箱型基礎

箱型基礎

箱型基礎是由鋼筋混凝土的底板、頂板、側牆及一定數量的內隔牆構成封閉的箱體。它適用於作軟弱地基上的面積較小,平面形狀簡單,荷載較大或上部結構分布不均的高層重型建築物的基礎及對沉降有嚴格要求的設備基礎或特殊構築物,但混凝土及鋼材用量較多,造價也較高。但在一定條件下採用,如能充分利用地下部分,那么在技術上、經濟效益上也是較好的。

概念

箱型基礎是由鋼筋混凝土的底板、頂板、側牆及一定數量的內隔牆構成封閉的箱體,基礎中部可在內隔牆開門洞作地下室。這種基礎整體性和剛度都好,調整不均勻沉降的能力較強,可消除因地基變形使建築物開裂的可能性,減少基底處原有地基自重應力,降低總沉降量。

構造要求

1.箱型基礎為避免基礎出現過度傾斜,在平面布置上儘可能對稱,以減少荷載的偏心距,偏心距一般不宜大於0.1ρ(ρ為基礎底板面積抵抗矩對基礎底面積之比)。

2.箱型基礎高度一般取建築物高度的1/8~1/12,同時不宜小於其長度的1/18。

3.底、頂板的厚度應滿足柱或牆沖切驗算要求,根據實際受力情況通過計算確定。底板厚度一般取隔牆間距的1/10~1/8,約為30~100cm,頂板厚度約為20~40cm,內牆厚度不宜小於20cm,外牆厚度不應小於25cm。

4.基礎混凝土標號不宜低於C20,抗滲標號不宜低於S6。

5.為保證箱型基礎的整體剛度,對牆體的數量應有一定的限制,即平均每平方米基礎面積上牆體長度不得小於40cm,或牆體水平截面積不得小於基礎面積的1/10,其中縱牆配置量不得小於牆體總配置量的3/5。

尺寸要求

箱形基礎的平面尺寸,應根據工程地質條件、上部結構布置、地下結構底層平面及荷載分布等因素,按現行國家標準《高層建築筏形與箱形基礎技術規範》(JGJ 6—2011)的有關規定確定。當需要擴大底板面積時,宜優先擴大基礎的寬度。當採用整體擴大箱形基礎方案時,擴大部分的牆體應與箱形基礎的內牆或外牆連通成整體,且擴大部分牆體的挑出長度不宜大於地下結構埋入土中的深度。

(1)箱形基礎的內、外牆應沿上部結構柱網和剪力牆縱橫均勻布置,當上部結構為框架或框剪結構時,牆體水平截面總面積不宜小於箱基水平投影面積的1/12;當基礎平面長寬比大於4時,縱牆水平截面面積不宜小於箱形基礎水平投影面積的1/18。在計算牆體水平截面面積時,可不扣除洞口部分。

(2)箱形基礎的高度應滿足結構承載力和剛度的要求,不宜小於箱形基礎長度(不包括底板懸挑部分)的1/20,且不宜小於3m。

(3)箱形基礎的底板厚度應根據實際受力情況、整體剛度及防水要求確定,底板厚度不應小於400mm,且板厚與最大雙向板格的短邊淨跨之比不應小於1/14。底板除應滿足正截面受彎承載力的要求外,尚應滿足受沖切承載力的要求。

(4)箱形基礎的牆身厚度應根據實際受力情況、整體剛度及防水要求確定。外牆厚度不應小於250mm;內牆厚度不宜小於200mm。牆體內應設定雙面鋼筋。豎向和水平鋼筋的直徑均不應小於10mm,間距不應大於200mm。除上部為剪力牆外,內、外牆的牆頂處宜配置兩根直徑不小於20mm的通長構造鋼筋。

(5)箱基上的門洞宜設在柱間居中部位,洞邊至上層柱中心的水平距離不宜小於1.2m,洞口上過梁的高度不宜小於層高的1/5,洞口面積不宜大於柱距與箱形基礎全高乘積的1/6。牆體洞口周圍應設定加強鋼筋,洞口四周附加鋼筋面積不應小於洞口內被切斷鋼筋面積的一半,且不應少於兩根直徑為14mm的鋼筋,此鋼筋應從洞口邊緣處延長40倍鋼筋直徑。

(6)箱基頂板厚度不應小於200mm。

(7)底層柱與箱形基礎交接處,柱邊和牆邊或柱角和八字角之間的淨距不宜小於50mm,並應驗算底層柱下牆體的局部受壓承載力;當不能滿足時,應增加牆體的承壓面積或採取其他有效措施。

特點

箱型基礎具有以下特點:

(1)有很大的剛度和整體性,因而能有效的調整基礎的不均勻沉降,常用於上部荷載較大、地基軟弱且分布不均的情況,當地基特別軟弱且複雜時,可採用箱基下設樁基的方案。

(2)有較好的抗震效果,因為箱型基礎將上部結構較好的嵌固於基礎,基礎埋置得又較深,因而可降低建築物的重心,從而增加建築物的整體性。在地震區,對抗震、人防和地下室有要求的高層建築,宜採用箱型基礎。

(3)有較好的補償性,箱型基礎的埋置深度一般較大,基礎底面處的土自重應力和水壓力在很大程度上補償了由於建築物自重和荷載產生的基底壓力。如果箱型基礎有足夠埋深,使得基底土自重應力等於基底接觸壓力,從理論上講,基底附加壓力等於零,在地基中不會產生附加應力,因而也不會產生地基沉降,也不存在地基承載力問題,按照這種概念進行地基基礎設計的稱為補償性設計。但施工過程中,由於基坑開挖解除了土自重,使坑底發生回彈,當建造上部結構和基礎時,土體會因再度受壓而發生沉降,在這一過程中,地基中的應力發生一系列變化,因此,實際上不存在那種全部引起沉降和強度問題的理想情況,但如果能精心設計、合理施工,就能有效發揮箱基的補償作用。

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