箱型基础
箱形基础的特点和施工流程
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第五章 筏形与箱形基础
箱形基础 的组成
箱形基础的 布置
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箱形基础的特点 （1）有很大的刚度和整体性，能有效的调整基础的不均 匀沉降，常用于上部结构荷载大、地基软弱且分布不均的 情况，当地基特别软弱且复杂时，可再用箱基下桩基的方 案。
4
肋梁可设在板下使地坪自然 形成，且较经济，但施工不方便 。肋梁也可设在板的上方，施工 方便，但要架空地坪。
布置纵横向肋梁时，应使其 交点位于柱下。
肋梁向下突出，断面可做成 梯形，施工时利用土模浇注混凝 土。
通常采用肋梁向上突出的形 式。
肋梁
填土或低标号混 凝土或盖板
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第二节 筏形基础的设计原则和构造
筏板悬臂长度，横向不宜大于1000mm，纵向不宜大 于600mm。如采用不埋式筏板，四周必须设置联连梁。
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第三节 筏形基础内力的简化计算
❖筏形基础的受力特点 合理确定基底反力分布是问题的关键。 在工程实际中，筏形基础的计算常采用简化方法，
即假设基础为绝对刚性、基底反力按直线分布，并按静 力学的方法确定。
第五章 筏形与箱形基础
第一节 筏形基础的类型与特点
上部结构荷载较大，地基承载力较低，采用一般基础 不能满足要求，可将基础扩大成支承整个建筑物结构的大 钢筋混凝土板，即成为筏形基础或称为筏板基础。
筏形基础的优点： （1）能减少地基土的单位面积压力，提高地基承载力 （2）增强基础的整体刚性，调整不均匀沉降
多跨连续双向板计算。纵 向肋及横向肋可按多跨 连续梁计算。
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右图所示的筏形基础， 在柱网单元中布置了次肋， 次肋的间距也较小。筏基梁 板的内力可采用平面肋形楼 盖的算法。筏基底板按单向 多跨连续板计算。
柱下条形基础、筏形基础和箱形基础
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地基的柔度矩阵和刚度矩阵
1、柔度矩阵和刚度矩阵的概念
把整个地基上的荷载面积划分为m个矩形网格，在任意网格j的中 点作用着集中荷载Rj ，整个荷载面积反力列向量 {R}和位移列向 量{s}的关系如下:
{s} [ f ]{R}
或：
式中：[f]为地基柔度矩阵， [Ks]为地基刚度矩阵，
[ K s ] {s} {R}
2 可由基础工作状态的现场实测结果验证模型理论分析的准确性和 可靠性。
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1、地基抗力系数k的确定
（一）由荷载板试验结果确定
根据宽度为300mm正方形荷载板试验的荷载p～沉降s曲线，从而可得到荷载板 下的基床系数kp为：
kp
p 2 p1 s 2 s1
式中： p2和p1分别为基底处的计算压力和土的自重压力。 注意： 由于地基抗力系数不是一个常数，除了与地基土的性质有关外，通常 与基础底面积的大小与性状、基础埋置深度、基础刚度以及荷载作用时间等 因素有关。由上式计算的抗力系数一般不能直接用于实际计算，需进行基础 大小、形状和埋深修正。 19
线性弹性地基模型
基本假定：地基土应力应变为直线关系，可用虎克定律表示：
De ＝
式中：
{ } ＝ { x y z xy yz zx }T
1
0 0 0 1 2 2
{} ＝ { x y
第三章 柱下条形基础、筏形基础和箱形基础
二、柱下条形基础的构造
l0宜为边跨柱 距1/4
顶部钢筋全部通长 部置
H0计算确定，宜为 柱距1/8-1/4。
底部钢筋不少 1/3通长部置
b0抗剪条件确定， 混凝土：基础 C20垫层C10 箍筋6-12mm H0<350, 2肢箍 350-800, 4肢箍 >800, 6肢箍
