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8.4 高层建筑筏形基础
8.4.1 筏形基础分为梁板式和平板式两种类型，其选型应根据地基土质、上部结构体系、柱距、荷载大小、使用要求以及施工条件等因素确定。框架-核心筒结构和筒中筒结构宜采用平板式筏形基础。
【条文说明】 筏形基础分为平板式和梁板式两种类型，其选型应根据工程具体条件确定。与梁板式筏基相比，平板式筏基具有抗冲切及抗剪切能力强的特点，且构造简单，施工便捷，经大量工程实践和部分工程事故分析，平板式筏基具有更好的适应性。
8.4.2筏形基础的平面尺寸，应根据工程地质条件、上部结构的布置、地下结构底层平面以及荷载分布等因素按本规范第五章有关规定确定。对单幢建筑物，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时，在作用的准永久组合下，偏心距e宜符合下式规定：
e≤0.1W/A （8.4.2）
式中：W——与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩（m）；
3
A——基础底面积（m2）。
【条文说明】 对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，基础底面的压力和基础的整体倾斜主要取决于作用
的准永久组合下产生的偏心距大小。对基底平面为矩形的筏基，在偏心荷载作用下，基础抗倾覆稳定系数KF可用下式表示：
y?B? KF???eeeB
式中：B——与组合荷载竖向合力偏心方向平行的基础边长；
e——作用在基底平面的组合荷载全部竖向合力对基底面积形心的偏心距； y——基底平面形心至最大受压边缘的距离，γ为y与B的比值。
从式中可以看出e/B直接影响着抗倾覆稳定系数KF，KF随着e/B的增大而降低，因此容易引起较大的倾斜。表16三个典型工程的实测证实了在地基条件相同时，e/B越大，则倾斜越大。
表16 e/B值与整体倾斜的关系 横向偏心距地基条件 上海软土地基 上海软土地基 工程名称 胸科医院 某研究所 基底宽度ee(m) 0.164 0.154 B(m) 17.9 14.8 B 实测倾斜(‰) 2.1（有相邻影响） 2.7 1.716 1/109 1/96 北京硬土地基 中医医院 0.297 12.6 1/42 (唐山地震北京烈度为6度， 未发现明显变化)
高层建筑由于楼身质心高，荷载重，当筏形基础开始产生倾斜后，建筑物总重对基础底面形心将产生新的倾复力矩增量，而倾复力矩的增量又产生新的倾斜增量，倾斜可能随时间而增长，直至地基变形稳定
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为止。因此，为避免基础产生倾斜，应尽量使结构竖向荷载合力作用点与基础平面形心重合，当偏心难以避免时，则应规定竖向合力偏心距的限值。本规范根据实测资料并参考交通部（公路桥涵设计规范）对桥墩合力偏心距的限制，规定了在作用的准永久组合时，e≤0.1W/A。从实测结果来看，这个限制对硬土地区稍严格，当有可靠依据时可适当放松。
8.4.3 对四周与土层紧密接触带地下室外墙的整体式筏基和箱基，当地基持力层为非密实的土和岩石，场地类别为Ⅲ类和Ⅳ类，抗震设防烈度为8度和9度，结构基本自振周期处于特征周期的1.2倍至5倍范围时，按刚性地基假定计算的基底水平地震剪力、倾覆力矩可按设防烈度分别乘以0.90和0.85的折减系数。 【条文说明】 本规范的8.4.3条为新增章节。
国内建筑物脉动实测试验结果表明，当地基为非密实土和岩石持力层时，由于地基的柔性改变了上部结构的动力特性，延长了上部结构的基本周期以及增大了结构体系的阻尼，同时土与结构的相互作用也改变了地基运动的特性。结构按刚性地基假定分析的水平地震作用比其实际承受的地震作用大，因此可以根据场地条件、基础埋深、基础和上部结构的刚度等因素确定是否对水平地震作用进行适当折减。
实测地震记录及理论分析表明，土中的水平地震加速度一般随深度而渐减，较大的基础埋深，可以减少来自基底的地震输入，例如日本取地表下20m深处的地震系数为地表的0.5倍；法国规定筏基或带地下室的建筑的地震荷载比一般的建筑少20%。同时，较大的基础埋深，可以增加基础侧面的摩擦阻力和土的被动土压力，增强土对基础的嵌固作用。美国NEMA386及IBC规范采用加长结构物自振周期作为考虑地基土的柔性影响，同时采用增加结构有效阻尼来考虑地震过程中结构的能量耗散，并规定了结构的基底剪力最大可降低30%。
