■陶 武 ■江西省土木建筑設(shè)計(jì)院有限公司，江西 南昌 330038

高層建筑逐漸發(fā)展成為城市建設(shè)的主要內(nèi)容，因?yàn)樗梢跃徑獬鞘杏玫貑栴}，同時(shí)還緩解城市人口問題，成為了城市建筑物的極優(yōu)之選。但是，由于由于高層建筑自身的垂直高度大，層數(shù)多，重量較大，所以承受的荷載力所導(dǎo)致的傾斜力矩也會(huì)成倍的呈增長的勢(shì)頭，在這種情況下，就需要基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的承載力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)沉降和傾斜的有效控制，使建筑具有更好的安全性和穩(wěn)定性。

1 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概述

當(dāng)前在我國高層建筑基礎(chǔ)工程施工中，通常都會(huì)采用深樁基礎(chǔ)來進(jìn)行施工，利用樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工，不僅施工較為簡(jiǎn)單，而且樁基礎(chǔ)受力較為合理，可以使深部土層的承載能力充分的發(fā)揮出來。同時(shí)樁基礎(chǔ)與現(xiàn)代施工技術(shù)和材料實(shí)現(xiàn)了完美的結(jié)合，這有效的提高了樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的水平，使其在基礎(chǔ)工程中發(fā)揮著更好的性能。在進(jìn)行高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的因素較多，其基礎(chǔ)的面積、承載力、內(nèi)力及配筋等的確走，需要進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算才能取得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，所以在計(jì)算過程中需要結(jié)合工程地質(zhì)勘察報(bào)告、上部結(jié)構(gòu)類型、需要承受的工作荷載效應(yīng)、施工技術(shù)水平及材料等多個(gè)方面的因素，只有進(jìn)行周全的考慮，才能確?；A(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)各項(xiàng)計(jì)算的準(zhǔn)確性，確?；A(chǔ)的安全和穩(wěn)定。目前在基礎(chǔ)施工中通常會(huì)采用端承樁和摩擦樁，由于端承樁其樁底處于巖層和硬土層中，土層具有較好的非壓縮性，這樣就有效的避免了樁發(fā)生沉積，樁具有良好的承載力。而摩擦樁主要是依靠樁側(cè)摩擦阻力來承擔(dān)豎向荷載，而且樁底土層也會(huì)對(duì)豎向荷載具有一定的支承力，但由于底部支承的土層具有可壓縮性，所以樁基的沉降量還是會(huì)較大的。

在建筑基礎(chǔ)施工時(shí)利用樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工時(shí)，其受力方式有獨(dú)自受力和樁土共同受力兩種情況，其目的都是為了將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給地基。在基礎(chǔ)施工時(shí)，如果利用天然地基，則無法對(duì)建筑物不同部位下的土層厚度進(jìn)行有效的控制，所以土層薄、厚及缺失情況都會(huì)存在，這樣在建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載下不可避免的會(huì)導(dǎo)致沉降的發(fā)生，但利用樁基礎(chǔ)作為基礎(chǔ)工程承載時(shí)，其承載力則會(huì)傳遞給下層的硬土層或是巖石層，能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物沉降量實(shí)現(xiàn)控制。

2 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)和基本要求

2.1 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求

高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求是要滿足建筑結(jié)構(gòu)的抗震性與穩(wěn)定性;滿足地基的牢固性，確保地基豎向的承載力和橫向抗滑移能力;注意地基土層壓力變形范圍和抗壓能力;還需要注意沉降指數(shù)等問題。

2.2 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)

高層建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)受很多因素影響，需要同時(shí)滿足不同要素需求。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本依據(jù)是地面土質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下的巖土成分等;限制依據(jù)是地下室層數(shù)和建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的壓迫程度;更高的設(shè)計(jì)依據(jù)是對(duì)于抗震等外部問題的的要求。

