梁板式筏基底板除計(jì)算正截面受彎承載力外，其厚度尚應(yīng)滿足受沖切承載力、受剪切承載力的要求。梁板式筏形基礎(chǔ)的板厚，對(duì)12層以上的建筑應(yīng)≥400mm，且板厚與最大雙向板格

35、的短向尺寸之比宜≥1/14。也可參考下表估算：,,注：L0為最大雙向板格的短向尺寸(m)。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,（2）當(dāng)采用平板式筏板時(shí)，筏板厚度一般由沖切承載力確定。在基礎(chǔ)平面中僅少數(shù)柱的荷載較大，而多數(shù)柱的荷哉較小時(shí)，筏板厚度應(yīng)按多數(shù)柱下的沖切承載力確定，在少數(shù)荷載大的柱下可采用柱帽滿足抗沖切的需要。當(dāng)?shù)叵率业孛嬗屑芸諏踊蛱顚訒r(shí)可采用往底板上置柱帽形式，但柱帽上皮距地面宜≥100mm（圖4-3）；地下室地面無架空層或填層時(shí)

36、，可采用底板下置柱帽形式（圖：無架空層或墊層）。,,圖 4-3 基礎(chǔ)底板,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,平板式筏基筏板的最小厚度宜≥400mm，計(jì)算時(shí)應(yīng)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。距柱邊ho/2沖切臨界截面的最大剪應(yīng)力tmax應(yīng)按《基礎(chǔ)規(guī)范》8.4.7條計(jì)算。 （3）當(dāng)基礎(chǔ)底板的電梯井坑、集水坑的周邊有鋼筋混凝土墻時(shí)，這些墻已是底板的支座，底板上部鋼筋沒有必要沿坑邊下彎，只需伸入墻內(nèi)

37、至對(duì)邊，而墻的豎向筋應(yīng)伸至抗底，沿坑邊的水平分布筋可與墻的相同（圖4-4a）。,,圖 4-4a,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,當(dāng)基礎(chǔ)底板的電梯井坑、集水抗的周邊或一側(cè)無鋼筋混凝土墻時(shí)，底板上部鋼筋在坑邊應(yīng)下彎，并與坑底上部鋼筋相互搭接，且滿足塔接長(zhǎng)度要求；底板下部鋼筋與坑底下部的彎折鋼筋也應(yīng)按搭接，且滿足搭接長(zhǎng)度要求（圖4-4b）。,,圖 4-4b,電梯井抗、集水坑的周邊有墻或沿一方向兩邊有墻時(shí)，抗底板厚度按支承情況滿足沖切和剪切承載力

38、后可小于基礎(chǔ)底板厚度，因?yàn)榭拥卓缍冗h(yuǎn)小于基礎(chǔ)底板跨度，減小坑底板厚度有利于節(jié)省土方及混凝土用量。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（4）地下室外墻豎向鋼筋與基礎(chǔ)底板的連接，因?yàn)橥鈮穸纫话氵h(yuǎn)小于基礎(chǔ)底板，底板計(jì)算時(shí)在外墻端常按鉸支座考慮，外墻在底板端計(jì)算時(shí)按固端，因此底板上下鋼筋可伸至外墻外側(cè)，在端部可不設(shè)彎鉤（底板上鋼筋錨入支座長(zhǎng)度按5d就夠），外墻外側(cè)豎向鋼筋在基礎(chǔ)底板彎后的直段長(zhǎng)度與底板下鋼筋相連（按其搭接長(zhǎng)度要求），按此構(gòu)造底板

39、端部實(shí)際已具有與外墻固端彎矩同值的承載力，工程設(shè)計(jì)時(shí)底板計(jì)算也可考慮此彎矩的有利影響（圖4-5）。,圖 4-5 外伸底板,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（5）當(dāng)基礎(chǔ)底板伸出外墻時(shí)，底板上筋及下筋端部也可不彎直鉤。如果為構(gòu)造可設(shè)置縱橫構(gòu)造筋，直徑12～16mm，間距200mm（圖4-6）。,圖 4-6 底板,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（6）按倒樓蓋法計(jì)算的平板式筏基，柱下板帶和跨中板帶的承載力應(yīng)符合計(jì)算要求。柱下板帶在柱寬及其兩

40、側(cè)各0.5倍板厚且≤1/4板跨的有效寬度范圍內(nèi)的鋼筋配置量，應(yīng)大于柱下板帶鋼筋的一半，且應(yīng)能承受部分不平衡彎距dmM的作用，以保證板柱之間的彎矩傳遞，并使筏板在地震作用過程中處于彈性狀態(tài)，保證柱根處能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的塑性鉸。（圖4-7）。,圖 4-7 有效寬度,考慮到整體彎曲的影響，柱下板帶和跨中板帶的底部鋼筋應(yīng)有1/2～1/3貫通全跨，且配筋率應(yīng)≥0.15%；頂部鋼筋應(yīng)按實(shí)際配筋全部連通。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,,（7）筏板基礎(chǔ)的混

