摘 要：結(jié)合工程實例重點分析了帶地下車庫的多層建筑梁板式筏板基礎的設計方法，并利用工程師的實際經(jīng)驗進行分析和判斷，可供類似工程參考。

關鍵詞：梁板式筏板基礎；底板；錨桿；抗浮

隨著私家車的增多，停車難問題的嚴峻，在多層辦公樓及住宅的設計中，越來越多的要求多層樓房下做大型地下車庫。這就使常規(guī)的基礎設計變得復雜起來，要求設計人員在基礎設計中要考慮地下室大底板的作用及基礎設計中安全性和經(jīng)濟性的結(jié)合。

1 工程概況

溫州市鹿城區(qū)某辦公管理房，地上2層附帶地下一層車庫?？拐鹪O防烈度為6度，Ⅱ類場地。

上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑結(jié)構(gòu)抗震等級框架四級。地下一層車庫為一整體，面積為1928.1m2，不設置沉降縫。

地下一層，平時為車庫及設備用房，戰(zhàn)時為人防汽車庫?！?.000相當于黃海標高6.000m，地下室底板面標高為-6.330m.

2 工程地質(zhì)概況（見表1）

根據(jù)勘察報告所提供的土層數(shù)據(jù)，場地地下水位較高，綜合場地判別結(jié)果，本工程場地為不液化場地。該場地土類型為軟弱土，場地類別為Ⅱ類，局部地段為Ⅰ1類。

基礎持力層為第⑩-1或則⑩-3層凝灰?guī)r層，層頂高程為0.25～5.25m，揭露層厚0.40～14.20m，物理力學性質(zhì)較好，埋深適宜，可以作為建筑物的天然地基持力層。

3 基礎設計

3.1 基礎選型

該工程為地上二層，上部結(jié)構(gòu)荷載均勻，柱網(wǎng)布置規(guī)則，柱距為8m×8m，根據(jù)勘察成果綜合經(jīng)濟合理、實用可行考慮：采用梁板式筏板基礎，以⑩-2強風化凝灰?guī)r為持力層，基礎底全面進入持力層不少于0.5m，宜達到相對較完整的巖石，以滿足抗壓、抗滑、抗拔及地基穩(wěn)定性的要求。

3.2 基礎計算

3.2.1 基礎計算要求

當?shù)鼗帘容^均勻、地基壓縮層范圍內(nèi)無軟弱土層或可液化土層、上部結(jié)構(gòu)剛度較好，柱網(wǎng)和荷載較均勻、相鄰柱荷載及柱間距的變化不超過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時，筏形基礎可僅考慮局部彎曲作用（倒樓蓋計算）。筏形基礎的內(nèi)力，可按基底反力直線分布進行計算，計算是基底反力應扣除底板自重及其上填土的自重。當不滿足上述要求時，筏基內(nèi)力可按彈性地基梁板方法進行分析計算。（《建筑地基基礎設計規(guī)范》第8.4.14條）荷載應力求簡單，并進行必要的歸并。

3.2.2 基礎計算內(nèi)容

梁板式筏基底板應計算正截面受彎承載力，其厚度尚應滿足受沖切承載力、受剪切承載力的要求。（《建筑地基基礎設計規(guī)范》第8.4.11條）

（1）梁板式筏基底板受沖切承載力應按下式進行計算：

F1≦0.7βhpftumho

式中：F1——底板沖切設計值（kN）；

ho——基礎底板沖切破壞錐體的有效高度（m）；

ft——混凝土軸心抗拉強度設計值；

um——距基礎梁邊ho/2處沖切臨界截面的周長（m）。

（2）梁板式筏基雙向底板受剪承載力應按下式進行計算：

Vs≦0.7βhsft（ln2-2ho）ho

式中：Vs——底板剪力設計值（kN）；

βhs——受剪沖切承載力截面高度影響系數(shù)。

（3）梁板式筏基的基礎梁除了滿足正截面受彎及斜截面受剪承載力外，還應驗算底層柱下基礎梁頂面的局部受壓承載力。（《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》第6.6.1條）

F1≦1.35βcβlfcAin

式中：F1——局部受壓面上作用的局部荷載或局部壓力設計值（kN）；

fc——混凝土軸心抗壓強度設計值（kN）；

βc——混凝土強度影響系數(shù)；

Ain——混凝土局部受壓凈面積（m2）。

3.2.3 基礎計算注意

（1）有抗震設防要求的結(jié)構(gòu)，當?shù)叵乱粚咏Y(jié)構(gòu)頂板作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位時，嵌固處的底層框架柱下端截面組合彎距設計值應按《建筑抗震設計規(guī)范》的規(guī)定乘以與其抗震等級相應的增大系數(shù)。

（2）當梁板式筏基滿足基礎計算相關要求時，筏基的內(nèi)衣可按基底反力直線分布的連續(xù)梁計算，邊跨跨中彎距以及第一內(nèi)支座的彎距值乘以1.2的系數(shù)。

（3）在同一大面積整體筏板基礎上建多幢高層和低層建筑時，筏板厚度和配筋宜按上部結(jié)構(gòu)、基礎與地基土共同作用的基礎變形和基底反力計算確定。

3.3 基礎構(gòu)造要求

（1）筏形基礎的混凝土強度等級不應低于C30。當有地下室時，應采用防水混凝土，其抗?jié)B等級應根據(jù)《地下工程防水技術規(guī)范》確定，并不應小于P6。必要時宜設架空排水層，并做好防水處理。

