1、关于筏板基础的结构设计摘要：建筑物地基土的类别和地基土层的分布情况决定了建筑物所采用哪一种类型的基础形式。而筏板基础能很好的将地基承载力充分的发挥的同时，又能使沉降不均匀得到良好的调整，因此筏板基础被广泛应用于诸多的结构类型中。 关键词：筏板基础；结构设计；问题 中图分类号：TB482.2 文献标识码：A 文章编号： 引言 随着我们国家经济水平的不断提高，近些年来，国家的建筑行业也蓬勃发展起来。建筑设计的推陈出新和建筑使用性能的不断扩大，无论是从建筑的数量上还是质量上都对建筑行业提出了新的要求。筏板基础也理所当然的成为人们关注的对象，越来越多的被人们所认识和研究。筏板基础从传统的应用于大型高层
2、的建筑开始，到现今在一些纷繁复杂的小型建筑中也得到重视，其地位和分量也不断增加，所以，我们非常有必要对筏板基础设计的方法进行探讨。 1.当前筏板基础设计存在的常见问题。 1.1 设计人员对筏板设计影响因素考虑不足。如地基变形的影响、地下水浮力的影响、基坑开挖引起的土自重应力补偿等等。这些问题考虑不足，往往影响工程造价，本来使用天然地基筏板基础就能满足要求而却不恰当地使用了桩筏基础。 1.2 对筏板厚度计算偏于保守。一是把上部结构和基础作为两个独立的单元分别考虑，在上部荷载作用下求得上部结构内力和基础反力，然后把反力作用在弹性地基上计算基础的内力，这种设计方法没有考虑上部结构刚度对基础的作用，从
3、而导致基础设计偏于保守；二是传统上凭经验假定，然后再进行冲切验算，这实际上说明目前在筏板厚度确定的问题上，并没有什么方法，由此难免造成当前在高层建筑中，不少超过 1.5米厚的，个别的厚度竟达 4 米。 2.筏板基础埋深及承载力的确定 在城市区域，基础筏板的预埋深度取决于所需建造的建筑物地下室的层数多少和每层的高度。而地下室的层数多少和层高高度则由地下室的功能属性所决定，一般为城市里用地紧张，地价昂贵且建筑密集的高层所附带的地下停车场、基础设备用房、地下水池及人防工程。 在确定了基础筏板的埋置深度之后，我们就可以利用深度在充分分析建筑用地的岩石土层的情况下，进行基础选型。首先研究天然筏板基础的可
4、能选取的概率。一般情况下，地下室的构造要求其地下水位相对较高，且具有一定程度的埋深。由天然筏板基础的补偿特性决定了两种选择地基的方法，即其一为按照补偿性基础分析地基承载力；另一为地基承载力设计值的直接确定法：参照国家的相关规范条文，利用地基承载力的标准值，然后用深度和宽度去修正得到承载力的设计值，最后进行原位试验和室内土工试验，两项试验结果的相结合可以综合判定出建筑持力层的承载力。 3.天然筏板基础的变形计算 地基的承载力和地基的变形程度是地基计算的两个基础方面。就目前的理论知识而言，地基的变形计算缺少精准性，在没有可靠的数据做基础的前提下，在工程中凭借经验施工，保守的进行基础设计，计算预估出
5、过高的沉降量，导致本可以使用天然地基的工程错误的采用了桩地基，从而使工程造价提高，浪费了人力、物力和财力。而对于高层建筑和超高层建筑物，基础变形的程度计算更是起着决定性的控制作用。然而在实际工作中我们会发现，按照规范条文，运用分层综合方法进行运算，采用各向同性均质线性变形体计算模型运算出的自由沉降量与实际测量得到的地基变形量存在着一定的差异。分析这些差异的主要原因是利用公式计算的建筑物沉降量只与基础尺寸有关，而实测沉降量已受到上部结构与基础刚度的调整，采用筏板基础的高层建筑物，由于其荷载大、基础宽，因而压缩层深度大，与一般多层建筑物不同，地基不是均一持力层，因此应用规范地基变形计算与实际变形有
