关键词：筏板基础；经济比较；受力控制状态
一、现状分析
实际项目当中，结构设计作为辅助性专业，主要需要解决开发者面临的难题，在诸多难题之中，如何节省成本、控制前期投入在综合成本高企的今天越来越被重视，而基础是前期工作，直接影响基础开挖和主体建筑。而设计人天然希望用更多的材料保证更安全的结果，使得对底板厚度毫无控制，许多项目达到3米以上，这不仅增加了开挖难度、成本，还使得抗浮水位更高，增加本体工作量并产生更多水化热影响结构安全度。所以控制好板厚其实可以达到多重目的。
二、确定底板厚度
从结构安全的角度，底板主要抗剪、抗弯、抗冲切，但以往工程经验多采用按上部塔楼结构楼层数确定，这当然有其直接的道理，但也并非是正比关系，那么究竟什么状态可以达到平衡状态呢？
1.底板抗冲切强度
底板抗冲切分为板上墙柱对筏板的冲切和板下桩对筏板的冲切，而前者的解决相对容易且利用桩布置的优化降低冲切破坏风险，所以更重要的是后者是否满足冲切要求。
设边长为b的桩，混凝土抗冲切强度为ft，板厚hs，有效高度hs0，板的抗冲切能力为0.6*ft*Um* hs0，Um为冲切作用范围中轴线，则Um=4（b+ hs0）。另外单桩平均冲切力为`p*n/m，其中`p为单层楼面静活荷载折算重量，n为总层数，m为墙柱下桩的总数量。根据实际工程实测的综合研究总结，为使底板不冲切破坏，采用1.5倍桩的平均荷载作为桩的冲切荷载确定板厚比较合理，则必须满足条件式2.4*ft* hs0*（b+ hs0）≥1.5*`p*n/m。
简化公式令hs0≈hs，则最终公式为
hs2+b*hs≥0.625*`p*n/（ft*m） （1）
2.底板抗弯强度
底板抗弯强度必须满足各工况荷载作用下内部产生的弯矩M≤fs*As* hs0，该公式中M=1/10*q*L2，L为筏板受弯方向的净跨，`q为底板上受到折算总平均反力。`q=`p*n/（mc2），c为桩中心距。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆则底板的抗弯强度为：
fs*As*hs≥1/10*`p*n*L2/（m*c2）
hs≥`p*n*L2/（10* fs*As*m*c2） （2）
3.底板抗剪强度
基础底板跟楼板相同，通常不需要验算抗剪强度，必要时再做特殊处理。
综合（1）、（2）可以看出，hs与n（层数）、m（桩数）、b（桩边长）、ft（混凝土强度等级）及跨度L等参数均有关系，因此也可以看出厚度与层数并非简单的线性关系。
三、厚度控制指标
对于一般的底板厚度及配筋设计，冲切和弯矩最终是由哪个因素起控制作用？要回答这个问题就必须从hs -`p*n/m关系来做更深入的计算研究（以下分析以平板式筏基为考虑对象）。
1.抗冲切
由公式（1）变形得到
（3）
2.抗弯
对公式（2）按规范规定，桩距c与桩径b之比为3.5；且筏板按经济配筋率0.8%考虑，得到As=8hs。
代入公式（2），并简化结果得到
得到结果 （4）
由上述推导公式计算确定实际板厚。
四、经济性分析
1.增加土方开挖量
从上表实际工程比较结果看来，实际的板厚大部分超过所需的一倍，平均向下开挖多1米左右，而当今项目发展趋势占地面积越来越大，动辄几万甚至十几万平米，土方开挖、运输都是不能忽视的成本。
2.增加混凝土的浇筑工作量
挖走的土方必须由筏板的混凝土来填充，也就增加了几万立方的混凝土浇筑量，而板厚的增加也导致施工难度增加以及水化热的增加，按一车混凝土10立方米计算，需要增加接近一万车次，直接成本接近千万，这种成本规模在项目前期确实不可小觑。
参考文献：
[1]混凝土结构设计规范，GB 50011-2010。北京：中国建筑工业出版社，2010
[2]建筑地基基础设计规范，GB 50007-2011。北京：中国建筑工业出版社，2011
论文作者:张帆
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/25
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