浅谈筏板基础的简化计算方法

2015-06-28刘溯

四川水泥 2015年5期

关键词：内筒筏板基底

刘溯

(大连热电工程设计有限公司，辽宁大连 116021)

浅谈筏板基础的简化计算方法

刘溯

(大连热电工程设计有限公司，辽宁大连 116021)

筏型基础又叫笩板型基础，即满堂基础。筏板基础的厚度由抗冲切和抗剪强度确定，同时要满足抗渗要求，局部柱距及柱荷载较大时，可在柱下板底加墩或设置暗梁且配置抗冲切箍筋，来增加板的局部抗剪切能力，避免因少数柱而将整个筏板加厚。

悬臂法倒楼盖法柔性基础简化计算法弹簧地基梁法弹性地基板法有限子结构法

筏型基础又叫笩板型基础，即满堂基础。是把柱下独立基础或者条形基础全部用联系梁联系起来，下面再整体浇注底板。由底板、梁等整体组成。建筑物荷载较大，地基承载力较弱，常采用砼底板，承受建筑物荷载，形成筏基，其整体性好，能很好的抵抗地基不均匀沉降。筏板基础分为平板式筏基和梁板式筏基，平板式筏基支持局部加厚筏板类型；梁板式筏基支持肋梁上平及下平两种形式。一般说来地基承载力不均匀或者地基软弱的时候用筏板型基础。而且筏板型基础埋深比较浅，甚至可以做不埋深式基础。基础的简化计算方法如下：

1.悬臂法

方法概述——就是传统的墙下钢混条基计算法。

计算特点——假定基底土反力为均匀分布，为了减小基底压力使之满足软弱地基承载力的要求而将基底加宽到互相连通的程度，但不作为连续的整板去分析。

方法缺点——基础宽度加大后，基底土的反力分布实际上是不均匀的。计算时，基底已经连成了一体却不考虑其连续性，因此很不合理，计算的结果是不经济的。

2.倒楼盖法

方法概述——假定筏板为一块倒置于地基上的连续板，由纵横墙支承。

计算特点——假定基底土反力为均匀分布，按普通的楼盖计算。

方法缺点——考虑了筏板的整体性，计算结果较悬臂法经济。但此法仍然没有考虑到基底土的反力分布实际上是不均匀的，所以各墙支座处所算得的负弯矩偏小，甚至出现小于实际弯矩而偏于不安全。

3.柔性基础简化计算法

方法概述——将在柱荷载作用下的十字交叉条形基础简化为各条单向连续条形基础的计算方法。

计算特点——将柱荷载的总值先按两个方向交叉连续的条形基础（板）的刚度比值进行分配以作为各向的柱荷载，然后分别按单向连续条形基础（板）计算。

方法缺点——此方法的一般假定为基底反力是按线性分布的，柱下最大，跨中最小，计算结果较倒楼盖法还要经济。但该方法只适用于柱下十字交叉条形基础和柱下筏板基础的简化计算，不适用于横墙承重的筏板基础。

4.弹簧地基梁法

方法概述——假定筏板沿横向被截分为单位宽的条板，置于文克尔假设的弹簧低级上，并假定板底面任一点的单位压力p与地基沉降S成正比，即p=kS。

计算特点——条板按受有一组横墙集中荷载作用的无限长梁计算。由于地基沉降S与基础挠度y接触协调相等，有p(x)=kS=ky.

方法缺点——同文克尔弹簧地基法假设。

5.弹性地基板法

方法概述——以双向受力的弹性地基板理论为依据来分析筏板的内力和变形。

计算特点——假设筏板置于文克尔弹簧地基上，并将不埋筏板四周边梁埋板的作用归结为：不产生剪力、有约束弯矩、挠度不等于零、转角等于零的半自由边界条件，从而推导出弹性曲面的挠度方程式，建立配筋弯矩的计算公式。

方法缺点——夸大了实际浅埋边梁的边固作用，且与一般弹性地基梁、板理论的缺陷一样，只考虑地基与基础的协调变形工作，而实际上，上部结构刚度的影响是不能忽略的。

6.有限子结构法

此方法是将整块筏板视做一根梁，整幢上部结构视做一个铰接于筏板的壁式框架（窗间墙视为框架柱、窗上墙视为框架梁），整个地基视做一组弹簧支座，上部结构和筏板支承在这组弹簧地基上。在此假设下，可借助子结构法解得整个上部结构在筏板接口处的刚度，运用有限元法求解筏板考虑上部结构与地基、基础共同工作的整体弯曲内力和地基反力，再以弹簧地基梁法解筏板的局部弯曲内力。

筏板基础厚度的确定，筏板基础的厚度由抗冲切和抗剪强度确定，同时要满足抗渗要求，局部柱距及柱荷载较大时，可在柱下板底加墩或设置暗梁且配置抗冲切箍筋，来增加板的局部抗剪切能力，避免因少数柱而将整个筏板加厚。除强度验算控制外，还要求筏板基础有较强的整体刚度。一般经验是筏板的厚度按地面上楼层数估算，每层约需板厚50mm～80mm。本工程塔楼地上21层，筏板厚度为1100mm；部分轴力较大的柱，柱下板底加墩，柱墩厚度为1600mm。

7.弹性理论截条法

方法概述——将筏板横向截分为单位宽的条板并置于均质半空间弹性地基上。

计算特点——由于积分上的困难，基底地基反力与沉降之间的关系很难用解析函数表达。目前是利用郭尔布诺夫-波萨多夫的《弹性地基上结构物的计算》中的计算表格来简化计算。

方法缺点——虽然克服了文克尔弹簧地基法假设的基本缺点，具有能够扩散应力和变形的优点，但是，它的扩散能力往往超过实际情况。由于计算所得的沉降量和地表沉降范围较实测值为大，而实际地基压缩层厚度是有限的，压缩层范围内土质往往是非均质的，即使是同一种土层组成，变形参数也有随深度而增长的情况。按半空间弹性理论所得的地基反力分布一般呈马鞍形和集中在梁端和板的边缘处，这是半空间弹性理论所算得的梁板弯矩大的主要原因。

平板式筏基内筒下的板厚应满足受冲切承载力的要求，并应符合下列规定：