（2）基礎梁寬度不宜過大，在滿足設計剪力不大于0.25βcfcbho的條件下，當柱寬不大于400時，梁寬可大于柱寬；當梁寬小于柱寬時，可將基礎梁在柱邊加腋以滿足構(gòu)造要求。墻柱的縱向受力鋼筋插入筏板中，并滿足錨固長度的要求。

（3）底部鋼筋應有1/2～1/3貫穿全跨，且鋼筋配筋率不應小于0.15%，頂部鋼筋按計算配筋全部貫穿。受力鋼筋最小直徑不宜小于12cm，間距不宜太大，一般可取150～200。

（4）梁板式筏形基礎角部基礎梁的縱向鋼筋，在基礎梁交接處應有足夠的錨固長度。

（5）剪力墻、地下室側(cè)墻的鋼筋應可靠地錨入基礎梁中。

（6）當滿足承載力要求時，筏形基礎的周邊不宜向外有較大的挑出擴大。懸臂板應上下配置鋼筋，雙向挑出的懸臂板，應在角部配放射附加鋼筋，直徑同邊跨受力鋼筋，間距不宜大于200mm.

（7）地下室底層柱、剪力墻與梁板式筏形基礎的基礎梁連接的構(gòu)造要求，柱、墻的邊緣至基礎梁邊緣的距離不應小于50mm。

（8）筏形基礎地下室施工完畢后，應及時進行基坑回填工作。回填時必須先清除基坑中的雜物，在相對的兩側(cè)或則四周同時回填并分層夯實。

3.4 筏板基礎的抗浮設計

3.4.1 抗浮措施的選取

目前國內(nèi)抗浮設計采用的方法有很多，主要包括盲溝疏水截排、壓重抗浮、抗拔錨樁和錨桿。盲溝疏水截排屬于主動抗浮，由于受諸多因素影響，該措施目前應用較少。而后兩種措施為被動抗浮，屬于抗力平衡型措施，為人們所熟識，被廣泛采用。其中壓重抗浮措施，即通過在地下車庫的基礎底板、防水板、地下室樓板或則頂板上設置重度較大的混凝土或則回填層來增加自重，從而達到平衡浮力的目的，為首選抗浮措施。但是雖然每1m厚混凝土的壓重能夠抵抗2.2m水浮力，但是增加的工程埋深也使浮力隨之增大，因此，當作用與地下建筑物水浮力比較大時，該措施不一定經(jīng)濟，此時采用抗拔樁或抗浮錨桿更合適。

抗拔樁主要是利用樁體自重和樁側(cè)阻力起抗浮作用，其抗浮能力和樁型、樁徑、樁長及周圍地質(zhì)條件有關，常用樁型為預制樁、沉管灌注樁和鉆孔灌注樁。由于抗拔樁直徑較大，樁多與柱子相連，使抗拔樁間距太大，需要較厚的底板才能抵抗浮力產(chǎn)生的附加彎距和剪力，因此抗拔樁多結(jié)合工程樁基采用，單純作為抗拔樁造價往往較高。

抗浮錨桿則是利用錨桿與砂漿組成的錨固體與巖石層的粘結(jié)力作為抗浮力。其造價低廉、施工技術簡單、布置靈活、錨固效率高、施工周期短等優(yōu)點，在許多工程中得到了應用，在多數(shù)條件下這一抗浮措施優(yōu)于壓重和抗浮樁方案。

本工程地下一層車庫，車庫頂由于綠化及人防要求設置室外1.0m的覆土，室內(nèi)0.8m的覆土，室內(nèi)外高差0.5m.柱網(wǎng)8m×8m。根據(jù)周邊道路標高及常年水位，抗浮計算中，取水位為黃海高程4.500m即室外標高-1.000m，作用于車庫基礎底面水浮力為52.5kPa，而結(jié)構(gòu)自重為48kPa，因此抗浮驗算不能滿足要求，需采取抗浮措施。結(jié)合本工程的基礎特點及地質(zhì)情況，最終采用錨桿抗浮措施。

3.4.2 抗浮錨桿的計算

目前對抗浮錨桿的計算和設計還沒有專門針對的規(guī)范可循，主要還是參照《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2011）8.6巖石錨桿基礎進行設計。工程持力層為強風化凝灰?guī)r和中分化凝灰?guī)r，巖石與錨固體粘結(jié)強度特征值分別為300kPa和500kPa。

本工程擬采用二級鋼筋直徑25mm，錨桿孔直徑為75mm，錨桿下端進入巖石的有效錨固長度為1100mm。在強風化凝灰?guī)r區(qū)域，以1.1m×1.1m方格網(wǎng)布置，單根錨桿抗拔承載力特征值為56kN，錨桿單根抗拔試驗的豎向極限承載力為112kN；在中風化凝灰?guī)r區(qū)域，以1.4m×1.4m方格網(wǎng)布置，單根錨桿抗拔承載力特征值為94kN，錨桿單根抗拔試驗的豎向極限承載力為188kN。施工前應進行錨桿抗拔試驗。

4 結(jié) 論

通過梁板式筏板基礎實例分析，得出以下幾點結(jié)論，值得進一步去探討：

（1）在設計計算中，應重視對筏板的簡化。

（2）在施工中，應注意筏板基礎中鋼筋的布置。

（3）抗浮措施中，關鍵是抗浮水位的取值和措施的選用。

（4）錨桿抗浮具有較多優(yōu)點，是一項具有較好的應用前景的技術措施。

參考文獻

[1]建筑地基基礎設計規(guī)范（GB50007-2011）.

[2]混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB50010-2010）.

[3]全國民用建筑工程設計技術措施結(jié)構(gòu)2003.

[4]建筑地基基礎設計方法及實例分析（第二版）.

作者簡介：陳書意（1979-），女，本科，中級工程師，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設計方面工作。