第六章 筏形和箱形基础(有用)465箱形基础

地基抗震承载力特征值
第六章 筏形和箱形基础
第四节箱形基础
地基变形算： 箱形基础埋深较大，随施工的进展，地基受力状态和 变形十分复杂。 基坑开挖前大多采用井点降低地下水位，以便进行开 挖和施工，因此由于降水使地基压缩。 基坑开挖阶段，由于卸去土重引起地基回弹变形。 基础施工时，由于逐步加荷，使地基产生再压缩变形。 施工完成后停止降水，地基又回弹。 最后上部结构施工和使用阶段，由于继续加载，地基 继续产生压缩变形。
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箱形基础的特点： （3）有较好的补偿性，箱形基础的埋深一般较大，基 础底面处土的自重应力和水压力在很大程度上补偿了由于 建筑自重和荷载产生的基底压力。 如果箱形基础有足够的埋深时，使得基底上自重应力 等于基底接触压力，从理论上讲，基底附加应力等于零， 在地基中就不会产生附加应力，因此也就不会产生地基沉 降，也不会出现承载力问题，按照 筏形和箱形基础
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地基变形计算： 为使地基变形计算所取用的参数尽可能与地基实际受 力状态相吻合，可以在室内进行模拟实施施工过程的压 缩——回弹试验，可以考虑开挖回弹变形对 沉降的影响。
变形计算略。
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箱形基础基底压力分布： 在箱形基础的设计中，基底压力的确定甚为重要的， 其分布规律和大小不仅影响箱基的内力值，还可以能改变 内力的正负号。
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地基承载力验算： 对于天然地基上的箱形基础，应验算持力层的地基承 载力。 非地震区：
pk f a pk max 1.2 f a p k min 0
相应于地震作用的标准组 合时的平均基底压力
地震区：
pkE f aE pkE max 1.2 f aE
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箱形基础的内力分析： 上部结构为现浇剪力墙体系时 由于上部结构刚度相当大，以致箱基的整体弯曲小到 可以不予考虑，箱基顶板内力仅按局部弯曲计算，即顶板 按实际荷载，底板按均布基底反力作用的周边固定的双向 连续板分析。 考虑整体弯曲的可能影响，钢筋配置量除符合计算要 求外，纵横方向支座尚应分别有0.15%和0.10%配筋率连通 配置，跨中钢筋按实际配筋率全部连通。
影响基底反力的因素：土的性质、上部结构和基础的 刚度、荷载的分布和大小、基础的埋深、基底尺寸和形状 以及相邻基础的影响。
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箱形基础的内力分析： 箱形基础的内力计算比较复杂，从整体看，箱形基础 承受上部结构荷载和地基反力，在基础内产生整体弯曲应 力，可将箱基当做一空心厚板，用静力分析法计算任一截 面的弯矩和剪力，弯矩使顶板、底板轴向受压和受拉，剪 力由横墙或纵墙承受。 另一方面，箱形基础的顶底板会产生局部弯曲应力， 可将顶底板周边按四边固端的连续板计算内力。 基础的内力将随上部结构刚度的增加而减少。 目前工程上应用的是考虑上部结构刚度的影响，按不 同结构体系采用不同的分析方法。
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【要点】
本节阐述箱形基础受力特点及结构设计基本要求，着重介绍 箱形基础的构造要求及简化计算方法，分析箱形基础基底反力的 分布规律。 箱形基础具有刚度大、承载力高等优点，同时也存在对使 用功能影响大、设计施工复杂、材料用量大、经济性较差等不 足，因此，箱形基础比较适宜于用作软弱地基上的面积较小、 平面形状简单的重型建筑物的基础，同时一般可用作有特殊要 求的人防地下室（图6.4.1）。 箱形基础和桩组合，又可以组成桩箱基础，详第七章第九节。
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箱形基础的内力分析： 上部结构大致可分为框架、剪力墙、框剪和筒体四种 结构体系，可根据不同体系选择不同的计算方法，基本按 以下三种考虑：
（1）当上部结构为框架体系时，箱基内力应同时考虑 整体弯曲和局部弯曲两种作用；
（2）当上部结构为现浇剪力墙体系时，箱基内力仅考 虑局部弯曲计算； （3）当上部结构为框架—剪力墙体系时，箱基内力一 般只按局部弯曲计算。
由局部弯曲产生的弯矩应乘以0.8的折减系数，并叠加 到整体弯矩中去。
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箱形基础的内力分析： （1）上部结构等效刚度
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箱形基础设计包括： （1）确定箱形基础的埋置深度 （2）进行箱形基础的平面布置及构造设计 （3）根据箱形基础的平面尺寸验算地基承载力 （4）箱形基础的沉降和整体倾斜验算 （5）箱形基础内力分析及结构配筋
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箱形基础埋深选择： 作为高层建筑或重型建筑物的基础，为防止整体倾斜， 满足抗倾覆和抗滑稳定性要求，一定程度上依赖于箱形基 础的埋置深度和周围土体的约束作用，同时考虑箱基使用 功能的要求。一般最小埋深在3.0~5.0m，地震区埋深不宜 小于建筑物总高度的1/15。为确定合理的埋深应进行抗倾 覆性验算。 箱形基础的埋深比一般基础大得多，一方面有利于提 高承载力，另一方面会使基底附加压力值减小。（补偿性 基础）
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图6.4.1 箱形基础
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箱形基础的特点： （1）有很大的刚度和整体性，能有效的调整基础的不 均匀沉降，常用于上部结构荷载大、地基软弱且分布不均 匀的情况，当地基特别软弱且复杂时，可再用箱基下桩基 的方案。 （2）有较好的抗震效果，因为箱形基础将上部结构较 好地嵌固于基础，基础埋置的较深，因而可降低建筑物的 重心，从而增加建筑物的整体性。
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箱形基础的内力分析： 上部结构为框架体系时 由于上部结构刚度较小，箱基的整体弯矩比较明显， 箱基内力应同时考虑整体弯曲和局部弯曲作用。
在计算整体弯曲产生的弯矩时，将上部结构的刚度折 算成等效抗弯刚度，然后将整体弯曲产生的弯矩按基础刚 度占总刚度的比例分配到基础。 基底反力可参照基底反力系数法或其他有效方法确定。