摘要：高层建筑应该根据地质以及建筑设计目标进行基础选型，筏板型是高层建筑在选型经常采用的一种结构，筏板设计也是高层建筑能否具有高水准的重要部分。本文首先对高层建筑基础选型进行分析，然后重点针对筏板设计的相关问题进行探讨。
关键词：高层建筑 筏板设计 计算
一、高层建筑基础选型
基础设计的首要任务是选定基础方案和基础形式，需要根据上部结构形式，建筑物场地的工程地质条件、施工条件、材料供应以及其他有关情况进行综合考虑。高层建筑基础选型是整个结构设计中的一个重要组成部分，直接关系到工程造价、施工难度和工期，因此应认真研究场地岩土性质和上部结构特点，通过综合技术经济比较确定。高层建筑的基础选型应因地制宜，除基础应满足现行规范允许的沉降量和沉降差的限值外，整体结构应符合规范对强度、刚度和延性的要求，选用桩基或筏基都不是绝对的，而安全可靠、经济合理才是基础选型的标准。高层建筑的基础除直接建于坚硬的岩石上外，一般有如下几种类型:
（一）十字交叉条形基础
是指在柱网下纵、横两个方向上均设置钢筋混凝土条形基础，使上部结构在纵横两个方向均有联系。这种基础适宜于地基较弱，土的压缩性或柱荷载的分布在两个方向都很不均匀的情况。设置十字交叉基础后，可以进一步扩大基础的底面积，同时由于这种基础具有空间刚度，可以调整结构的不均匀沉降。
（二）筏板基础
当地基很软弱，承载能力低，而上部结构传来的荷载又很大，以致于十字条形基础还不能提供足够的底面积时，可采用钢筋混凝土筏板基础。它可做成平板式和梁板式两种。
（三）桩基
桩基是高层建筑中常见的一种基础形式。它适宜于上部结构荷载很大、而地基又较软弱，坚实土层离基础顶面较深，而采用其他基础形式可能导致沉降量过大的情况。桩基可采用钢筋混凝土预制桩、灌注桩或钢桩。桩基选择和承台设计应根据上部结构类型、荷载大小、桩穿越的土层、桩端持力层土类、地下水位、施工条件和经验、制桩材料供应条件等因素综合考虑，做到技术先进、经济合理，确保工程质量。
（四）箱形基础
当地基很软且不均匀，采用筏板基础刚度小，难于满足要求时，可采用箱形基础。该基础是一种具有很大底面积、埋深和整体刚度的基础，与一般基础相比，有很大的刚度，能有效地扩散上部结构传给地基的荷载，同时又能较好地抵抗由于局部地层土质不均匀或受力不均匀所引起的地基不均匀变形，减少沉降对上部结构的影响。与地下室结合，充分利用建筑物的地下空间。但是由于它要耗费较多的钢筋和混凝土，同时还要考虑解决大面积开挖所带来的施工难度，所以一般要根据建筑物的具体要求，通过与其它地基基础类型进行技术、经济比较才能确定是否适用。地基基础方案的选择是受上部结构类型、使用荷载大小、施工设备及技术力量等多种因素制约的。对每一个具体工程，应在满足上部结构要求的条件下，结合工程地质、工程所具备的施工力量以及可能提供的建筑材料等有关情况，综合考虑，通过经济技术比较，确定最佳方案。
二、筏板基础的设计
（一）筏板基础埋深及承载力的确定
城区由于用地紧张，高层建筑密集，因此需设置车库、人防工程、设备用房和水池等地下室，并由其使用功能要求决定地下室的层高和层数，这就基本确定了基础底板的埋置深度，然后，根据该深度结合建筑场地的岩土工程特点进行基础选型，研究选择天然筏板基础的可能性。由于地下室具有一定的埋深及地区的地下水位较高，天然筏板基础属于补偿性基础，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(如标贯试验、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。二是按照补偿性基础分析地基承载力。例如:某栋地上28层、地下2层(底板埋深10m)的高层建筑，由于将原地面下10m厚的原土挖去建造地下室，则卸土土压力达180KPa，约相当于11层楼的荷载重量；如果地下水位为地面下2m，则水的浮托力为80Kpa，约相当于5层楼的荷载重量，因此实际需要的地基承载力为14层楼的荷载。即当地基承载力标准值大于或等于25oKPa时就能满足设计要求，如果筏基底板适当向外挑出，则有更大的可靠度。
（二）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。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。高层建筑箱型基础与筏板基础的计算与一般中小型建筑的基础有所不同，高层建筑除具有基础面积大、埋置深，尚有地基回弹等影响。有时将基础做成补偿基础，在这种情况下，将附加压力视为很小或等于零，这与实际不符。由于基坑面积大，基坑开挖造成坑底回弹，建筑物荷重增加到一定程度时，基础仍然有沉降变形，即回弹再压缩变形。为了使沉降计算与实际变形接近，采用总荷载作为地基沉降计算压力比用附加压力P0计算更趋合理，且对大基础是适宜的。这一方面近似考虑了深埋基础(或补偿基础)计算中的复杂问题，另一方面也解决了大面积开挖基坑坑底的回弹再压缩问题。因此《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》除规定采用室内压缩模量凡计算沉降量外，又规定了按压缩模量E0计算沉降量的方法。设计人员可以根据工程的具体情况选择其中一种方法进行沉降计算。
三、筏板综合设计思路
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，可综合考虑采用以下处理措施:(l)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。
参考文献：
[1]张欣.某高层建筑筏板基础设计、施工与检测.四川大学.2005
[2]李雄威，何立明等.筏式基础室内模型荷载试验.工业建筑.2008年第35卷第5期