梁板式筏基与平板式筏基的探讨

王 亚 妮

(上海原构设计咨询有限公司太原分公司，山西 太原 030006)

0 引言

伴随着近期一系列“地王”“楼王”冒出的新闻，房价的持续增长已经成为我国一个大众关注又不可忽视的国情。这也侧面反映了我国土地资源及住房资源的愈加紧张，从而催生了城市中高层及超高层建筑的发展。高层建筑的基础设计是高层设计中至关重要的一环。它除了要承受整个建筑的竖向荷载，还要考虑风荷载和地震的作用。而筏板基础以其大面积覆盖，对基础局部变化不敏感的特性，不仅能减少地基土的单位面积压力、提高地基承载力，还能增强基础的整体刚度，调节地基的部分不均匀沉降，此外还有较大的空间来满足停车库的要求，因而成为高层建筑的一种首选基础形式。

筏板基础常见的有梁板式筏基和平板式筏基两种。两种基础形式在基本组成、受力特性、适用条件、施工条件和经济控制方面有各自不同的特点，结构设计应该根据其各自的特点和工程的需求来选用最适合本工程的基础形式。下面就这两种形式的基础进行比较和探讨。

1 梁板式筏基的特点

梁板式筏基由基础梁和筏板组成，基础梁一般沿着上部结构的柱轴线纵横向布置，基础筏板一般为双向多跨连续板，如果跨度较大也可以考虑在柱网间增加次梁，把大板划分为较小的板块。基础梁可以与筏板上部齐平，也可以与筏板下部齐平。上平式使地坪自然形成，较经济，但造成了很多防水死角，施工不方便。下平式施工方便，但需要架空或覆土回填到建筑地面。这种基础的传力途径是由地基反力传递给基础筏板，筏板传给基础次梁，再由基础次梁传给主梁。属于倒楼盖的结构模型。

梁板式筏基的优点：刚度大，传力形式简单，混凝土的用量较少等。

梁板式筏基的缺点：基础梁高度大，埋深和土方量稍大；受基础梁布置的影响，基础刚度变化不均匀；在荷载较大的柱底或刚度集中的中筒部位易造成受力突变和配筋的剧增等。

2 平板式筏基的特点

平板式筏基由一大块等厚的钢筋混凝土筏板组成，适合于柱距较小、柱网复杂不规则的结构。平板式筏板受力较为复杂，大致可以简化为：楼板柱宽范围内的荷载产生的弯矩通过板直接传给柱，其余部分通过扭矩传递到柱子上，使柱受弯，最终所有的荷载由柱传向基础。类似于无梁的倒楼盖模型。平板式筏基常见的为等厚的筏板基础，当抗冲切不满足时，也可以采用局部加厚、增设柱墩和变厚度的筏板基础形式。

平板式筏基的优点：刚度大，抗冲切能力强，基础底板受力均匀，在荷载较大的柱底或刚度集中的中筒可以改变筏板的高度并调整配筋以满足受力要求等。

平板式筏基的缺点：筏板较厚，混凝土用量相对较大，传力形式复杂等。

3 适用条件

根据上述受力特性，可以看出梁板式筏基适用于柱网间距较大、较规则的建筑，平板式筏基则比较适合于柱网复杂及中筒刚度较大的建筑。GB 50007—2011建筑地基基础设计规范中指出：“框架—核心筒结构和筒中筒结构宜采用平板式筏型基础。”实际设计中，我们遇到高层剪力墙结构采用梁板式筏基时，电梯集中设置的部位常常出现基础梁超筋的现象。此时这种部位因应力集中刚度过大就相当于一个小的中筒，这对设计者来说就需要更多的时间去调整基础梁的布置或对部分梁进行加强措施。

在地下水位较高的场地，对有多层地下室的建筑，或者基础埋深比较大的工程，如果采用梁板式基础，因其施工难度大造成的工期变长，板承受的水浮力就会很大，有可能需要考虑增加降水深度。这时选用平板式基础则更为方便。

4 施工条件

一般情况下，梁板式筏基的混凝土需求量比较少，但是因为梁板钢筋布置复杂，支模不便，相对平板式筏基更加消耗人工。当建筑对地下室有很高的防水要求时,需要采用自防水并利用地基梁之间的“空格”设置架空排水层。施工时一些阴角阳角的防水一定要处理好。如若遇到上文中提到的水浮力的问题，有可能还需要增加一部分降低地下水位的费用。此外，梁板式筏基的高度一般比平板式筏基大。例如，8 m柱网的基础梁，高度可能为1.0 m～1.5 m，而平板式筏基的高度可能只需要0.8 m～1.2 m。所以，当基础的挖土深度是由基础高度来决定时，采用梁板式筏基将比平板式筏基多挖几十厘米的土，那么在开挖的土方量和基坑支护的工程量上平板式筏基就会更有优势。

反观平板式筏基，它的钢筋布置没有梁板式复杂，因而支模简单，节约了模板，楼面钢筋绑扎也方便，节省了人工。它没有凸出来的基础梁，更便于布置管线和施工，防水处理效果也更好，综合下来，可以大幅提高施工速度。但是平板式筏基因为筏板厚度较大，施工时对混凝土温度的控制要求高，有可能存在因混凝土用量过大而造成供给跟不上等问题。

5 经济控制

建筑工程的成本控制有诸多的影响因素，表面看主要在施工阶段投入大，但要想节约投资，最主动的控制方法之一就是在施工之前的设计阶段。对结构设计阶段的成本控制主要是控制混凝土用量和含钢量。混凝土用量方面梁板式筏基占有一定的优势，含钢量方面我们用一个实例来做比较。

某住宅小区的单层车库(地上无住宅部分)，车库底板到顶板的层高3.7 m，顶板覆土厚1 m，柱网间距大部分为7 m×7 m。我们取其中一跨进行对比分析。混凝土强度等级均选用C30，做梁板式筏基时，板厚取350 mm，梁截面取400 mm×1 000 mm。做平板式筏基时，板厚取400 mm。进行配筋计算，最大裂缝以0.2 mm进行控制。计算结果对比如表1所示。

表1 梁板式与平板式筏板混凝土用量及含钢量对比

从表1可以看出，平板式筏基的混凝土用量比梁板式筏基高出0.59%；但是含钢量却比梁板式筏基少了38%。可见，虽然平板式筏基在混凝土用量方面略显浪费，但在含钢量方面却比梁板式筏基节省了很多。根据现今市场上混凝土和钢筋的价格，无疑是平板式筏板要更为经济。

在工期方面，因为梁板式筏基施工难度大，工期一般较长，平板式筏基较短。在劳动力价格日趋上涨的今天，这也是一个值得考虑的因素。

此外，从土方开挖量、模板数量、边坡支护等方面考虑，平板式筏板都是比较经济的。

6 结语

将梁板式筏基和平板式筏基进行综合比较，见表2。

表2 梁板式与平板式筏基综合比较表

表2为一般常见建筑的基础形式比较得出的结论，特殊建筑需要根据实际情况进行比较并选择适宜的基础类型。

综上阐述，筏板基础类型的选择需要根据上部结构形式、柱网间距、荷载大小、工程地质情况以及施工条件等因素综合确定。当柱承受的荷载太大，柱距也比较大，柱网又比较规则时，可以优先采用传力简单合理的梁板式筏基。而平板式筏基有着明显的施工优势和成本优势，相信其将来也必会在高层和超高层建筑中拥有更广泛的应用。