分析高層住宅樓筏板基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)

李偉

摘要：通過(guò)重點(diǎn)描述高層住宅樓筏板基礎(chǔ)，分析了上部結(jié)構(gòu)、地基和基礎(chǔ)共同作用的原理，詳細(xì)介紹了高層建筑的基礎(chǔ)選型和筏板的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，以供參考。

關(guān)鍵詞：高層；住宅樓；筏板基礎(chǔ)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU471+.15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095－6835（2014）09－0084－01

建筑物選擇什么類(lèi)型的基礎(chǔ)形式，與地基土的類(lèi)別和圖層的具體分布情況有緊密的聯(lián)系。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些地質(zhì)情況，比如地下室底板下的土層為全風(fēng)化巖層、風(fēng)化殘積土層、中風(fēng)化軟巖或強(qiáng)風(fēng)化巖層，所以，有可能會(huì)采用天然基礎(chǔ)。目前，高層建筑的地下空間普遍用作地下停車(chē)場(chǎng)，建筑結(jié)構(gòu)中不允許設(shè)置太多的內(nèi)墻，這就限制了箱型基礎(chǔ)的使用。筏板基礎(chǔ)不但能夠充分發(fā)揮地基的承載能力，避免出現(xiàn)不均勻沉降，還能滿(mǎn)足地下空間的使用要求，所以筏板基礎(chǔ)成為當(dāng)前最理想的基礎(chǔ)形式。筏板基礎(chǔ)主要有平板式筏板基礎(chǔ)和梁板式筏板基礎(chǔ)兩種構(gòu)造型式，而平板式筏板基礎(chǔ)由于施工較為簡(jiǎn)單，被廣泛應(yīng)用在高層建筑中。

1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方案選擇

在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，必須滿(mǎn)足以下要求：①基礎(chǔ)所承受的荷重必須小于地基允許的承載力，以保證工程的安全；②要對(duì)基礎(chǔ)的總沉降量和差異沉降量進(jìn)行控制，將其控制在一定的限值內(nèi)，避免上部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞；③在新建房屋時(shí)，要分析對(duì)自身和周?chē)课莸挠绊?，及時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。④以安全為前提，考慮建筑的經(jīng)濟(jì)效果。此外，要想建筑工期短、費(fèi)用低，就不能夠僅考慮基礎(chǔ)，還要充分考慮建筑物的監(jiān)造和運(yùn)行。在明確基礎(chǔ)形式時(shí)，必須全面考慮、分析地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和施工的順序，對(duì)在施工和使用的過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的基礎(chǔ)沉降和差異沉降作出準(zhǔn)確的估計(jì)。

設(shè)計(jì)天然地基上的平板式筏板基礎(chǔ)，除了要滿(mǎn)足上述條件外，還要在上部建筑荷載組合之下的總體軸力和彎矩等作用下，使基底所要承受的最大壓應(yīng)力絕對(duì)不超過(guò)地基承載力。此類(lèi)型的筏板基礎(chǔ)大多數(shù)是補(bǔ)償形式的基礎(chǔ)，只要保證持力層有足夠承載能力，且沒(méi)有軟弱的下臥層，在建筑面積強(qiáng)度中心能夠與基礎(chǔ)形心相重合、接近的，都可以選擇平板式筏板基礎(chǔ)。

在高層建筑中，經(jīng)常選擇人工挖孔樁和管樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式的樁基礎(chǔ)。人工挖孔樁在打入埋有孔隙水且主要成分為粉土的素填土層中，容易產(chǎn)生流土、流砂現(xiàn)象，施工難度較大，所以不建議使用。中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層可以作為靜壓預(yù)制管樁的持力層，樁長(zhǎng)為20 m左右。

2筏板基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1平面布置筏板基礎(chǔ)

