淺談高層建筑梁式筏板與板式筏板的應(yīng)用

（北京新紀元建筑工程設(shè)計有限公司，北京，100038）

【摘要】筏形基礎(chǔ)具有剛度大、整體性好，以及抗震能力強等優(yōu)點，近年來筏形基礎(chǔ)由于其獨特的優(yōu)點在高層建筑設(shè)計中的應(yīng)用也越來越多。但是很多設(shè)計或施工人員由于忽略了高層建筑自重大、結(jié)構(gòu)平面復(fù)雜等特點，沒有選擇正確的基礎(chǔ)類型，而影響了高層建筑的安全和使用。通過對筏板基礎(chǔ)類型及特點的分析介紹，討論了梁式筏板與板式筏板在設(shè)計與施工中應(yīng)注意的問題，并深入研究了梁式筏板與板式筏板基礎(chǔ)的優(yōu)缺點以及在高層建筑中的應(yīng)用，對于優(yōu)化高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計，保證人們的生命財產(chǎn)安全具有重要的理論和現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；筏形基礎(chǔ)；應(yīng)用

1 引言

由于高層建筑可以節(jié)省大面積的建筑用地，減少市政建設(shè)投資，縮短建筑工程工期等優(yōu)點，因此近年來高層建筑在建筑工程中的應(yīng)用日益增多。但是多高層建筑結(jié)構(gòu)與一般建筑不同，它是一種建筑面積、高度、自重大，結(jié)構(gòu)平面布置、受力情況復(fù)雜的特殊性建筑，因此必須正確選擇合理的高層建筑基礎(chǔ)，以保證建筑工程的安全、投資和施工進度。目前高層建筑中比較常用的基礎(chǔ)類型主要有箱型基礎(chǔ)、樁基和筏型基礎(chǔ)，樁基雖能有效滿足建筑承載力和變形的要求，但是施工難度大、工期長、造價高；箱型基礎(chǔ)由于設(shè)置了太多內(nèi)墻，地下空間的利用率比較低；筏板基礎(chǔ)由于具有剛度大、整體性強、抗震能力強、施工簡便、工期短、技術(shù)質(zhì)量易于保證等優(yōu)點，它不僅能夠有效結(jié)合地下室的埋深，利用天然地基這一補償性基礎(chǔ)，充分發(fā)揮地基的承載力，減小基礎(chǔ)的沉降量，調(diào)整地基不均勻沉降，還可以滿足地下大空間(如地下停車場、地下倉庫、地下商場等)的要求。因此，當建筑物荷載較大，地基承載力較弱時，筏板基礎(chǔ)逐漸成為高層建筑結(jié)構(gòu)的首選基礎(chǔ)方案。通過對筏板基礎(chǔ)類型及特點的分析和介紹，討論了梁式筏板與板式筏板在設(shè)計與施工中應(yīng)注意的問題，并深入研究了梁式筏板與板式筏板基礎(chǔ)在高層建筑中應(yīng)用中的優(yōu)缺點。

2 高層建筑中的梁式與板式筏板基礎(chǔ)

高層建筑物的基礎(chǔ)選型應(yīng)根據(jù)地基土條件，結(jié)合建筑物荷重、結(jié)構(gòu)平面布置、抗震設(shè)防要求、受力特點、工期要求、施工難易及工程造價、周圍建筑物和環(huán)境條件等因素，進行綜合比較來確定。對于高度在60～100m的建筑物來說，上部荷載比較大，當下部地基承載力比較弱，簡單的獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)就不能夠適應(yīng)地基變形的需要，而采用樁基由于入土較深，造價又較大時，可以考慮采用筏形基礎(chǔ)。根據(jù)構(gòu)造型式的不同，筏板基礎(chǔ)的主要分為平板式筏板基礎(chǔ)和梁板式筏板基礎(chǔ)，筏形基礎(chǔ)由于其底面積大，故可減小基底壓力，同時也可提高地基土的承載力，并能更有效地增強基礎(chǔ)的整體性，調(diào)整不均勻沉降，使基礎(chǔ)可淺埋，減少了基坑開挖的土方量，施工方便，工期較短，但造價比條形基礎(chǔ)略高。

2.1筏形基礎(chǔ)的選用原則

對于高層建筑筏形基礎(chǔ)的選擇應(yīng)按照以下幾條原則。

2.1.1 當上部荷載較大，地基土質(zhì)軟弱又不均勻，而柱下條形基礎(chǔ)不能滿足上部結(jié)構(gòu)對變形和地基承載力的要求時，可采用筏形基礎(chǔ)。

2.1.2 當建筑物的柱距較小而柱的荷載又很大，或柱的荷載相差較大，可能導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不均勻沉降時，可采用筏形基礎(chǔ)。

2.1.3 當建筑物需要較大的地下空間(如地下停車場、地下倉庫、地下商場等)時，可考慮采用筏形基礎(chǔ)。

2.1.4 當風荷載及地震荷載對高層建筑物起主要作用，而要求基礎(chǔ)必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性時，可采用筏形基礎(chǔ)。

