【摘 要】我国经济发展速度不断加快，高层住宅楼越来越普及，筏板基础设计自然成为焦点。本文首先对高层住宅楼筏板基础设计的有关理论进行分析，包括承载力与埋深的确定、基础变形量的计算、筏板基础抗浮锚杆设计以及筏板基础计算方法等，并结合具体案例进一步探究。
【关键字】高层；筏板基础；设计；案例分析
前言：基础选型是高层住宅楼设计中非常关键的，很多高层住宅楼的地下被设计成停车场，自然不能设计太多墙体，此时筏板基础就能很好的满足各种需求，而且施工较为简单，已经广泛应用到高层住宅楼的建设中。
1.高层住宅楼筏板基础设计分析
1.1.确定承载力与埋深
由于我国城市用地紧张，因此高层住宅楼越来越密集，设备用房、车库等地下室成为必须设置的，要结合具体功能确定地下室层数和高度，因此基础埋深也就确定了，然后再结合土质特点确定基础类型的选择。是否可以使用筏板基础的方式又两种，第一是结合承载力设计值确定；第二是结合补偿性基础特征对地基承载力进行研究。
1.2.筏板基础变形量的计算
地基变形量的计算是高层住宅建筑中最重要的验算，以当前的理论水平无法精准的计算地基变形量，计算结果会与实际情况有较大差距，因此给设计人员增大难度，可能会造成造价提高、资源浪费等后果。高层住宅楼的地基变形量计算，由于基坑深度大，因此会出现地基回弹变形从而导致地基凸起，实际中对其的计算难度较大，通常来说实际地基变形量是计算结果的一倍多。地基沉降变形的计算不能将地基回弹再压缩变形产生的沉降量忽视，应该更加重视。
根据实际经验可知，刚性筏板基础挠曲变形小，主要为整体的沉降变形。当筏板基础厚度相同时，其刚度随面积增大而减小。实际的设计中可以将独立柱基和板式筏基相结合，也就是在高层住宅楼的中部采用筏板基础，而四周采用独立基础或联合基础。
1.3筏板基础抗浮锚杆设计
目前大部分城市地下水水位都比较高，所以筏板基础地板埋深如果太大，就必须要有抗浮锚杆。筏板基础抗浮锚杆的设计要注意两点：其一，如果地下室和上部结构无法抵抗地下水浮力，地下室就会出现上浮情况，但如果筏板基础底板结构重量能够抵抗地下水上浮力，则能够确保高层住宅楼基础结构的稳定性。所以要完成地下室和地面上部分结构方可确保高层住宅楼不受地下水上浮力影响，而不用在施工整个过程都要注意地下水位变化；其二，浮托力是由于基坑内有积水而产生的，基坑内积水高度和地下室体积是决定浮托力大小的因素。所以，施工中要将水位控制在合理范围内以避免浮托力的产生。
1.4筏板基础计算方法
筏板基础计算方法有很多，但要结合适用范围和实际情况选择适当的方法，目前级数法、伦算法和静力平衡法是比较广泛应用的简化算法。当地基分布较为均匀，荷载情况相对平均时，可以选择倒梁法或倒楼盖法；较为复杂的地基分析则可以选择有限元法。
2.高层住宅楼筏板基础结构设计
平板式筏基和肋梁式筏基是高层住宅楼筏板基础中最常用的两种结构，一般来说，基础肋梁会安置在底板上，如果地基均匀度不好或者有其他需求，也可以将其安置在底板下。筏板基础的设计需要注意以下几点：第一，设计中尽可能将筏板基础形心和上部结构负载重心保持一致，尽量避免基础偏心太大而导致基础受到弯矩作用；第二，结合抗冲切和抗剪强度测试来确定底板详细厚度，如果柱网之间距离较大，在柱间设置暗梁可以减缓冲切力的影响，底板厚度也可以适当减小，另外，也可以通过预应力钢筋来减少底板使用混凝土的量，从而将工程造价控制在合理范围内。确定底板厚度的因素中，冲切作用强弱是最关键的因素，因此必须要进行抗冲切计算；第三，无肋梁筏板基础的设计可以参考无梁楼盖跨柱上板梁和中板梁带的设计方法，如果要准确计算需要采用有限元方法；第四，筏板基础的受力钢筋最小配筋率为0.15%，悬挑板需要将钢筋附加在角位置。设计人员通常只对结构钢筋配置高度重视，而忽视或不重视构造筋的要求。
3.高层住宅楼筏板基础设计案例分析
以某地高层住宅楼的筏板基础设计为例进行分析。
3.1工程地质情况分析
该高层住宅楼地上为20层，地下室一层，为剪力墙结构。土层分布从上至下分别为0.5-3米的人工填土层；0.6米的冲洪积土层；1.5-8.3米、标贯击数为8-16之间的可塑状残积土层；2.3-12米、标贯击数在18-29之间的硬塑状残积土层；2.4-8.5米的岩石全风化层；0.5-12米的岩石强风化层；1.2-2.2米的岩石中风化层；1-1.5米的岩石微风化层。塔楼占地面积为两千多平方米，地基承载力均值约为240kPa。
3.2筏板基础设计
筏板基础平面设置：筏基平面形心与建筑重心尽可能要重合，筏基边缘最好外挑，且由柱距、场地环境、地基条件、建筑物重心和地基反力的重合等因素决定，通常其宽度是边跨柱距的四分之到三分之一之间。
筏板基础厚度设置：抗剪强度和抗冲切实筏板基础厚度的决定因素，而且还必须符合抗渗要求，如果柱荷载和柱距偏高时，可以通过设置暗梁或者在底板下加墩来增强抗剪切能力。同时还对筏板基础的整体刚度有较高要求，通常来说，筏板厚度是根据地上楼层数量来计算，每层板厚约为0.05-0.08米之间。该楼地上共有20层，筏板厚度为1.1米，在轴力偏大的柱下板底加柱墩，厚度约为1.5米。
筏板基础内力设置：通常计算筏板基础内力都是使用简单算法，最主要的特点是地基、基础和上部结构构成静力平衡系统，三个部分的计算相互独立，其中使用最广泛的方法就是倒楼盖法，但其适用条件为筏板基础刚度和上部结构刚度较好、地基均匀、柱距与柱轴力差距较小。当然这种方法也是有缺陷的，即对基础整体影响完全忽略，不能计算出挠曲变形。这三个部分在计算时是相互独立的，但实际上三者之间相互制约、相互影响。
根据相关资料分析可知，地基压缩层如果是强风化岩层、风化残积土层，则沉降量计算最好使用分层总和法。该案例使用的是有限元法，也就是将筏板基础分割成若干部分，每个部分的地基基床系数是通过土的变形模量算出的。
结束语：
高层住宅楼如今已经非常普遍，筏板基础不仅能够满足地基的承载力，还能尽可能的利用空间，在筏板基础的设计过程中，要通过科学合理的方法对筏板基础承载力、变形量和埋深等参数进行计算。高层住宅楼施工过程中筏板基础进行科学的设计，是高层住宅楼安全性的基本前提，也是建筑的关键构成。
参考文献：
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