整板基础

定义

整板基础是沿柱列或墙下连续设置、用钢筋混凝土浇筑成的整体式基础，其构造形式是平板式或梁板式^[1][2]。它把上部结构传来的荷载先汇集到一整块底板上，再由底板传给地基，底板因而同时承受柱、墙的集中作用与地基反力^[3]。

平板式筏基是一块厚度相同或局部加厚的钢筋混凝土底板，梁板式筏基则由底板与纵横向基础梁共同组成，肋梁可以布置在板下，也可以布置在板上^[4][5]。梁板式按肋梁方向又分为单向肋与双向肋；柱网间距较大时多选梁板式，而柱荷载不大、柱距较小且分布较均匀时则常用平板式^[4]。

整板基础对底板的厚度有明确的下限要求。按相关规范，多层建筑采用平板式筏基时底板厚度不应小于300毫米，采用梁板式时不小于250毫米，有防水要求时不小于300毫米；高层建筑采用平板式时不应小于500毫米，采用梁板式时不小于400毫米^[6][7]。

原理

整板基础的受力状态与倒置的钢筋混凝土楼盖相似：地基反力自下向上作用在底板上，柱和墙的荷载自上向下传来，二者的方向与普通楼盖正好相反^[3]。因此底板除按正截面受弯计算配筋外，厚度还必须满足受冲切和受剪承载力的要求；平板式筏基的板厚通常由冲切条件控制，柱荷载较大而等厚底板不能满足要求时，可在板上增设柱墩、在板下局部加厚，或配置抗冲切钢筋^[8][7]。其传力路径可简示如下：

graph TD

A[上部结构荷载] --> B[柱与剪力墙]

B --> C[整块钢筋混凝土底板]

C --> D[地基土]

D -->|基底反力向上| C

内力分析方法经历了由简到繁的过程。早期做法把上部结构、基础与地基分开计算，假定基底反力直线分布并按倒置楼盖求内力；其后出现考虑底板与地基变形协调的弹性地基梁板方法；更完整的做法则把上部结构、基础和地基作为一个体系整体分析^[9]。当地基土比较均匀、上部结构刚度较好、柱网和荷载变化不大时，可以只考虑底板的局部弯曲，基底反力按直线分布取值；条件不满足时则按弹性地基梁板方法计算^[6]。

为保证受力合理，设计时还要求底板的平面形心尽量与上部结构竖向永久荷载的重心一致；两者无法重合时，荷载准永久组合下的偏心距宜满足 $e \le 0.1W/A$，其中 $W$ 为与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩，$A$ 为基础底面积^[10]。

发展历程

整板基础在中国的使用有较早的记载。20世纪20年代，钢筋混凝土平板基础开始被采用，但仅限于4层以上楼房；1952年建成的中南行政大楼为增加整板基础的刚度，在底板四周加设了钢筋混凝土反梁，使基础外形像船筏，筏型基础由此得名，此后在软弱地基地区修建房屋时应用渐多^[11]。

相关设计规范的编制经历了较长过程。1974年发布的《工业与民用建筑地基基础设计规范》是我国第一本全国性的地基基础设计规范，改变了此前沿用苏联规范的局面；其后的1989年版、2002年版和2011年版相继修订，2002年版进一步明确了两种极限状态的使用范围，并强调地基基础按变形控制设计^[12][13]。

针对高层建筑的专门标准也在同期形成。1999年发布的《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》之后，中国建筑科学研究院主编的《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》于2011年1月28日发布、同年12月1日实施，代替了前一版本，修订中增加了筏形与箱形基础稳定性计算方法，补充了大面积整体基础的沉降计算和构造要求^[2][14]。2021年发布的《建筑与市政工程地基基础通用规范》自2022年1月1日起实施，其中设有专门的筏形基础设计条文^[13][8]。

应用

整板基础适用于若干典型条件：在软土地基上，柱下条形基础或十字交梁条形基础已不能满足地基承载力和变形要求时可以采用；柱距较小而柱荷载很大，或者各柱荷载相差较大、可能产生明显沉降差时，可用它增强基础整体刚度；建筑物设有地下室或大型储液结构，以及以风荷载、地震作用为主并需要较大基础刚度和稳定性的多高层建筑，也常采用这种形式^[4]。

选型上，平板式与梁板式各有侧重：平板式抗冲切和抗剪能力较强、构造简单、施工方便，框架—核心筒结构和筒中筒结构宜采用平板式筏形基础^[7]。底板面积需要扩大时，扩大位置宜优先考虑建筑物宽度方向，并注意悬挑长度与边端厚度的限制^[6]。

从工程实践看，天然地基上的筏形基础造价大致相当于桩基础造价的20%至70%，是高层建筑中较常用的基础方案之一^[15]。在武汉等软土地区，解放后在软弱地基上修建高层房屋较多采用整板基础，20世纪后期用于10层以下房屋已相当普遍^[11]。带地下室的建筑中，整板基础可兼作地下室底板，并满足地下水位以下地下室和储液结构的防水构造要求^[3]。

局限

整板基础的钢筋与混凝土用量较大，底板通常较厚，属于典型的大体积混凝土施工。浇筑后需重点控制水化热引起的温度应力和收缩裂缝，施工缝宜设置在剪应力较小的断面上^[3]。相比之下，平板式虽然省去模板、施工简便、建造速度快，但混凝土用量偏大；梁板式在材料用量上较为经济，施工却相对繁复^[4]。

设计与验算环节也较复杂。筏形基础既要满足受弯、受冲切和受剪承载力要求，又要对基础梁与底板的顶面作局部受压承载力验算，并在有抗震要求时计入竖向地震作用对柱轴力的影响^[8]。地基方面还需完成承载力计算、变形计算以及抗渗、防水等构造要求，对设计和施工的校审要求较高^[8]。

在承载力和沉降控制方面，整板基础并非万能。当地基承载力较小、单靠底板不能满足要求时，可在筏板下设桩，形成桩筏基础^[16]。此外，基底压力分布不匀会带来倾斜风险，需要通过调整底板挑出长度等方式使荷载合力作用点尽量靠近基础形心，避免出现较大的偏心力矩^[3]。

还有一点需要注意：当底板厚度较大、埋深较深，或处于地下水位较高的场地上施工时，基坑开挖与降水会影响邻近建筑物，需要在方案中一并考虑^[3]。

参见

• 箱形基础 —— 由底板、顶板、侧墙和内隔墙组成的整体式基础，刚度大于整板基础。

• 桩筏基础 —— 在筏板下增设群桩形成的基础，用于地基承载力低或沉降控制要求高的场合。

• 地基承载力 —— 地基在荷载作用下保持稳定的能力，是选用整板基础的基本依据。

• 不均匀沉降 —— 基础各部位沉降量不一致的现象，整板基础的整体刚度有助于减轻其影响。

• 建筑地基基础设计规范 —— 规定整板基础设计与构造要求的主要国家标准。