摘要：隨著高層建筑如雨后春筍般拔地而起，建筑結構上部荷載越來越大，遇到地質條件不好時，選用筏板基礎不僅可以增加結構整體穩(wěn)定性，而且可減少不均勻沉降，是較好的選擇。本文對筏板基礎設計常見問題進行了分析，并結合具體案例闡述復雜情況下筏板基礎的設計，通過設計優(yōu)化達到提高項目經(jīng)濟效益的目的。

　　關鍵詞：筏板基礎;承載力;補償性基礎

　　前言

　　多層建筑和高層建筑的水平和垂直載荷都比較大，而且隨著建筑物層數(shù)的增加，由水平載荷產(chǎn)生的剪切力顯著增加，導致傾覆力呈指數(shù)增加，造成建筑物受力分析非常復雜。因此，就要求基礎可以提供較高的水平和垂直承載力，同時將沉降和傾斜度控制在合理范圍內(nèi)。筏板基礎具有抗彎剛度大，整體性好，可充分利用地基載力，調整上部結構的不均勻荷載和地基的不均勻沉降。因此當?shù)鼗痪鶆颍渌A形式承載力和不均勻沉降不滿足時我們多選用筏板基礎。結構的基礎設計尤為重要，在整個建筑物的結構中起著關鍵作用。有效合理的筏板基礎設計可以為增加整個建筑結構的安全性提供基礎保證，并且也是整體建筑質量的基礎。

　　1.筏板基礎設計常見問題分析

　　1.1確定筏板基礎的埋深和承載力

　　有地下室的筏形基礎屬于補償性基礎的一種，因此，可以通過下列方式確定基礎的埋深和承載力。(1)直接確定承載力設計值，是基于基準承載力標準值，并根據(jù)相關規(guī)范的計算值通過通過深度和寬度的修正得到承載力設計值，并采用原位試驗(如標慣試驗、壓板試驗等)與室內(nèi)土工試驗相結合的綜合判斷法來確定巖土的特性。(2)基于補償基礎的基礎承載力分析。例如：某多層建筑和高層建筑物地面以上28層，地下2層(埋深10 m)，原土往下開挖10米其卸土壓力達到180 kPa，約相當11層建筑負荷;如果地下水位在地下2 m，則水的浮力為80 kPa，約與5層建筑負荷相同，因此實際所需的基礎承載力為14層建筑負荷。也就是說，f≥250kPa的基礎承載力標準值可以滿足設計要求。

　　1.2筏板基礎自然變形的計算

　　基礎的計算應包括基礎承載力和變形，變形通常起決定性作用，尤其是在多層或帶裙房的多層結構建筑中。可以說，在目前的理論水平上，難以準確計算地基的變形。這是多種因素的共同結果，主要包括：(1)該理論的假設遵循胡克定律，即應力對變形的依賴性是線性的，并且土體不會產(chǎn)生塑性變形，這與實際狀態(tài)不同;(2)公式中將計算出的參數(shù)僅是在室內(nèi)壓實測試中測得的壓縮模量，測試條件與實際情況有所區(qū)別，尤其極限條件不同。(3)通過公式計算得出的建筑物沉降僅取決于基礎尺寸，而沒有考慮結構剛度的調整。

　　對于多層建筑和高層建筑的筏板基礎，由于高荷載和寬基礎，壓縮層的深度會更深。傳統(tǒng)建筑不同，地質承力并不均勻，所以需要在地基計算中引入經(jīng)驗沉降系數(shù)，通過比較實際沉降量適配計算多層建筑和高層建筑的筏板基礎。該經(jīng)驗沉降系數(shù)主要是由于壓力和地層條件決定，尤其是附加壓力和主壓縮層中的砂石的百分比(基礎寬度0.5倍之內(nèi))。由于經(jīng)驗沉降系數(shù)僅用于校正由附加壓力引起的基礎沉降變形，因此規(guī)范規(guī)定可以根據(jù)區(qū)域沉降觀測和經(jīng)驗確定該值。

