高層建筑中筏板基礎應用研究

王小東 王國興 蔣敏敏

1江蘇省大豐市水利局（224100） 2河南工業大學土木建筑學院（450001）

1 筏板基礎優點

筏板基礎是典型的淺基礎形式，用于承擔上部建筑物荷載。然而由于高層建筑的荷載通常較大，不少工程的設計施工中極少使用筏板基礎，而改用樁筏基礎或樁基礎等基礎形式。

然而在部分情況下，通過深入的研究，將樁筏基礎或樁基礎采用筏板基礎來代替，將具有很多優點∶

1）筏板基礎通常具有較大的整體剛度，能調節地基不均勻沉降。

2）殘積層較厚時，樁基礎投資較大，且施工時間較長。

3）樁基礎的施工對周圍環境影響較大。

4）樁基礎通常需要檢測，檢測不合格還需進行加固。

5）筏板基礎安全系數通常大于4，而樁基礎安全系數通常為2。

6）筏板可作為地下室使用。

7）筏板基礎的慣性矩通常較大，在風荷載等橫向荷載作用下，地基應力增量較小。

8）筏板基礎的固定點在基礎板位置，而樁基礎固定點在承臺下方，因此地震引起的水平力對筏板基礎的影響較小。

9）樁基礎在地震中會產生相互激擾不同步的問題，容易產生相互影響而破壞。

10）筏板基礎抗震剛度比樁基礎大。

2 筏板基礎應用研究

高層建筑中筏板基礎的應用，需要從多方面對其進行研究。

1）需要對工程場地及一定范圍內，建筑物應力影響深度內的土體進行試驗，系統了解地基土體的物理力學性質，為地基基礎計算提供參數。承載力是工程中的重要參數，承載力參數的準確性直接影響到工程設計施工方案，必要時可通過平板載荷試驗確定不同土層的承載力。如河南工業大學師生周轉房工程中，通過勘察發現地基中深度7 m處的粉質黏土層為軟弱下臥層,承載力特征值為90 kPa,使用筏板基礎不能滿足承載力要求；之后經過詳細的平板載荷試驗,發現粉質黏土層的實際承載力達130 kPa，可滿足筏板基礎承載力要求。

2）根據土力學參數，依據建筑地基基礎設計規范等確定地基承載力和沉降量、驗算下臥層承載力等方面。

3）為保證建筑物的安全和穩定，在施工中和運行期，需要對筏板底部土壓力、筏板鋼筋應力、建筑物沉降、建筑物水平位移、建筑物不均勻沉降和地基深層沉降等方面進行全面監測。工程實踐表明，運行期筏形箱形基礎的沉降量可達總沉降量的30%，因此工后監測與施工期監測具有同樣的重要性。總結地基基礎的受力變形特征，并可為后繼筏板基礎的進一步優化設計提供可靠的現場監測數據。

4）通過有限元等數值方法對高層建筑筏板基礎問題進行模擬，數值模擬結果可與現場監測結果相對比分析，同時數值模擬方法可對不同筏板基礎方案進行模擬,評價各種基礎方案的承載變形特性。

3 總結

探討了高層建筑中筏板基礎的應用問題。由于建筑物荷載越來越大，使得實際工程中筏板基礎的應用越來越少。但筏板基礎相對于樁基礎和樁筏基礎具有眾多技術、經濟和工期上的優越性，因此合理使用筏板基礎具有重要意義。從土工試驗、承載力沉降的計算驗算、原位監測和數值模擬等方面探討筏板基礎的應用研究。