淺談筏板基礎的簡化計算方法

劉 溯

(大連熱電工程設計有限公司，遼寧 大連 116021)

淺談筏板基礎的簡化計算方法

劉 溯

(大連熱電工程設計有限公司，遼寧 大連 116021)

筏型基礎又叫笩板型基礎，即滿堂基礎。筏板基礎的厚度由抗沖切和抗剪強度確定，同時要滿足抗滲要求，局部柱距及柱荷載較大時，可在柱下板底加墩或設置暗梁且配置抗沖切箍筋，來增加板的局部抗剪切能力，避免因少數柱而將整個筏板加厚。

懸臂法 倒樓蓋法 柔性基礎簡化計算法 彈簧地基梁法 彈性地基板法 有限子結構法

筏型基礎又叫笩板型基礎，即滿堂基礎。是把柱下獨立基礎或者條形基礎全部用聯系梁聯系起來，下面再整體澆注底板。由底板、梁等整體組成。建筑物荷載較大，地基承載力較弱，常采用砼底板，承受建筑物荷載，形成筏基，其整體性好，能很好的抵抗地基不均勻沉降。筏板基礎分為平板式筏基和梁板式筏基，平板式筏基支持局部加厚筏板類型；梁板式筏基支持肋梁上平及下平兩種形式。一般說來地基承載力不均勻或者地基軟弱的時候用筏板型基礎。而且筏板型基礎埋深比較淺，甚至可以做不埋深式基礎。基礎的簡化計算方法如下：

1.懸臂法

方法概述——就是傳統的墻下鋼混條基計算法。

計算特點——假定基底土反力為均勻分布，為了減小基底壓力使之滿足軟弱地基承載力的要求而將基底加寬到互相連通的程度，但不作為連續的整板去分析。

方法缺點——基礎寬度加大后，基底土的反力分布實際上是不均勻的。計算時，基底已經連成了一體卻不考慮其連續性，因此很不合理，計算的結果是不經濟的。

2.倒樓蓋法

方法概述——假定筏板為一塊倒置于地基上的連續板，由縱橫墻支承。

計算特點——假定基底土反力為均勻分布，按普通的樓蓋計算。

方法缺點——考慮了筏板的整體性，計算結果較懸臂法經濟。但此法仍然沒有考慮到基底土的反力分布實際上是不均勻的，所以各墻支座處所算得的負彎矩偏小，甚至出現小于實際彎矩而偏于不安全。

3.柔性基礎簡化計算法

方法概述——將在柱荷載作用下的十字交叉條形基礎簡化為各條單向連續條形基礎的計算方法。

計算特點——將柱荷載的總值先按兩個方向交叉連續的條形基礎（板）的剛度比值進行分配以作為各向的柱荷載，然后分別按單向連續條形基礎（板）計算。

方法缺點——此方法的一般假定為基底反力是按線性分布的，柱下最大，跨中最小，計算結果較倒樓蓋法還要經濟。但該方法只適用于柱下十字交叉條形基礎和柱下筏板基礎的簡化計算，不適用于橫墻承重的筏板基礎。

4.彈簧地基梁法

方法概述——假定筏板沿橫向被截分為單位寬的條板，置于文克爾假設的彈簧低級上，并假定板底面任一點的單位壓力p與地基沉降S成正比，即p=kS。

計算特點——條板按受有一組橫墻集中荷載作用的無限長梁計算。由于地基沉降S與基礎撓度y接觸協調相等，有p(x)=kS=ky.

方法缺點——同文克爾彈簧地基法假設。

5.彈性地基板法

方法概述——以雙向受力的彈性地基板理論為依據來分析筏板的內力和變形。

計算特點——假設筏板置于文克爾彈簧地基上，并將不埋筏板四周邊梁埋板的作用歸結為：不產生剪力、有約束彎矩、撓度不等于零、轉角等于零的半自由邊界條件，從而推導出彈性曲面的撓度方程式，建立配筋彎矩的計算公式。

方法缺點——夸大了實際淺埋邊梁的邊固作用，且與一般彈性地基梁、板理論的缺陷一樣，只考慮地基與基礎的協調變形工作，而實際上，上部結構剛度的影響是不能忽略的。

6.有限子結構法

此方法是將整塊筏板視做一根梁，整幢上部結構視做一個鉸接于筏板的壁式框架（窗間墻視為框架柱、窗上墻視為框架梁），整個地基視做一組彈簧支座，上部結構和筏板支承在這組彈簧地基上。在此假設下，可借助子結構法解得整個上部結構在筏板接口處的剛度，運用有限元法求解筏板考慮上部結構與地基、基礎共同工作的整體彎曲內力和地基反力，再以彈簧地基梁法解筏板的局部彎曲內力。

筏板基礎厚度的確定，筏板基礎的厚度由抗沖切和抗剪強度確定，同時要滿足抗滲要求，局部柱距及柱荷載較大時，可在柱下板底加墩或設置暗梁且配置抗沖切箍筋，來增加板的局部抗剪切能力，避免因少數柱而將整個筏板加厚。除強度驗算控制外，還要求筏板基礎有較強的整體剛度。一般經驗是筏板的厚度按地面上樓層數估算，每層約需板厚50mm～80mm。本工程塔樓地上21層，筏板厚度為1100mm；部分軸力較大的柱，柱下板底加墩，柱墩厚度為1600mm。

7.彈性理論截條法

方法概述——將筏板橫向截分為單位寬的條板并置于均質半空間彈性地基上。

計算特點——由于積分上的困難，基底地基反力與沉降之間的關系很難用解析函數表達。目前是利用郭爾布諾夫-波薩多夫的《彈性地基上結構物的計算》中的計算表格來簡化計算。

方法缺點——雖然克服了文克爾彈簧地基法假設的基本缺點，具有能夠擴散應力和變形的優點，但是，它的擴散能力往往超過實際情況。由于計算所得的沉降量和地表沉降范圍較實測值為大，而實際地基壓縮層厚度是有限的，壓縮層范圍內土質往往是非均質的，即使是同一種土層組成，變形參數也有隨深度而增長的情況。按半空間彈性理論所得的地基反力分布一般呈馬鞍形和集中在梁端和板的邊緣處，這是半空間彈性理論所算得的梁板彎矩大的主要原因。

平板式筏基內筒下的板厚應滿足受沖切承載力的要求，并應符合下列規定：

1 受沖切承載力應按下式進行計算：

式中：Fl——相應于作用的基本組合時，內筒所承受的軸力設計值減去內筒下筏板沖切破壞錐體內的基底凈反力設計值（kN）。

um——距內筒外表面h0/2處沖切臨界截面的周長（m）

h0——距內筒外表面h0/2處筏板的截面有效高度（m）

η——內筒沖切臨界截面周長影響系數，取1.25。

2 當需要考慮內筒根部彎矩的影響時，距內筒外表面h0/2處沖切臨界截面的最大剪應力可按公式計算，此時τmax≤0.7βhpft/η。

[1] 建筑地基基礎設計規范（GB50007-2011） 中國建筑工業出版社，2011．

[2]建筑地基處理規范（JGJ79-2012） 中國建筑工業出版社，2012．

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1007-6344（2015）05-0311-01