梁板式筏板基础实例分析

摘 要：结合工程实例重点分析了带地下车库的多层建筑梁板式筏板基础的设计方法，并利用工程师的实际经验进行分析和判断，可供类似工程参考。

关键词：梁板式筏板基础；底板；锚杆；抗浮

随着私家车的增多，停车难问题的严峻，在多层办公楼及住宅的设计中，越来越多的要求多层楼房下做大型地下车库。这就使常规的基础设计变得复杂起来，要求设计人员在基础设计中要考虑地下室大底板的作用及基础设计中安全性和经济性的结合。

1 工程概况

温州市鹿城区某办公管理房，地上2层附带地下一层车库。抗震设防烈度为6度，Ⅱ类场地。

上部结构为现浇钢筋混凝土框架结构体系，建筑结构抗震等级框架四级。地下一层车库为一整体，面积为1928.1m2，不设置沉降缝。

地下一层，平时为车库及设备用房，战时为人防汽车库。±0.000相当于黄海标高6.000m，地下室底板面标高为-6.330m.

2 工程地质概况（见表1）

根据勘察报告所提供的土层数据，场地地下水位较高，综合场地判别结果，本工程场地为不液化场地。该场地土类型为软弱土，场地类别为Ⅱ类，局部地段为Ⅰ1类。

基础持力层为第⑩-1或则⑩-3层凝灰岩层，层顶高程为0.25～5.25m，揭露层厚0.40～14.20m，物理力学性质较好，埋深适宜，可以作为建筑物的天然地基持力层。

3 基础设计

3.1 基础选型

该工程为地上二层，上部结构荷载均匀，柱网布置规则，柱距为8m×8m，根据勘察成果综合经济合理、实用可行考虑：采用梁板式筏板基础，以⑩-2强风化凝灰岩为持力层，基础底全面进入持力层不少于0.5m，宜达到相对较完整的岩石，以满足抗压、抗滑、抗拔及地基稳定性的要求。

3.2 基础计算

3.2.1 基础计算要求

当地基土比较均匀、地基压缩层范围内无软弱土层或可液化土层、上部结构刚度较好，柱网和荷载较均匀、相邻柱荷载及柱间距的变化不超过20%，且梁板式筏基梁的高跨比或平板式筏基板的厚跨比不小于1/6时，筏形基础可仅考虑局部弯曲作用（倒楼盖计算）。筏形基础的内力，可按基底反力直线分布进行计算，计算是基底反力应扣除底板自重及其上填土的自重。当不满足上述要求时，筏基内力可按弹性地基梁板方法进行分析计算。（《建筑地基基础设计规范》第8.4.14条）荷载应力求简单，并进行必要的归并。

3.2.2 基础计算内容

梁板式筏基底板应计算正截面受弯承载力，其厚度尚应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。（《建筑地基基础设计规范》第8.4.11条）

（1）梁板式筏基底板受冲切承载力应按下式进行计算：

F1≦0.7βhpftumho

式中：F1——底板冲切设计值（kN）；

ho——基础底板冲切破坏锥体的有效高度（m）；

ft——混凝土轴心抗拉强度设计值；

um——距基础梁边ho/2处冲切临界截面的周长（m）。

（2）梁板式筏基双向底板受剪承载力应按下式进行计算：

Vs≦0.7βhsft（ln2-2ho）ho

式中：Vs——底板剪力设计值（kN）；

βhs——受剪冲切承载力截面高度影响系数。

（3）梁板式筏基的基础梁除了满足正截面受弯及斜截面受剪承载力外，还应验算底层柱下基础梁顶面的局部受压承载力。（《混凝土结构设计规范》第6.6.1条）

F1≦1.35βcβlfcAin

式中：F1——局部受压面上作用的局部荷载或局部压力设计值（kN）；

fc——混凝土轴心抗压强度设计值（kN）；

βc——混凝土强度影响系数；

Ain——混凝土局部受压净面积（m2）。

3.2.3 基础计算注意

（1）有抗震设防要求的结构，当地下一层结构顶板作为上部结构嵌固部位时，嵌固处的底层框架柱下端截面组合弯距设计值应按《建筑抗震设计规范》的规定乘以与其抗震等级相应的增大系数。

（2）当梁板式筏基满足基础计算相关要求时，筏基的内衣可按基底反力直线分布的连续梁计算，边跨跨中弯距以及第一内支座的弯距值乘以1.2的系数。

（3）在同一大面积整体筏板基础上建多幢高层和低层建筑时，筏板厚度和配筋宜按上部结构、基础与地基土共同作用的基础变形和基底反力计算确定。

3.3 基础构造要求

（1）筏形基礎的混凝土强度等级不应低于C30。当有地下室时，应采用防水混凝土，其抗渗等级应根据《地下工程防水技术规范》确定，并不应小于P6。必要时宜设架空排水层，并做好防水处理。