2.2 平板式筏板基礎(chǔ)

平板式筏形基礎(chǔ)的底板是一塊厚度相等的鋼筋混凝土平板，但在局部部位可以對筏板進行加厚處理。

平板式筏板基礎(chǔ)適用于柱荷載不大、柱距較小且等柱距的情況，而且不受平面布置不規(guī)則的影響，較好地處理梁板式筏板基礎(chǔ)中遇到的問題，有效提高筏板基礎(chǔ)的整體剛度及調(diào)整應(yīng)力和變形的能力。同時，平板式筏板基礎(chǔ)還具有結(jié)構(gòu)簡單、內(nèi)力傳遞簡單明確、施工簡便、施工工期短、施工質(zhì)量易于保證、造價較低等優(yōu)點，因此在工程中的應(yīng)用比較廣泛。

2.3 梁式筏板基礎(chǔ)

梁板式筏板基礎(chǔ)與板式筏板基礎(chǔ)的最大區(qū)別就是梁板式筏板基礎(chǔ)帶有肋梁。當上部建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，荷載又比較大時，而且地基軟弱不均勻，平板式筏板基礎(chǔ)不能滿足這一承載力和變性要求時，可以將兩根或兩根以上的柱下條形基礎(chǔ)中間用底板連接成一個整體，或是在縱、橫兩個方向上的柱下都布置肋梁、次梁，以擴大基礎(chǔ)的底面積并加強基礎(chǔ)的整體剛度。

一般來說與平板式筏基相比，梁式筏板基礎(chǔ)受平面布置的影響較大，而且地基梁布置較復(fù)雜，節(jié)點處理不宜，而且施工工序較為復(fù)雜、施工工期較長、施工質(zhì)量難于保證、造價較高。但是梁式筏板基礎(chǔ)對于減少地基不均勻沉降，改善筏板內(nèi)力分布，有效提高地基剛度都具有比較明顯的優(yōu)點。因此當?shù)鼗休d力不均勻或者地基軟弱時，或者上部荷載較大、柱網(wǎng)間距大的時候，可以考慮選用梁式筏形基礎(chǔ)。

3 筏板基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中應(yīng)注意的問題

筏板基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要綜合考慮等多方面的因素，以保證筏板基礎(chǔ)有較強的整體剛度、抗沖切和抗剪強度以及配筋等要求。

3.1 平板式筏板基礎(chǔ)

平板式筏板基礎(chǔ)可近似按無梁樓蓋設(shè)柱上板帶和跨中板帶(倒樓蓋法) 的計算方法進行計算。按照抗震構(gòu)造要求可以在柱間設(shè)置板帶，但是由于基礎(chǔ)構(gòu)件不需要太高的抗震延性所以在柱間和墻下可以不設(shè)暗梁。

3.2 肋梁式筏板基礎(chǔ)

肋梁式筏板基礎(chǔ)在設(shè)計的時候，一般情況下宜將基礎(chǔ)肋梁置于底板上面，如果地基不均勻或有使用要求時，可將肋梁置于板下，框架柱位于肋梁交點處。

3.3 筏板基礎(chǔ)的施工流程

筏板基礎(chǔ)在建筑工程中并不常見，尤其在施工設(shè)備和施工工藝比較簡單的條件下，要保證鋼筋、模板、混凝土三部分的施工方法切實可行。因此筏板基礎(chǔ)的施工要嚴格按照以下工序進行：樁基礎(chǔ)施工→基坑開挖、同時做基坑支護→平整基坑土方→澆基坑防水墊層（如果有磚胎模也要做磚胎模）→做基筏板底防水涂→做防水保護層→綁扎筏板鋼筋→澆灌筏板混凝土→養(yǎng)護混凝土。

4 結(jié)束語

高層建筑基礎(chǔ)的選型和設(shè)計，是整個結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分，直接關(guān)系到整個建筑工程的施工進度和質(zhì)量。因此，工程設(shè)計和施工人員應(yīng)合分析擬建場地的巖土性質(zhì)和上部結(jié)構(gòu)特點，進行高層建筑的基礎(chǔ)選型和設(shè)計。當上部荷載較大，地基土質(zhì)軟弱又不均勻，以致柱下獨立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)均不能滿足地基承載力的要求時，可考慮采用筏板基礎(chǔ)，來擴大基底面積，加強基礎(chǔ)整體剛度，避免建筑物局部發(fā)生不均勻沉降。因此，高層建筑基礎(chǔ)的選型應(yīng)該因地制宜，選擇合適的基礎(chǔ)形式，除了要滿足現(xiàn)行規(guī)范允許的沉降量和沉降差的限值外， 整體結(jié)構(gòu)應(yīng)符合規(guī)范對強度、剛度和延性的要求，從而保證高層建筑的安全可靠、經(jīng)濟合理。

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作者簡介：

吳迪（1977-12-8），男，黑龍江省齊齊哈爾人，職稱：工程師，學歷：本科，主要研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計。