　　在多層建筑和高層建筑中，由于深坑開挖較深卸土層較厚，通常會導致基礎回彈變形，從而使基礎略微升高。根據(jù)經(jīng)驗回彈量約為公式計算的變形量的10%至30%。因此，多層建筑和高層建筑的沉降實際結果大約是上述計算值的1.1-1.3倍。值得注意的是，由于多層建筑和高層建筑的基礎太深，回彈和壓縮變形在整個沉降過程中起著重要作用。

　　多層建筑和高層建筑的筏板基礎的計算與普通的中小型建筑計算不同。如上所述，除了地下大面積和多層建筑和高層建筑物的埋深之外，還有地基回彈等影響，有時會成為補償性基礎，附加壓力被認為非常小或等于零與實際情況不符。設計者可以根據(jù)具體工程情況選擇沉降計算方法。根據(jù)樓層平面規(guī)則，高度大致一致的建筑物，當基礎層的壓實土層中的垂直土層和水平土層更加均勻時，建筑物周圍每個點的沉降較少受到其他點的荷載的影響，而中間的每個點的沉降則對每個點的荷載影響更大;如果將基礎設計為整片筏板基礎，且具有相同的基礎承載力，則不可避免地會在中部產(chǎn)生大的沉降，而周圍的沉降會很小。

　　當筏板基礎的厚度相同時，筏板基礎的剛度隨著長度×寬度(例如矩形)的增加而減小。因此，在設計時可以選擇筏板基礎+獨立柱基的組合。換句話說，在中間(例如電梯井)使用筏板基礎，而周圍柱基則采用獨立基礎或聯(lián)合基礎。減小筏板基礎長度×寬度，增加剛性，這不僅減小了沉降變形的撓度，提高了筏板基礎的抗沖性，還減小了筏板基礎中鋼筋的應力。為了協(xié)調變形并使之一致，還可以使用變形檢查調整獨立柱基。這樣不僅滿足建設使用的要求，而且有顯著的經(jīng)濟效益。在選擇和設計筏板基礎時，應考慮項目的具體情況，包括各種因素的影響，并充分利用自然基礎的承載力。比較不同方案的工程成本，選擇合適的方案。當由于筏板基礎結構上的載荷分布不均而導致筏板基礎各部分的沉降差異較大時，可以綜合考慮以下處理措施：(1)開挖不良地基，并用低強度混凝土代替，形成厚墊層，以改變和調節(jié)不均勻的基礎變形，提高基礎的承受力;(2)調整上部結構載荷或柱間距以減少壓力差;(3)調整筏板基礎的形狀和面積，正確安裝懸臂板，平衡并減輕基礎壓力;(4)增強底板的剛度和強度，并在大跨度柱間安裝暗梁。

　　1.3筏板基礎結構的設計要點

　　筏板基礎的主要結構形式是平板式或者肋梁式，包括厚度相等或可變厚度底板以及垂直和水平帶肋梁。在設計筏板基礎結構時，必須考慮以下幾點：(1)使上部結構荷載的重心與筏板基礎的中心重合，以確定底板的形狀和尺寸。當將底板設計為懸臂板時，應考慮多方因素以減少基礎反作用力過大對基礎彎距的影響;(2)底板的厚度由抗沖壓和抗剪強度的驗證計算確定。當立柱間距較大時，可以在立柱之間安裝加強帶(暗梁)，以增加抗沖切強度并減小板厚度。沖切是確定板厚的關鍵因素，必須在筏板基礎上進行詳細的計算;(3)無肋梁筏板基礎的加固可以使用有限元法精確計算;肋梁筏板基礎的高度遠大于板厚度時，可以分別計算底板和肋梁的配筋，即底板將梁作為固定支撐根據(jù)雙向板計算支架的跨度和彎矩，并適當調整支架的跨度和配筋;(4)筏板基礎配筋受力必須滿足規(guī)范中0.15%的要求。

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