（2）基础梁宽度不宜过大，在满足设计剪力不大于0.25βcfcbho的条件下，当柱宽不大于400时，梁宽可大于柱宽；当梁宽小于柱宽时，可将基础梁在柱边加腋以满足构造要求。墙柱的纵向受力钢筋插入筏板中，并满足锚固长度的要求。

（3）底部钢筋应有1/2～1/3贯穿全跨，且钢筋配筋率不应小于0.15%，顶部钢筋按计算配筋全部贯穿。受力钢筋最小直径不宜小于12cm，间距不宜太大，一般可取150～200。

（4）梁板式筏形基础角部基础梁的纵向钢筋，在基础梁交接处应有足够的锚固长度。

（5）剪力墙、地下室侧墙的钢筋应可靠地锚入基础梁中。

（6）当满足承载力要求时，筏形基础的周边不宜向外有较大的挑出扩大。悬臂板应上下配置钢筋，双向挑出的悬臂板，应在角部配放射附加钢筋，直径同边跨受力钢筋，间距不宜大于200mm.

（7）地下室底层柱、剪力墙与梁板式筏形基础的基础梁连接的构造要求，柱、墙的边缘至基础梁边缘的距离不应小于50mm。

（8）筏形基础地下室施工完毕后，应及时进行基坑回填工作。回填时必须先清除基坑中的杂物，在相对的两侧或则四周同时回填并分层夯实。

3.4 筏板基础的抗浮设计

3.4.1 抗浮措施的选取

目前国内抗浮设计采用的方法有很多，主要包括盲沟疏水截排、压重抗浮、抗拔锚桩和锚杆。盲沟疏水截排属于主动抗浮，由于受诸多因素影响，该措施目前应用较少。而后两种措施为被动抗浮，属于抗力平衡型措施，为人们所熟识，被广泛采用。其中压重抗浮措施，即通過在地下车库的基础底板、防水板、地下室楼板或则顶板上设置重度较大的混凝土或则回填层来增加自重，从而达到平衡浮力的目的，为首选抗浮措施。但是虽然每1m厚混凝土的压重能够抵抗2.2m水浮力，但是增加的工程埋深也使浮力随之增大，因此，当作用与地下建筑物水浮力比较大时，该措施不一定经济，此时采用抗拔桩或抗浮锚杆更合适。

抗拔桩主要是利用桩体自重和桩侧阻力起抗浮作用，其抗浮能力和桩型、桩径、桩长及周围地质条件有关，常用桩型为预制桩、沉管灌注桩和钻孔灌注桩。由于抗拔桩直径较大，桩多与柱子相连，使抗拔桩间距太大，需要较厚的底板才能抵抗浮力产生的附加弯距和剪力，因此抗拔桩多结合工程桩基采用，单纯作为抗拔桩造价往往较高。

抗浮锚杆则是利用锚杆与砂浆组成的锚固体与岩石层的粘结力作为抗浮力。其造价低廉、施工技术简单、布置灵活、锚固效率高、施工周期短等优点，在许多工程中得到了应用，在多数条件下这一抗浮措施优于压重和抗浮桩方案。

本工程地下一层车库，车库顶由于绿化及人防要求设置室外1.0m的覆土，室内0.8m的覆土，室内外高差0.5m.柱网8m×8m。根据周边道路标高及常年水位，抗浮计算中，取水位为黄海高程4.500m即室外标高-1.000m，作用于车库基础底面水浮力为52.5kPa，而结构自重为48kPa，因此抗浮验算不能满足要求，需采取抗浮措施。结合本工程的基础特点及地质情况，最终采用锚杆抗浮措施。

3.4.2 抗浮锚杆的计算

目前对抗浮锚杆的计算和设计还没有专门针对的规范可循，主要还是参照《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）8.6岩石锚杆基础进行设计。工程持力层为强风化凝灰岩和中分化凝灰岩，岩石与锚固体粘结强度特征值分别为300kPa和500kPa。

本工程拟采用二级钢筋直径25mm，锚杆孔直径为75mm，锚杆下端进入岩石的有效锚固长度为1100mm。在强风化凝灰岩区域，以1.1m×1.1m方格网布置，单根锚杆抗拔承载力特征值为56kN，锚杆单根抗拔试验的竖向极限承载力为112kN；在中风化凝灰岩区域，以1.4m×1.4m方格网布置，单根锚杆抗拔承载力特征值为94kN，锚杆单根抗拔试验的竖向极限承载力为188kN。施工前应进行锚杆抗拔试验。

4 结 论

通过梁板式筏板基础实例分析，得出以下几点结论，值得进一步去探讨：

（1）在设计计算中，应重视对筏板的简化。

（2）在施工中，应注意筏板基础中钢筋的布置。

（3）抗浮措施中，关键是抗浮水位的取值和措施的选用。

（4）锚杆抗浮具有较多优点，是一项具有较好的应用前景的技术措施。

参考文献

[1]建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）.

[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2010）.

[3]全国民用建筑工程设计技术措施结构2003.

[4]建筑地基基础设计方法及实例分析（第二版）.

作者简介：陈书意（1979-），女，本科，中级工程师，主要从事建筑结构设计方面工作。