谭光德
（银川市规划建筑设计研究院有限公司）
【摘 要】近年来，随着经济的高速发展，我国高层建筑的数量逐渐增多，随着楼的高度和层数越来越多，高楼建筑的受力情况将会变得越来越复杂，基础工程的设计与施工对高层建筑本身以及周围环境都会产生重要影响，因此在高层建筑施工中，必须要做好基础设计，确保建筑的科学合理。
【关键词】高层建筑；筏板基础；
在高层建筑施工中，基础设计对整个建筑结构的设计有着重要作用。高层建筑与普通建筑相比在水平与垂直上的荷载都较大，而且随着高层建筑高度的增加，建筑在水平荷载形成的剪力与弯矩也正在不断的扩大，从而导致建筑物产生的倾覆力矩成倍增加，这也使得高层建筑的基础受力变得更加复杂，对基础刚度和强度的要求将变得更加严格，因此对高层建筑结构筏板基础设计进行研究是十分必要的。
一、筏板基础的优势所在
筏板基础是一种典型浅基础，在建筑中起到的主要作用就是对建筑物上部的荷载进行支撑。但因为高层建筑的荷载较大，不少设计师在进行高层建筑设计施工过程中弃用筏板基础而使用桩基基础或桩筏基础等形式。但经过研究发现，在许多高层建筑使用筏板基础会具有以下几点优势：1、通常情况下，筏板基础的整体刚度较大，可以在一定程度上实现对地基发生的不均匀沉降进行调节。2、在高层建筑施工过程中，如果残积层过厚，使用桩基础将会耗费大量的资金，而且需要较长的时间进行施工，同时，桩基在施工过程中会对施工周期的环境造成较大的影响。3、筏板基础安全系数较高，一般大于4，而桩基础的安全系数一般只能达到2，由此可见筏板基础的安全性更高。4、筏板基础可以在地下室结构中进行应用。5、桩基基础一般需要固定在承台下方，而筏板基础的固定点通常位于基础板位置，因此当发生地震时，水平力对筏板基础产生的影响较小，结构将更稳定。6、发生地震时，桩基础之间会产生冲击，容易引起破坏，而筏板基础的抗震性更强。
二、设计筏板基础时的注意事项
1、高层建筑施工过程中，需要尽可能的将筏型和上部结构荷载相互重合，确保底板尺寸与形状的准确性，如果设计过程中，需要对底板设计进行更改，应当将其设计为悬挑板，必须要对以上因素进行综合考虑，从而使基础端部地基受到弯矩的影响能够得到有效控制。2、在设计过程中应当通过抗剪强度与抗冲切验算来确定底板厚度，通过加厚底板的形式来提高抗冲切强度，并依据筏板抗弯计算确定配筋厚度。3、构造配筋要求，在施工中筏板受力筋需要满足规范，悬挑板角位置需要完成对附加钢筋的设置，设计人员在设计过程中经常会配置更多的受力钢筋，从而忽略了构造钢筋的配置，这在部分高层建筑中有所体现，而且使高层建筑留下了安全隐患，因此要在日后的高层建筑设计过程中，设计人员要注意在构造配筋上的设置工作。
三、分析天然地基筏板基础设计
（一）分析基础结构
在高层建筑设计过程中，为了对主楼与裙房的之间的地基差值得到合理控制，需要使主楼的基础向裙房方向展开一定的延伸，从而使高层建筑的地基反力得到合理控制。选取某地的高层住宅建筑的地基进行计算，计算结果显示地基平均反力的最小值为312kPa，高层住宅电梯井筒处的板厚度达到了1.8米，都满足不了主楼对地基的控制要求。同时在建筑设计过程中，在地下室内部加设混凝土墙，提高筏板地基的整体刚度。核心筒厚板处支座配筋率应当达到0.75%左右，由于跨中上部需要对裂缝进行控制，因此受拉钢筋配筋率的应当控制在0.2%左右，而其余处的配筋率应当控制0.5%左右。
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（二）分析筏板基础的受力情况
楼层高度的增加将会使楼层整体结构的荷载也上升，压力的分布不会发生变化，而各个点的压力值则会随着楼层的高度逐渐上升。相关试验表明，主楼高度超过五层后，各个部位的土反力值的大小的差异性将会达到最大。如果筏板基础横向跨度不大，土反力的增加则会较为平稳。此外，土反力受到基础刚度的影响也较大。在高层建筑施工中，如果筏板厚度发生突然性变化，那么位于变化区域内的土反力也会产生相应的变化，筏板厚度的变化越大，土反力的变化也就越大。
（三）分析筏板内钢筋应力.
在完成筏板基础浇筑工作后，浇筑的混凝土在一段时间内将会产生一定的收缩，此时因为受混凝土收缩的影响，筏板的底部和顶部钢筋都会形成压力，这部分压力在实际设计中对基础设计有着巨大帮助。通过众多高层建筑的实践不难看出，在施工过程中，随着建筑整体荷载的增加，钢筋所承受的压力将会有所降低，当主楼达到第二层施工时，建筑中一部分钢筋将会受到拉力作用，而当施工达到第五层后建筑中的所有钢筋都会处于拉伸状态。一般建筑中的钢筋此时的应力变化都远低于设计的要求值。因此，在实际施工过程中，可以适当的降低筏板基础中的配筋率，从而在保证工程质量的基础上实现对工程成本的合理控制。
（三）分析构造措施
在裙房与主楼筏板之间使用的防水板，应当设置后浇带。实际工程建设过程中防水板后浇带应当在主楼顶板混凝土浇注完成后的2个月后开始，混凝土的浇注还需要依据实际施工过程中的沉降值确定，从而实现对裙房和主楼基础在沉降上存在差异的合理控制。裙房通过防水板加独立基础的方式对沉降量进行控制。此外，裙房和主楼之间的后浇带产生的沉降量多数都出现在施工过程中，这对工程的整体控制着重要意义。
高层建筑基础设计是整个工程的重点内容，主楼在竖向上的荷载中心与基地办法之间的偏心距不能超过0.1,要满足规范。此外，应当通过冲切及受剪和剪力墙的预算对基础筏板的能力进行确认，确保满足相关的规范要求。
在实际工程施工中，通过以上运算以及对结构的分析，可以看出工程中建设过程中使用天然地基筏板基础的适用性。如果应用达到了工程在实际设计中的安全指标和经济指标，那么就可以在高层建筑中对其进行应用，提高建筑的安全性和经济性。
四、结束语：
综上所述，在设计高层建筑过程中，要注意整个建筑结构的选型，这不仅会对工程的造价产生影响，而且对工程后期的难度及工期对会产生一定影响。因此，在高层建筑的设计过程中，要对场地的岩土、上部机构特点进行详细的研究，从多方面对应用的技术进行对比，寻找最佳的设计方案。此外，高层建筑的基础选型一定要依据场地的实际情况而定，本文重点介绍了高层建筑中筏板基础的设计，希望对建筑行业发展能够有所帮助。
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论文作者:谭光德
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年8月供稿
论文发表时间:2015/12/2
标签：基础论文; 高层建筑论文; 过程中论文; 主楼论文; 建筑论文; 地基论文; 荷载论文; 《工程建设标准化》2015年8月供稿论文;