本次修订，对不同土层剪切波速、不同场地类别以及不同基础埋深的钢筋混凝土剪力墙结构，框架剪力墙结构和框架核心筒结构进行分析，结合我国现阶段的地震作用条件并与美国UBC和NEMA386规范进行了比较，提出了对四周与土层紧密接触带地下室外墙的整体式筏基和箱基，结构基本自振周期处于特征周期的1．2倍至5倍范围时，场地类别为Ⅲ类和Ⅳ类，抗震设防烈度为8度和9度，按刚性地基假定分析的基底水平地震剪力和倾覆力矩可乘以0.90和0．85折减系数，该折减系数是一个综合性的包络值，它不能与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011第5.2节中提出的折减系数同时使用。
8.4.4 筏形基础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。防水混凝土的抗渗等级应按表8.4.4选用。对重要建筑，宜采用自防水并设置架空排水层。
表8.4.4 防水混凝土抗渗等级
埋置深度d（m） 设计抗渗等级 P6 10≤d<20P8 埋置深度d（m） 20≤d<30 30≤d设计抗渗等级 P10 P12 d＜10
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8.4.5 采用筏形基础的地下室，钢筋混凝土外墙厚度不应小于250mm，内墙厚度不宜小于200mm。墙的截面设计除满足承载力要求外，尚应考虑变形、抗裂及外墙防渗等要求。墙体内应设置双面钢筋，钢筋不宜采用光面圆钢筋，水平钢筋的直径不应小于12mm，竖向钢筋的直径不应小于10mm，间距不应大于200mm。
8.4.6 平板式筏基的板厚应满足柱下受冲切承载力的要求。
【条文说明】 本条为强制性条文。平板式筏基的板厚通常由冲切控制，因此平板式筏基设计时板厚必须
满足受冲切承载力的要求。
8.4.7 平板式筏基抗冲切验算应符合下列规定：
1 平板式筏基进行抗冲切验算时应考虑作用在冲切临界面重心上的不平衡弯矩产生的附加剪力。对基础的边柱和角柱进行冲切验算时，其冲切力应分别乘以1.1和1.2的增大系数。距柱边h0/2处冲切临界截面的最大剪应力τmax应按公式(8.4.7-1)、(8.4.7-2)进行计算（图8.4.7）。板的最小厚度不应小于500mm。
?max?FlMc?asunbAB (8.4.7-1) umhoIs τmax ≤ 0.7(0.4+1.2/βs)βhpft (8.4.7-2)
?s?1?12?c1?1???3?c2? (8.4.7-3)
式中：Fl ——相应于作用的基本组合时的冲切力（kN），对内柱取轴力设计值减去筏板冲切
破坏锥体内的基底净反力设计值；对边柱和角柱，取轴力设计值减去筏板冲切临界截面范围内的基底净反力设计值；
um——距柱边缘不小于h0/2处冲切临界截面的最小周长（m），按本规范附录P计算； h0——筏板的有效高度（m）；
Munb——作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩设计值（kN·m）；
cAB——沿弯矩作用方向，冲切临界截面重心至冲切临界截面最大剪应力点的距离（m），
按附录P计算；
Is——冲切临界截面对其重心的极惯性矩（m4），按本规范附录P计算；
βs——柱截面长边与短边的比值，当βs＜2时，βs取2，当βs＞4时，βs取4； βhp ——受冲切承载力截面高度影响系数，当h≤800mm时，取βhp＝1.0；当h≥2000mm
时，取βhp＝0.9，其间按线性内插法取值；
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值（kPa）；
c1——与弯矩作用方向一致的冲切临界截面的边长（m），按本规范附录P计算；
c2 ——垂直于c1的冲切临界截面的边长（m），按本规范附录P计算；
?s——不平衡弯矩通过冲切临界截面上的偏心剪力来传递的分配系数。
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