高层建筑中筏板基础应用研究

王小东 王国兴 蒋敏敏

1江苏省大丰市水利局（224100） 2河南工业大学土木建筑学院（450001）

1 筏板基础优点

筏板基础是典型的浅基础形式，用于承担上部建筑物荷载。然而由于高层建筑的荷载通常较大，不少工程的设计施工中极少使用筏板基础，而改用桩筏基础或桩基础等基础形式。

然而在部分情况下，通过深入的研究，将桩筏基础或桩基础采用筏板基础来代替，将具有很多优点∶

1）筏板基础通常具有较大的整体刚度，能调节地基不均匀沉降。

2）残积层较厚时，桩基础投资较大，且施工时间较长。

3）桩基础的施工对周围环境影响较大。

4）桩基础通常需要检测，检测不合格还需进行加固。

5）筏板基础安全系数通常大于4，而桩基础安全系数通常为2。

6）筏板可作为地下室使用。

7）筏板基础的惯性矩通常较大，在风荷载等横向荷载作用下，地基应力增量较小。

8）筏板基础的固定点在基础板位置，而桩基础固定点在承台下方，因此地震引起的水平力对筏板基础的影响较小。

9）桩基础在地震中会产生相互激扰不同步的问题，容易产生相互影响而破坏。

10）筏板基础抗震刚度比桩基础大。

2 筏板基础应用研究

高层建筑中筏板基础的应用，需要从多方面对其进行研究。

1）需要对工程场地及一定范围内，建筑物应力影响深度内的土体进行试验，系统了解地基土体的物理力学性质，为地基基础计算提供参数。承载力是工程中的重要参数，承载力参数的准确性直接影响到工程设计施工方案，必要时可通过平板载荷试验确定不同土层的承载力。如河南工业大学师生周转房工程中，通过勘察发现地基中深度7 m处的粉质黏土层为软弱下卧层,承载力特征值为90 kPa,使用筏板基础不能满足承载力要求；之后经过详细的平板载荷试验,发现粉质黏土层的实际承载力达130 kPa，可满足筏板基础承载力要求。

2）根据土力学参数，依据建筑地基基础设计规范等确定地基承载力和沉降量、验算下卧层承载力等方面。

3）为保证建筑物的安全和稳定，在施工中和运行期，需要对筏板底部土压力、筏板钢筋应力、建筑物沉降、建筑物水平位移、建筑物不均匀沉降和地基深层沉降等方面进行全面监测。工程实践表明，运行期筏形箱形基础的沉降量可达总沉降量的30%，因此工后监测与施工期监测具有同样的重要性。总结地基基础的受力变形特征，并可为后继筏板基础的进一步优化设计提供可靠的现场监测数据。

4）通过有限元等数值方法对高层建筑筏板基础问题进行模拟，数值模拟结果可与现场监测结果相对比分析，同时数值模拟方法可对不同筏板基础方案进行模拟,评价各种基础方案的承载变形特性。

3 总结

探讨了高层建筑中筏板基础的应用问题。由于建筑物荷载越来越大，使得实际工程中筏板基础的应用越来越少。但筏板基础相对于桩基础和桩筏基础具有众多技术、经济和工期上的优越性，因此合理使用筏板基础具有重要意义。从土工试验、承载力沉降的计算验算、原位监测和数值模拟等方面探讨筏板基础的应用研究。