第三章 柱下条形基础、筏形和箱形基础
特点：整体抗弯刚度较大，因而具有调整不均匀沉降的能力；基底压 力较均匀；造价高于扩展基础。 常用作软弱地基或不均匀地基上框架或排架结构的基础。
(a)
倒T形
肋梁 翼板
(b)
b截面
a截面 柱下条形基础 图2-6 柱下条形基础 (a)等截面条形基础 (b)局部扩大条形基础 (a）等截面的 （b）柱位处加腋的
（二）构造要求
翼 板 厚 ≥ 200mm ， <250mm 时等厚； >250mm 变厚 i≤1.3 ； 柱荷较大时在柱位处加腋； 板宽按地基承载力定。 肋梁高由计算确定，初估可 取柱距的 1/8 ～ 1/4 ，肋宽由 截面抗剪确定 两端宜伸出柱边，外伸悬臂 长l0宜为边跨柱距的1/4
深开挖等问题，且箱基的地下空间利用不灵活
适用于规模大、层数多、结构和地基条件较为复杂的工程。
4.1.2 上部结构、基础与地基的共同作用
上部结构、地基和基础是建筑体系中的三个有机组成部分。
在荷载的作用下，三者不但要保持力的平衡，在变形上也必须协
调一致。 基础的变形情况对地基反力有重要影响，例如对于绝对刚性
状态对于地基反力的分布有重要影响，故不应采用常规方 法设计。在实际工作中，为了简化计算，对大量建筑物通
常采用“构造为主，计算为辅”的原则，采用简化方法进
行设计，即计算时只考虑地基和基础的共同作用，而在构 造措施上体现整个系统共同作用的特点。
上部结构通过墙、柱与基础相连结，基础底面直接与地 基相接触，散着组成一个完整的体系，在接触处既传递荷 载，又相互约束和相互作用。若将三者在界面处分开，则 不仅各自要满足静力平衡条件，还必须在界面处满足变形 协调、位移连续条件。它们之间相互作用的效果主要取决 于它们的刚度。
第三章柱下条形基础筏形和箱形基础
3. 当上部结构对基础沉降比较敏感，有可能产生较大的次应 力或影响使用功能时。
3.柱下条形基础、筏形和箱形基础
筏形基础
定义：是指柱下或墙下连续的平板式或梁板式钢筋
✓ 有限长梁解答
✓ 短梁（刚性梁）
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第3章 柱下条形基础、筏形和箱形基础
无限长梁的解答
1. 微分方程式
EI
d 2w dx2
M
上式连续对坐标x取两次导数，得
EI d 4w d 2M bp q
dx4
dx2
对没有分布荷载作用的梁段
d4w d2M EI dx4 dx2 bp
（3－9） （3－10）
右侧截面有M
M 0
/
2, 得C4
M02
/
kb,于是有
w M 0 2 ex sin x
kb
对x求一阶、二阶、三阶导数，得
w
M 0 2
kb
Bx
,
M 0 3
kb
Cx, M
M0 2
Dx ,V
M0
2
Ax
第3章 柱下条形基础、筏形和箱形基础
计算承受若干个集中荷载的无限长梁上任意截面的内力，可 分别计算各荷载单独作用时在该截面引起的效应，然后叠加得到 共同作用下的总效应。
与该点竖向位移s成正比 p k s
k—地基抗力系数或基床系数，kN/m3，可查表1-12及1-13(P.25)
微分方程及其解答 (a)
O
控制 方程
d 4w dx 4
4
4w
0
x dx q
q
(b)
x
V
V+dV
M
高层建筑箱形基础计算
高层建筑箱形基础计算工程概况：某12层商业住宅楼，纵向14节间。
基础采用C20砼，Es=1.6×107（KN/㎡）。
框架梁、板、柱均采用C30砼，Eb=3.0×107（KN/㎡）。
上部结构梁截面为250mm ×450mm，柱截面为500mm×500mm。
每榀框架轴力中柱为边柱的2倍。
柱列荷重：P 1=3.01×103KN；P2=6.05×103KN；P3=7.2×103KN；P4=7.15×103KN；P5=6.03×103KN；P 6=6.0×103KN；P7=6.03×103KN；P8=6.35×103KN；箱基自重：G=2.12×104 KN。
基础选型：由于上部结构宽度较大，地处城市之中，充分考虑地下空间的利用，所以采用箱形基础。
