筏板基础设计在高层建筑中应用

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1、筏板基础设计在高层建筑中应用　　摘要：筏板基础在许多结构类型中得到广泛应用，无论是多层还是高层建筑，也无论是住宅还是公建等商业建筑。筏板基础刚度大，整体性好，本文针对目前高层建筑中比较常用的筏板基础的设计进行了介绍。关键词：高层建筑；筏板基础设计中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A文章编号：1前言目前高层建筑的地下部分通常被用来做停车场，这样就不允许设置过多的墙体，这样箱型基础就不适合；筏板基础不仅可以满足地基承载力的要求，又可以有效的满足对地下大空间的要求，施工起来也相对简单，使其成为高程建筑中比较理想的基础形式，也得到了众多高层建筑人员的青睐，被广泛

2、的应用于各种高层建筑中。2筏板基础的设计2.1筏板基础承载力的确定8天然筏板基础属于补偿式基础，因此地基的确定有两种方法。一是地基承载力设计值的直接确定法，它是根据地基承载力标准值按照有关规范通过深度和宽度的修正得到承载力设计值，并采用原位试验(如标惯试验、压板试验等)与室内土工试验相结合的综合判断法来确定岩土的特性。二是按照补偿式基础分析地基承载力。一般的建筑都设有地下室，施工时地下部分土体将被挖除，地基承载力可考虑结构自重减掉被挖出土体的重量，即地基附加应力。只要地基承载力大于附加应力，再考虑规范的提高系数，即满足设计要求，如果筏基底板适当向外挑出,则有更大

3、的可靠度。2.2天然筏板基础的变形计算地基的验算应包括地基承载力和变形两个方面，尤其对于高层或超高层建筑，变形往往起着决定性的控制作用。目前的理论水平可以说对地基变形的精确计算还比较困难，计算结果误差较大，往往使工程设计人员难以把握，有时由于计算沉降量偏大，导致原来可以采用天然地基的高层建筑，不适当地采用了桩基础，使基础设计过于保守，造价提高，造成浪费。采用各向同性均质线性变形体计算模型，用分层总和法计算出的自由沉降量往往同实测的地基变形量不同，这是受多种因素的影响造成的。(1)这种理论的假定条件遵循虎克定律，即应力—应变呈直线关系，土体任何一点都不能产生塑性变

4、形，与土体的实际应力一应变状态不相一致；8(2)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。采用箱型基础或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。因此在地基变形计算的公式中引入了一个沉降计算经验系数虬。通过实际沉降观测与计算沉降量的比较，得知高层建筑物箱型基础与筏板基础的沉降计算经验系数，主要与压力和地层条件相关，尤其与附加压力和主要压缩层中(0.5倍基础宽度的深度以内)砂、卵石所占的百分比密切相关。由于该系数虬仅用于对附加压力产生的地基固结沉降变形部分进

5、行调整，所以《建筑地基基础设计规范》规定可根据地区沉降观测资料及经验确定。计算高层建筑的地基变形时，由于基坑开挖较深，卸土较厚往往引起地基的回弹变形而使地基微量隆起。在实际施工中回弹再压缩模量较难测定和计算，从经验上回弹量约为公式计算变形量10％~30％，因此高层建筑的实际沉降观测结果将是上述计算值的1．1～1．3倍左右。应该指出高层建筑基础由于埋置太深，地基回弹再压缩变形往往在总沉降中占重要地位，有些高层建筑若设置3~4层(甚至更多层)地下室时，总荷载有可能等于或小于卸土荷载重量，这样的高层建筑地基沉降变形将仅由地基回弹再压缩变形决定。由此看来，对于高层建筑在

6、计算地基沉降变形中，地基回弹再压缩变形不但不应忽略，而应予以重视和考虑。8在基础选型设计中，应结合工程的具体情况，考虑多方面的因素影响，充分利用天然地基的承载能力，通过比较“整片筏基”与“板式筏基+独立柱基”的工程造价。当由于地层分布不均匀、上部结构荷载在筏板基础上分布不均匀而引起筏板基础各部分的差异沉降较大时，可综合考虑采用以下处理措施：1)将出露的地质较差的土层挖出一部分，换填低强度等级的素混凝土形成素混凝土厚垫块，以改变和调整地基的不均匀变形。也可以采用“换填法”，垫层采用碎石、卵石等材料，经碾压或振密处理，提高基础的承载能力；2)调整上部结构荷载或柱网间

7、距，减小基底压力差；3)调整筏板基础形状和面积，适当设置悬臂板，均衡和降低基底压力；4)加强底板的刚度和强度，在大跨度柱间设置加强板带或暗梁等。3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：8(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

8、响：(2)底板厚度由抗冲