41、凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30，墊層厚度一般為100mm，有墊層時(shí)鋼筋保護(hù)層的厚度≥40mm。 （8）由框-剪結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)的上部剪力墻（筒）延伸的地下室墻（筒），在樓板部位按上部樓層要求同樣設(shè)暗梁。由剪力墻結(jié)構(gòu)上部墻延伸的地下室墻，以及框架結(jié)構(gòu)、框-剪結(jié)構(gòu)和框架-核心筒結(jié)構(gòu)僅在地下室設(shè)置的內(nèi)外墻，在樓板部位均可不設(shè)置構(gòu)造梁。各類結(jié)構(gòu)地下室所有內(nèi)外墻下在基礎(chǔ)底板部位均沒有必要設(shè)置構(gòu)造地梁。

42、 （9）地下室外墻及柱間僅有較小洞口的內(nèi)墻，墻下可不設(shè)置基礎(chǔ)梁。當(dāng)柱間內(nèi)墻僅地下室底層有墻而上部無墻時(shí)，此墻可按深梁計(jì)算配筋。底板應(yīng)按單向或雙向板計(jì)算。,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,筏板不一定均需伸出外墻邊,（1）地下室周邊有墻時(shí)，當(dāng)基礎(chǔ)底面已滿足地基承載力，筏板（包括平板式、梁板式及箱形基礎(chǔ)筏板）可不外伸，有利外包防水操作。當(dāng)需要外伸挑擴(kuò)大時(shí)，應(yīng)按懸臂板式考慮其承載力?！痘炷粮咭?guī)》12.2.7條的條文說明

43、 （2）筏形基礎(chǔ)的平面尺寸，應(yīng)根據(jù)地基承載力、上部結(jié)構(gòu)的布置以及荷載情況等因素確定。當(dāng)上部為框架結(jié)構(gòu)、框-剪結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)時(shí)，筏形基礎(chǔ)底板面積應(yīng)當(dāng)比上部結(jié)構(gòu)所覆面積稍大些，使底板面積來滿足地基承載力時(shí)，如采用梁板式，底板挑出的長(zhǎng)度從基礎(chǔ)邊外皮算起橫向（短跨方向）宜≤1200mm，縱向宜≤800mm；對(duì)平板式筏形基礎(chǔ)，其挑出長(zhǎng)度從柱外皮算起宜≤2000mm。,,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,地下室基礎(chǔ)梁、板的設(shè)計(jì),（1

44、）高層建筑上部結(jié)構(gòu)、地下室與地基基礎(chǔ)的相互作用。許多工程基礎(chǔ)的底板、地梁的鋼筋應(yīng)力實(shí)測(cè)表明，其值遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度，其原因有多種因素：如地基反力集中在柱底，基礎(chǔ)梁跨中及基礎(chǔ)底板中心部位反力低，反映的彎矩比計(jì)算??；地基和基礎(chǔ)底面間巨大的摩擦力起著反彎作用，摩擦力是整棟建筑的邊界條件不容忽視；多、高層建筑是巨型空間結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)和地下室整體可共同工作，參與了基礎(chǔ)的共同抗力，起到了拱的作用，減小了底板的撓曲和內(nèi)力。 （2）

45、有梁筏基的基礎(chǔ)梁可按非抗震構(gòu)造，不需要考慮延性，箍筋無加密區(qū)要求，彎鉤不需要135度10倍直徑。 （3）有梁筏基的雙向底板，考慮底板下設(shè)有防水層，底板可按塑性雙向板或單向板計(jì)算，可不計(jì)算裂縫寬度。 （4）在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)防水板時(shí)，應(yīng)注意防水板配筋除滿足地下水浮力要求外，應(yīng)滿足抗彎構(gòu)件最小配筋率要求，依據(jù)混凝土規(guī)范9.5.2條，配筋率應(yīng)不小于0.15%。,,四、多高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與構(gòu)造,工程實(shí)例,

46、（1）北京中冠大廈 （2）北京中國(guó)銀行信息中心二期工程,,其他有關(guān)地下室設(shè)計(jì)的事項(xiàng),上部結(jié)構(gòu)內(nèi)部剪力墻的邊緣構(gòu)件，當(dāng)對(duì)應(yīng)部位地下室無洞口時(shí)，上部的邊緣構(gòu)件縱筋滿足錨固長(zhǎng)度即可，沒必要往下延伸。無上部剪力墻的僅地下室有剪力墻的洞口及內(nèi)外墻相交部位均不需要設(shè)置邊緣構(gòu)件，洞口按構(gòu)造配筋。人防墻洞口按人防規(guī)范要求。基礎(chǔ)防水混凝土的抗?jié)B等級(jí)，《高規(guī)》表12.1.9與《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB50108－2001）表4