6、一定的差别。 4.筏板基础的结构设计 筏板基础的主要结构形式有平板式筏基和肋梁式筏基, 包括等厚度或变厚度底板和纵横向肋梁。 一般情况下宜将基础肋梁置于底板上面, 如果地基不均匀或有使用要求时, 可将肋梁置于板下, 框架柱位于肋梁交点处。 在具体筏基设计时应着重考虑如下问题： 4.1 应尽量使上部结构的荷载合力重心与筏基形心相重合, 从而确定底板的形状和尺寸。当需要将底板设计成悬挑板时，要综合考虑上述多方面因素以减小基础端部基底反力过大而对基础弯距的影响； 4.2 底板厚度由抗冲切和抗剪强度验算确定。 柱网间距较大时可在柱间设置加强板带(暗梁加配箍筋) 来提高抗冲切强度以减少板厚, 也可采用后
7、张预应力钢筋法来减少混凝土用量和造价。决定板厚的关键因素是冲切, 应对筏基进行详细的冲切验算； 4.3 无肋梁筏板基础的配筋可近似按无梁楼盖设柱上板带和跨中板带(倒楼盖法) 的计算方法进行, 精确计算可用有限元法;对肋梁式筏基, 当肋梁高度比板厚大得较多时, 可分别计算底板和肋梁的配筋, 即底板以肋梁为固定支座按双向板计算跨中和支座弯矩, 并适当调整板跨中和支座的配筋； 4.4 构造配筋要求: 筏板受力筋应满足规范中 0.15%的配筋率要求, 悬挑板角处应设置放射状附加钢筋等。设计人员往往配置受力钢筋有余, 构造钢筋却配置不足。 4.5 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
8、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50mm80mm。例如工程塔楼地上 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。 4.6 筏板基础的内力分析:筏板基础的内力分析常用简化计算方法，其最基本的特点是将由上部结构、基础和地基 3 部分构成的一个完整的静力平衡体系，分割成 3 个部分，独立求解。倒楼盖法是应用得最广泛的一种简化计算方法。倒
9、楼盖法适用于地基比较均匀、筏板基础和上部结构刚度相对较大、柱轴力及柱距相差不大；其缺点是完全不能考虑基础的整体作用，也无法计算挠曲变形，夸大上部结构刚度的影响。上部结构、基础和地基三者的关系是相互影响、相互制约的关系。把上部结构、基础和地基三者作为一个共同工作的整体的计算方法，其最基本的假定是上部结构与基础、基础与地基连接界面处变形协调，整个体系符合静力平衡。对于基础，由于考虑了上部结构的贡献，使其整体弯曲变形和内力减小，而取得较为经济的效果；对于上部结构，由于考虑了因基础变形引起的变形，这种变形将使上部结构产生次应力，考虑了这种次应力，结构将更安全。 5.结束语 建筑基础选型是整个结构设计中
10、的一个重要组成部分，直接关系到工程造价、施工难度和工期，因此应认真研究场地岩土性质和上部结构特点，通过综合技术经济比较确定。高层建筑的基础选型应因地制宜，除基础应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值外，整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的要求。选用筏板基础不是绝对的，而安全可靠、经济合理才是基础选型的标准。 参考文献: 11.中华人民共和国建设部.GB 50007-2002 建筑地基基础设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2002. 2中国建筑科学研究院.JGJ 32002 高层建筑混凝土结构技术规程.北京:中国建筑工业出版社,2002. 3中华人民共和国建设部.JGJ 699 高层建筑箱形与筏形基础技术规程.北京:中国建筑工业出版社,1999. 4宰金珉宰金璋 高层建筑基础分析与设计 北京:中国建筑工业出版社,1993.
