基于減少段筏基偏心距降差的設(shè)計(jì)

　　摘 要：以XX市XX區(qū)防疫站Ⅰ段為例，論述了在筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，為減少筏基偏心距和沉降差所采取的一些具體措施，供類似結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考。

　　關(guān)鍵詞：筏形基礎(chǔ) 偏心距 沉降差 混凝土 堿集料反應(yīng)

　　1、工程概況

　　XX市XX區(qū)防病保健中心-防疫站I段位于XX區(qū)，西鄰XX東路，北部與防病保健中心的防疫站II段相連，南部與XX西大廈和XX大廈相對(duì)。本工程地上九層，局部十層，入口部分局部二層，地下一層為設(shè)備兼地下車庫，總建筑面積10,240m2。

　　根據(jù)勘察部門提供的地質(zhì)報(bào)告揭示：在鉆探揭露的深度內(nèi)，場(chǎng)地地層除地表填土外，其下主要由第四系沖洪積成因的粘性土、粉土、砂土及礫卵石組成。該場(chǎng)地土自上而下依次為：①層填土、②層粘質(zhì)粉土、③層粉砂、④層粉質(zhì)粘土、⑤層粉細(xì)砂、⑥層粉質(zhì)粘土、⑦層粉細(xì)砂、⑧層礫卵石(此層未揭穿)組成。綜合考慮場(chǎng)地建筑物要求、地基適宜性、經(jīng)濟(jì)合理性，基礎(chǔ)擬采用筏形底板+柱下條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)置于第③層粉砂層上，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為fk=240Kpa。

　　2、基礎(chǔ)方案選擇

　　本工程按照勘察部門的建議采用，擴(kuò)展基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)混凝土澆注量大，配筋大，成本高，但筏基可兼做地下室底板，施工簡(jiǎn)便，周期短。同時(shí)，考慮到建筑物自身?xiàng)l件、場(chǎng)地和環(huán)境條件、巖土工程地質(zhì)條件、施工條件以及施工工期、經(jīng)濟(jì)因素及建筑物自身荷載的不均勻性，經(jīng)過多方案比較，最終采用筏形底板+柱下條形基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)置于第③層粉砂上，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為fk=240Kpa。

　　3、筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

　　在具體筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了如下問題：

　　3.1 偏心距計(jì)算

　　盡量使上部結(jié)構(gòu)荷載合力重心與筏形基礎(chǔ)形心重合，由此來確定底板的形狀和尺寸。根據(jù)《高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》(JGJ6-99)規(guī)定：在永久荷載與樓面活荷載長(zhǎng)期效應(yīng)組合下。

　　由于軸A-軸C、軸①-軸⑩部分，上部結(jié)構(gòu)僅有二層，其它部分為九層，局部為十層;整個(gè)結(jié)構(gòu)的荷載分布不均勻，尤其是Y方向，荷載合力重心偏北，荷載重心與筏基形心的偏心距超過規(guī)范限值，因此首先針對(duì)Y方向偏心距過大問題，將底板外挑，但是由于與防疫站II段相接，外挑無法實(shí)現(xiàn)，只能采用別的方法。由此設(shè)想，沿軸B-軸C之間設(shè)一后澆帶將基礎(chǔ)部分分為兩部分，一部分為筏基，一部分為柱下條形基礎(chǔ);兩部分各自獨(dú)立，從根本上解決了由于荷載分布不均勻，造成基礎(chǔ)重心與形心偏心距過大的問題。從結(jié)構(gòu)上講，這種方法效果最佳。本工程經(jīng)過對(duì)比，決定采用此方法。

　　通過采用PKPM軟件計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下：

　　上部荷載作用點(diǎn)坐標(biāo)：(31519,453)mm;

　　筏板形心坐標(biāo)：(31291,277)mm;

　　偏心：(Δx,Δy)=(228,176)mm;