地质条件图如下：结构图如下：1、承载力验算基础以上土的加权平均重度：2m 5.6181910 6.35 5.616.94KN/m )6.35γ⨯+-⨯-==（）（）（地基承载力特征值的修正：a 2(3)(0.5)1500.39(63) 1.516.94(6.350.5)306.75KN/m )ak b d m f f b d ηγηγ=+-+-=+⨯⨯-+⨯⨯-=（ 基地平均反力：4178422(.......)8.98310(8.983 2.216)10164.09(/)54.612.5F P P P KNG F P KN m A ∑=⨯+++=⨯+∑+⨯===⨯ 306.75196.9 1.2a f P =>= 所以满足要求。
因为柱排列和荷载对称，M x =M y =0，所以地基承载力满足要求。
沉降量计算：ni i 1k i 10iS=P b E σση-=-∑Z n =(Z m +ξb)β =（12.7+0.6*12.5）*0.6=12.12 查表得 η=0.9S=164.09*12.5*0.9*（0.006+0.004+0.002）=22.15mm ，符合规范要求。
第7章 箱形基础
(1) 非震区 对软土地区，尚应按下列荷载组合，并满足如下要求：
当恒荷载与活荷载组合而无风荷载时
Pk max 1.1 fa Pk max Pk min 1.22
当风荷载与恒荷载及其他活荷载组合时
Pk max 1.2 fa
Pk max Pk min 1.22
以上两种荷载下的组合要求相应于限制偏心距e 。
若箱形基础为矩形平面，可把箱形基础简化为工字形等代梁，
工字形截面上下、翼缘宽度分别为箱形基础顶板、底板宽度，腹板 厚度为在弯曲方向墙体厚度之和，梁高即箱形基础高度，在上部结
构传来的荷载作用下，按弹性地基梁计算基底反力。
（3） 地基反力系数法
对软土地区，基底纵向反力曲线一般呈马鞍形状，中间平缓，反 力最大峰值在基础端部1/9—1/8房屋长度处，最大值约为平均值的 1.06—1.43倍。
3 墙体
箱形基础外墙沿建筑物周边布置，内墙沿上部结构的柱网或剪 力墙位置纵横均匀布置，以利于荷载直接传递，纵横墙宜均匀分布， 避免偏置或过分集中。
为保证箱基有足够的刚度，墙必须有一定数量。墙体水平截面 总面积不宜小于箱形基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/10。对 于长宽比大于4的箱基，其纵墙水平截面积不宜小于箱形基础外墙外 包尺寸的水平投影面积的1/18。
1 ~ 1 b
200 150 100H g
对于地震烈度大于或等于8度、中软或软弱地基土上的建筑可采 用上限1/200；
对于地震烈度在8度以下、中硬或坚硬地基土上的建筑可采用下 限1/150；
7.4 基底反力计算
设计箱形基础时，应根据地基条件和上部结构荷载的大小，选
择合理的平面尺寸、结构高度以及各部分墙与板的布局和厚度，然后 计算箱形基础的内力和配筋。
第2章柱下条基筏板基础和箱型基础
弹性半空间地基模型考虑到基底各点的沉 降不仅与该点的压力大小有关，而且还与其他 各点有关，因而它比文克勒地基模型更进一步。 但是，由于地基土不是理想的、均质的、各向 同性的弹性体，地基压缩层的厚度是有限的， 因而导致这种地基模型的应力扩散能力往往超 过地基的实际情况。实践表明，按弹性半空间 地基模型计算的结果，基础的位移和基础内力 都偏大。
R1
R2
s
si
[
]
i1
i2
ij
in
R
R
j
sn
n1 n2 nn
Rn
一、文克勒(Winkler)地基模型
❖ 1867年，捷克工程师E·文克勒(Winkler)提出了土 体表面任一点的压力强度与该点的沉降成正比的 假设，即：
p ks
式中 p—— 土体表面某点单位面积上的压力，kN／m2 s —— 相应于某点的竖向位移，m k—— 基床系数，kN／m3
文克勒假设的实质
P(ζ、η)
dξ ξ
dξ
η dη
b η dη
M(x.y) 0
(a)
j
p c (b)
图2-6 弹性半空间体表面的位移计算
(a)任意分布荷载；(b)矩形均布荷载
i ξ
当弹性半空间体表面作用任意分布荷载P （ξ,η）时，地基表面任一点M（x，y）的竖向位 移可以由式（2-2）积分而得，其表达式为：