盡量使建筑物的中心與筏板基礎(chǔ)的平面形心重合。筏板基礎(chǔ)的邊緣盡量外挑，挑出寬度應(yīng)由建筑物場(chǎng)地條件、地基條件、柱荷載與柱距的大小、使地基的反力與建筑的重心向重合或是盡量減少偏心等因素綜合確定。一般情況下，挑出的寬度應(yīng)為邊跨柱距的1/4～1/3，同時(shí)必須滿(mǎn)足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3—2002）中偏心距e≤0.1W/A的規(guī)范要求。

2.2確定筏板基礎(chǔ)的厚度

要確定筏板基礎(chǔ)的厚度，就必須綜合考慮抗沖切強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，同時(shí)要滿(mǎn)足抗?jié)B的要求。當(dāng)局部柱荷載較大時(shí)，可以在柱下的板底進(jìn)行加墩或者進(jìn)行暗梁設(shè)置，同時(shí)要進(jìn)行抗沖切箍筋配置，以此來(lái)加強(qiáng)板局部的抗剪切能力，避免因部分柱而對(duì)將整個(gè)筏板加厚。除了要對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算控制外，筏板基礎(chǔ)還必須有較強(qiáng)的整體剛度，筏板的厚度可以按照地面樓層數(shù)進(jìn)行估算，每層的板厚約為50～80 mm。

2.3對(duì)筏板基礎(chǔ)計(jì)算的分析

上部結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)之間有著互相影響、互相制約的聯(lián)系，可以將上部結(jié)構(gòu)、地基與基礎(chǔ)作為一個(gè)工作整體來(lái)進(jìn)行計(jì)算，如果上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)、地基三者之間的連接處變形十分協(xié)調(diào)，則建筑體系就屬于靜力平衡狀態(tài)。對(duì)于基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)，考慮上部結(jié)構(gòu)的作用，可以減小基礎(chǔ)整體變形彎曲程度和降低內(nèi)力，得到非常經(jīng)濟(jì)的效果。對(duì)于上部結(jié)構(gòu)來(lái)講，要考慮基礎(chǔ)變形所引發(fā)的變形，這種變形會(huì)使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一部分次應(yīng)力，充分考慮次應(yīng)力會(huì)使結(jié)構(gòu)更加安全。

2.4筏板構(gòu)造設(shè)計(jì)

筏板通常使用雙向雙層通長(zhǎng)鋼筋，當(dāng)墻柱下方板底處的配筋量不夠時(shí)，就需要額外附加一定的短筋，保證通長(zhǎng)鋼筋在最大配筋量的1/3之上，板面只有很少一部分板塊需要附加短筋。筏板的厚度較高，無(wú)法控制混凝土前期的水化熱和收縮開(kāi)裂程度，可以在混凝土中加入膨脹抗裂劑，混凝土在凝結(jié)初期會(huì)出現(xiàn)輕微的膨脹，能夠與混凝土凝結(jié)初期的收縮程度相互抵消，避免裂縫出現(xiàn)，提高了筏板結(jié)構(gòu)的防滲能力；還可以選擇無(wú)縫技術(shù)進(jìn)行施工，使筏板混凝土可以一次性完成澆筑，這樣不但縮短了施工工期，還減小了有縫施工給整體結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不利影響。此外，要加強(qiáng)無(wú)縫施工筏板的養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得低于14 d。

3結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)的合理性對(duì)建筑物的安全、使用與施工工期和投資的額度有著直接的影響。本文對(duì)高層建筑基礎(chǔ)的選型方法進(jìn)行了深入的探討，重點(diǎn)介紹了平板式筏板基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并分析了上部結(jié)構(gòu)、地基和基礎(chǔ)的作用，希望能夠?yàn)槲磥?lái)高層建筑施工打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

［1］劉繼光.筏板基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)分析［J］.北方工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（01）.

［2］劉玉，徐軍.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)若干問(wèn)題探討［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2002（06）.

〔編輯：李玨〕

Analysis of High-rise Residential Buildings Raft Foundation Design

Li Wei

Abstract: By focusing on high-rise residential building described raft foundation, analyzes the superstructure, foundation and the basis of common principles of action, detailing the design basis for selection of high-rise buildings and the foundation raft for reference.

Key words: tall; residential buildings; raft foundation; design