住宅筏形基础设计成本控制分析

1平板式桩筏基础设计理论

当筏板下采用满堂布桩且桩长相同时，不考虑群桩对筏板刚度的影响［2］，可认为地基反力是较均匀的，上部结构采用剪力墙体系，结构整体刚度较好，且上部结构布置较为均匀。因此，可采用平板式桩筏基础［3］。根据桩基规范［4］分别选用式5．9．2-1，5．9．2-2，5．9．7-1，5．9．8-9，5．9．10-1等对筏板受剪力墙荷载和群桩荷载工况下的抗弯、抗冲切及抗剪承载力进行验算。并可依据筏形基础规范中式5．3．6，5．3．7等复核内外墙下筏板的受剪和受冲切承载力。值得指出的一点是，当桩筏基础成为平板式时，抗规第6．6．4条和高规第8．2．4条都有在柱(墙)轴线板带内设置暗梁的要求。本文认为，上述两条规定与高规第7．2．26条规定顶层连梁带箍筋入墙相类似，都是为了加强结构延性的构造性规定。而平板式桩筏基础在满足承载力的要求下没有抗震延性要求。因此，墙(柱)下纵横轴线筏板内也没有必要设置暗梁［5］。但是地规［6］第8．4．12条规定柱(墙)宽及其两侧各0．5倍板厚且不大于1/4板跨的有效宽度范围内，其钢筋配置量不应小于柱(墙)数量的1/2，且应能承受部分不平衡弯矩;板带和跨中板带的底部钢筋应有1/2～1/3贯通全跨，且配筋率不应小于0．15%;顶部钢筋应按计算配筋全部连通;柱(墙)内力应按地震作用不利组合计算等应当满足。

2案例分析

2．1承台—止水板复合基础。某高层住宅，地下1层，地上11层，总建筑面积12000m2，建筑总高度40．2m，剪力墙结构。建筑所在地区抗震设防烈度7度，设计地震分组第三组，场地类别Ⅲ类。采用桩筏基础，设计桩型为桩径400mm预应力混凝土管桩。原设计为多桩承台—止水板复合基础，平面布置如图1所示。基础基本参数为:承台(图中实线)1000mm厚，B＆TΦ20@150，双层双向;止水板(剪力墙内部)400mm厚，Φ14@150，双层双向;连系梁(图中虚线)300×500mm，B4Φ20＆T4Φ25，Φ10@100(2)，通长;暗梁(图中虚线)250mm×500mm，B＆T4Φ20，Φ8@200(2)，通长。以上除箍筋外均采用三级钢筋。2．2暗梁—筏板加强基础。某高层住宅，地下2层，地上18层，总建筑面积9100m2，建筑总高度54．4m，剪力墙结构。建筑所在地区抗震设防烈度7度，设计地震分组第3组，场地类别Ⅲ类。采用桩筏基础，满堂布桩，桩轴间距2100mm，设计桩型为桩径500mm预应力混凝土管桩，单桩长20m。原设计为平板式桩筏基础，基底面积630m2。基础基本参数为:筏板1400mm厚，TΦ22@150＆TΦ25@150，双向;暗梁500×1400mm，B＆T6Φ25，G6Φ16，Φ12@100(4)，通长。以上除箍筋外均采用三级钢筋。

3工程成本分析

3．1承台—止水板复合基础与平板式筏形基础两类基础工程量、材料量以及工期等比较见表1。3．2暗梁—筏板加强基础与简单的筏板基础两类基础工程量、材料量以及工期等比较如表2所示。

4结语

本文通过理论分析和成本概算，充分证实了高层建筑及其附属地下车库基础设计过程中，平板式筏形基础的应用优势。从建筑结构基础设计的基本原理和影响成本的基本因素可得出以下结论:1)基础方案的比选不仅仅在于用钢量和混凝土量等结构材料的成本考虑，还应包括土方量、防水面积、工期要求及施工工艺等间接成本的测算，本文案例一即证明了间接成本起决定作用的工况。2)本文不支持过分依靠降低用钢量或混凝土用量等方式以削减成本的做法。

盲目地通过增加筏板厚度来调整荷载和桩反力，以减小差异沉降的做法也不足取。在满足概念设计、计算要求和构造相关标准的前提下，案例二通过优化重复设置的冗余配筋或者通过优化结构形式以降低材料用量或者工程综合造价的做法是有效的。3)影响基础工程综合造价的因素不仅仅在于用钢量和混凝土用量等硬性指标，还包括土方量、防水工程量、施工措施费用及工期要求等。因此在施工图设计初期考虑建筑、结构、施工等多重因素的基础选型非常重要，合理、有效的基础形式对建筑成本的控制有直接影响。

参考文献:

［1］李兰．高层建筑结构筏板基础设计与研究［D］．合肥:合肥工业大学，2007．

［2］JGJ6—99，高层建筑箱形与筏形基础技术规范［S］．

［3］杨建林．桩筏基础中筏板厚度的确定［J］．水利与建筑工程学报，2009，7(4):79-82．

［4］阳吉宝．高层建筑桩筏和桩箱基础的优化设计［J］．工程勘察，1996(1):23-24．

［5］JGJ3—2002，高层建筑混凝土结构技术规程［S］．［6］JGJ94—2008，建筑桩基计算规范［S］．

作者:李乌江 单位:山东众成地产集团有限公司