s(x,
随着高层、超高层建筑的出现，筏板基础与它 基础联合，如与桩基础联合形成桩筏基础，已被 广泛使用。
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（2）.适用范围
软弱地基上面积较小，平面形状简单，荷载较大 或上部结构分布不均匀的的高层建筑
高层框架结构，剪力墙结构和框剪结构
框剪结构
（3）.缺点 工期较长，造价较高 隔墙太多，地下空间利用受限
3.箱形基础的构造要求 （1）基础平面布置和尺寸
板500m以下处。当有可能产生流砂现象时，要采取井点降水措 施，停止降水后，还应验算基础抗浮稳定系数，系数不宜小于 1.1。在采用机械开挖基坑时，应在基坑底面以上保留200-400m 的土层，用以人工挖除设和混凝土浇筑 ◎基础的底板，内外墙和顶板的支模和浇筑，可采取内外墙和
（2）顶、底板厚度
板厚应满足墙柱的冲切验算要求
◎底板厚度值：不应小于300mm，一般取隔 墙间距的1/8-1/10，约300-1000mm，板厚与最 大双向板区格短边比不小于1/14
◎顶板厚度值：不应小于200mm，一般取值 200-400mm为宜，但应能承受整体弯曲产生的 压力。当考虑上部结构嵌固在箱基顶板上时，顶 板厚不宜小于200mm
（5）基础配筋
◎顶、底板配筋:不宜小于
◎墙体内应设置双面钢筋。竖向和水平钢筋直 径不应小于12mm，间距不应大于300mm。内外 墙顶处应配置直径不小于20mm的通长钢筋
（6）材料要求
箱基的混凝土强度等级不应低于C20 。采用 防水混凝土时，抗渗等级不宜小于0.6MPa
3.施工工序
(1)钢筋绑扎工艺流程
◎对于超厚超长的钢筋混凝土结构（实体最小尺寸大于或等于 1m），在浇筑前应进行裂缝控制计算
◎基础施工完毕后，应及时回填土
谢谢
箱形基础
1.箱型基础的定义
由钢筋混凝土地板、顶板、侧墙及一定数量 的内隔墙构成的封闭的箱体。
2.箱形基础的优缺点和适用范围 （1）.优点
刚度大，整体性好，传力均匀 适应软硬不均的地基，有效降低不均匀沉降以及
调整基底反力 补偿性基础，减轻地基负荷和沉降 基础外墙与土壁摩擦力大，阻尼作用强，利于抗
顶板分次支模浇筑施工
◎底板、顶板与外墙的水平施工缝应设在底板顶面以上及顶板 度面以下30-50CM为宜，接缝宜设钢板等止水措施；底板与内墙 的施工缝可设在底板与内墙交接处，而顶板与内墙的施工缝，位 置应视剪力墙拖筋的长短而定，一般100CM以内即可。
◎底板，内外墙和顶板宜连续浇筑 ，但当基础长度超过40m 时，应设置贯通后浇带，带宽不宜小于800mm，后浇带处钢筋 应贯通。在顶板浇筑后隔28天以上，用微膨胀细石混凝土灌注密 实，并加以养护
◎基础总体形状尽量做到对称，以减少荷载偏心距， 防止基础过度倾斜。
偏心距e应满足下列要求： 当恒载与活载组合时e≤B/60； 当恒载、活载与风荷载组合时e≤B/30。 （ B为矩形箱形基础底板的偏心方向边长。）
◎对单幢建筑物而言，在均匀地基的条件下，箱形 基底平面形心宜与结构竖向荷载重心重合
◎基础高度取值为建筑物高度的1/8-1/15，同时不宜 小于基础长度的1/20（这不包括地板悬挑部分），且 不宜小于3m
核对钢筋半成品——划钢筋位置线——绑扎基础钢筋 (墙体、顶板钢筋)——预埋管线及铁件——垫好垫块及 马凳铁——隐检 (2)模板安装工艺流程
确定组装模板方案——搭设内外支撑——安装内外 模板(安装顶板模板)——预检 (3)砼工艺流程 搅拌砼——砼运输——浇筑砼——砼养护
4.箱形基础的施工注意要点
（1）基坑处理 基坑开挖时，若地下水位较高时，应将地下水位降低至设计地
（3）内外墙的尺寸和面积
◎墙厚：内墙 》200mm，外墙 》250mm
◎面积：墙体水平截面总面积不宜小于箱形基 础外墙外包尺寸的水平投影面积的１/１０。
但对于基础平面长宽比大于４的箱形 基础，其纵墙水平截面面积不得小于箱基外墙外 包尺寸水平投影面积的１/１８。
（4）埋置深度
高层建筑同一单元内，箱形基础的埋置深度 宜一致，且不得局部采用箱形基础。在一般情况 下，采用天然地基时应不小于建筑物高度的1/12； 而在地震区埋深不宜小于建筑物高度的1/10。