　　經(jīng)計(jì)算，偏心距滿足規(guī)范要求。

　　3.2筏基底板計(jì)算

　　筏板在柱之間增加暗梁，底板既采用有限元方法進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)，又以暗梁為固定支座按雙向板計(jì)算跨中和支座彎矩，由于估大了暗梁的嵌固約束作用，對(duì)板跨中和支座鋼筋做了適當(dāng)調(diào)整。除對(duì)底板進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算外，還進(jìn)行抗裂度驗(yàn)算。

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　　3.3筏基沉降計(jì)算

　　根據(jù)《高層建筑箱形與筏形基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范》提供的公式計(jì)算筏形基礎(chǔ)的最終沉降量S：

　　對(duì)基礎(chǔ)埋置較深的建筑物，地基最終沉降量S由二部分組成：回彈再壓縮地基沉降變形S1和附加壓力P0產(chǎn)生的地基固結(jié)沉降變形S2。當(dāng)建筑物所加荷載小于挖出土的重量時(shí)，地基土處于回彈再壓縮狀態(tài)，只有建筑物的荷載超過挖除土的重量時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生附加下沉。基礎(chǔ)埋深越大，挖除土的重量越大，其再壓縮量占建筑物總沉降量的比例也越大。本工程基礎(chǔ)底板埋置深度為5.05～5.83m，挖土卸載較大。經(jīng)過計(jì)算，得基礎(chǔ)最終沉降量46mm。

　　本工程基礎(chǔ)計(jì)算采用了中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部編制的《獨(dú)基、條基、鋼筋混凝土地基梁、樁基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)軟件JCCAD》進(jìn)行計(jì)算。該程序?qū)椥缘鼗喊宀捎脙煞N模型理論計(jì)算：(1)梁元法：將筏板按其梁肋(帶肋筏板)、墻體(墻下筏板)、或柱下板帶(柱下平板)離散化為T形或矩形截面的交叉梁系，然后按彈性地基梁方法求解梁內(nèi)力，接著按《結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》中的查表法計(jì)算支撐在梁下或墻下的連續(xù)板，正如我們計(jì)算樓蓋體系一樣。(2)板元法：由于高層建筑筏板基礎(chǔ)的厚度較大，采用MINDLIN的中厚板理論分析筏板，采用四邊形或三角形單元進(jìn)行計(jì)算分析。

　　4、其它措施

　　本工程除采用了以上措施進(jìn)行基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，還采用了下列措施：

　　4.1后澆帶

　　本工程采用后澆帶進(jìn)行分隔，后澆帶貫通整個(gè)結(jié)構(gòu)，待主體結(jié)構(gòu)封頂30天后，用比原混凝土標(biāo)號(hào)高一號(hào)的混凝土澆實(shí);后澆帶附加錨固鋼筋按垂直后澆帶主鋼筋截面面積的50%設(shè)置。

　　4.2筏形基礎(chǔ)暗梁

　　為施工方便，本工程未采用肋梁式筏基，而采用平板式筏基，但在筏板內(nèi)部增加暗梁。

　　4.3后澆板

　　軸A-軸C、軸①-軸⑩部分，上部結(jié)構(gòu)僅有二層，此部分基礎(chǔ)采用柱下條形基礎(chǔ)，上部采用后澆板，板厚200mm，配置φ12@400(雙層雙向)鋼筋網(wǎng);地梁和筏板上預(yù)埋配置φ12@400的拉接筋。

　　4.4基礎(chǔ)不在同一標(biāo)高處的處理

　　中間深基礎(chǔ)與兩邊的基礎(chǔ)回填土采用砂夾石(其中碎石、卵石占全重的30%～50%)，壓實(shí)系數(shù)>94%，承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk>240Kpa。

　　4.5外加劑

　　為預(yù)防混凝土堿集料反應(yīng)，在混凝土底板和外墻均加CEA-B外加劑。

　　5、結(jié)論

　　本工程已經(jīng)于2001年12月份結(jié)構(gòu)封頂，2002年進(jìn)行設(shè)備安裝及內(nèi)裝修，現(xiàn)在已基本完工，準(zhǔn)備營(yíng)業(yè)。到目前為止，該結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，基礎(chǔ)沉降均勻。說明該工程，基礎(chǔ)部分的處理是合理的。