47、.1.3不一致，可根據(jù)各地具體工程參照?qǐng)?zhí)行。,五、其他有關(guān)地下室設(shè)計(jì)的事項(xiàng),,《高規(guī)》表12.1.9 基礎(chǔ)防水混凝土的抗?jié)B等級(jí),五、其他有關(guān)地下室設(shè)計(jì)的事項(xiàng),,（GB50108－2001）表4.1.3 防水混凝土設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí),僅地下建筑連成數(shù)百米，地上有若干幢多、高層建筑，此類不屬于大底盤。地上主樓與周邊裙房不設(shè)防震縫分開才屬大底盤建筑。多、高層主樓地下室與地下車庫(kù)或裙房（地上分開）基礎(chǔ)連為一體時(shí)，主樓整體計(jì)算可僅取自地上對(duì)應(yīng)

48、部分或取相鄰一跨，不需要連在一起計(jì)算。當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)時(shí)，設(shè)計(jì)未按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)(簡(jiǎn)稱地基規(guī)范)第3.0.1條、第3.0.2條要求，進(jìn)行地基變形計(jì)算。如高層建筑與周邊純地下車庫(kù)連為一體形成大底盤地下室的工程，其地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件和建筑結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行地基變形驗(yàn)算。,五、其他有關(guān)地下室設(shè)計(jì)的事項(xiàng),設(shè)計(jì)下沉式庭院結(jié)構(gòu)，下沉底板的周邊設(shè)有獨(dú)立外墻，且有地下水影響，設(shè)

49、計(jì)要驗(yàn)算整體結(jié)構(gòu)是否滿足抗浮要求，當(dāng)外墻作為下沉底板的邊梁抵抗地下水浮力時(shí)，外墻除滿足承受側(cè)向土壓力的強(qiáng)度和正常使用要求外，應(yīng)補(bǔ)充驗(yàn)算外墻平面內(nèi)按深梁計(jì)算的承載力要求。人防外墻的土壓力計(jì)算，其分項(xiàng)系數(shù)不應(yīng)取1.0。按《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50038-2005)第4.10.2條，永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)取1.2。,五、其他有關(guān)地下室設(shè)計(jì)的事項(xiàng),在計(jì)算擋土墻的土壓力、地基或斜坡穩(wěn)定及滑坡推力時(shí)(即計(jì)算土體的承載能力

50、時(shí))，設(shè)計(jì)要注意荷載效應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但荷載分項(xiàng)系數(shù)均為1.0，見地基規(guī)范第3.0.4-3條要求。而在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、支擋結(jié)構(gòu)截面或計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí)(即計(jì)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力時(shí))，荷載效應(yīng)和相應(yīng)的基底反力，應(yīng)按承載力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，并采用相應(yīng)荷載分項(xiàng)系數(shù)，見地基規(guī)范3.0.4-4條要求。建筑物的地基變形計(jì)算，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久

51、組合，不應(yīng)計(jì)入風(fēng)荷載和地震作用。見地基規(guī)范第3.0.4-2條要求。,五、其他有關(guān)地下室設(shè)計(jì)的事項(xiàng),《地基規(guī)范》8．4．15條規(guī)定，沉降后澆帶的位置宜設(shè)在距主樓邊柱的第二跨內(nèi)，澆灌時(shí)間根據(jù)實(shí)測(cè)沉降情況，不是主樓結(jié)構(gòu)到頂。因此，沉降后澆帶兩側(cè)應(yīng)設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)。人工挖孔樁屬限用技術(shù)，設(shè)計(jì)采用時(shí)應(yīng)充分論證，采取可靠措施確保施工過程安全及成樁質(zhì)量，并應(yīng)繪出護(hù)壁大樣圖。當(dāng)采用大直徑人工挖孔樁，且樁距較近時(shí)，設(shè)計(jì)應(yīng)注明施工應(yīng)跳挖。,五、其他有關(guān)地下

52、室設(shè)計(jì)的事項(xiàng),12.當(dāng)基礎(chǔ)底板有大體積混凝土?xí)r，解決水化熱、防裂縫的措施 （1）混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜高，宜在C30-C35的范圍內(nèi) （2）水泥采用水化熱低的品種，如礦渣硅酸鹽水泥 （3） 采用粉煤灰，減少混凝土的用水量和水泥用量，減少水化熱 （4） 采用膨脹劑配制的混凝土，即利用膨脹劑的補(bǔ)償收縮功能解決混凝土收縮干裂 （5）混凝土分層澆筑、階梯式推進(jìn)，每層混凝土在初凝前完成上層澆筑,13、超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)無縫