3 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

3.1 沉降縫的問題

由于地基不均勻沉降可能會(huì)引起建筑物各部分的破壞，因此需要設(shè)置一道垂直縫，即沉降縫。由于建筑建造時(shí)所處的土質(zhì)基礎(chǔ)各不相同，并且建筑物相鄰部分的荷載、高度和結(jié)構(gòu)形式差別較大，常會(huì)因?yàn)楦鞑糠植痪鶆虻某两刀鴮?dǎo)致開裂或錯(cuò)動(dòng)，為有效防止此類問題，通常在差異處設(shè)置垂直縫隙，將建筑物分割成若干個(gè)獨(dú)立單元。但是，在實(shí)際工程效果中，沉降縫并不適用于高層建筑。因?yàn)楦邔咏ㄖ旧淼慕Y(jié)構(gòu)壓力會(huì)使逄筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，而沉降縫的設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)地下室在土層中的嵌固作用產(chǎn)生一定的影響，產(chǎn)生額外的壓力負(fù)擔(dān)，不利于高層建筑的安全性與穩(wěn)定性，并且高層中沉降縫對(duì)于設(shè)備、安裝以及后期使用都會(huì)帶來不便，所以在高層建筑中，盡量不留沉降縫，而是用不同的基礎(chǔ)類型或采用不同的地基處理方式來協(xié)調(diào)不同地地基條件引起的沉降差異。

3.2 地基土與結(jié)構(gòu)的問題

把高層建筑、基礎(chǔ)和地基三者看成一個(gè)整體，并要滿足三者在接觸部位的變形協(xié)調(diào)條件，這就是高層建筑與地基基礎(chǔ)的共同作用。具體是指:地基與基礎(chǔ)里的剛性樁、柔性樁、半柔性樁等各類型樁共同承擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載，兩者之間的荷載分擔(dān)比列是按照基礎(chǔ)變形協(xié)調(diào)條件確定的。從這里可以看出:共同作用概念具體運(yùn)用表現(xiàn)在，用沉降控制來設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)。根據(jù)基礎(chǔ)沉陷量大小的控制要求，確定地基補(bǔ)強(qiáng)的程度和發(fā)揮原地基土承載力的程度，以此來進(jìn)行地基處理或地基加固。

3.3 地下室底板受力問題

現(xiàn)代高層建筑通常會(huì)設(shè)置地下室。地下室底板受力問題是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)常要考慮的問題，許多設(shè)計(jì)人員在地下室底板計(jì)算中，只片面的考慮到底板的水浮力和活荷載。采用常規(guī)樁基礎(chǔ)時(shí)，會(huì)下意識(shí)的假定底板與土是脫離狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上，就算完全考慮底板底面以上的全部荷載，也不過是一種假定計(jì)算。研究表明，以側(cè)阻承受荷載為主的樁，由于實(shí)際情況下土與底板底部常有接觸的情況，使得底板承受荷載最大可達(dá)上部的24-30%，因此，這部分荷載也是底板計(jì)算時(shí)必須考慮。

3.4 樁端進(jìn)入持力層的問題

(1)持力層通常應(yīng)選擇巖石層或者較硬圖層，如果以d為樁徑，那么，強(qiáng)風(fēng)化軟質(zhì)巖和砂土不宜小于1.5d;樁端進(jìn)入持力層深度，對(duì)粘性土不宜小于2d;對(duì)于碎石土及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖不宜小于ld旦不小于0.5m。(2)樁端進(jìn)入中、微風(fēng)化巖的嵌巖樁，通常情況下，樁全段面進(jìn)入巖層的深度不宜小于0.5m，若嵌入未風(fēng)化硬質(zhì)巖，嵌巖深度可根據(jù)具體情況做減少，但最好不小于0.2m。(3)如果場(chǎng)地中有液化土層，樁身必須穿過此類土層進(jìn)入下方的穩(wěn)定土層，根據(jù)具體情況計(jì)算進(jìn)入深度，對(duì)礫、粗中砂、密實(shí)粉土和堅(jiān)硬粘性土不應(yīng)小于0.5m，對(duì)其他非巖石土不宜小于1.5m。(4)當(dāng)樁身進(jìn)入膨脹土或者季節(jié)性凍土?xí)r，進(jìn)入深度應(yīng)通過抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算確定，通常情況下，其深度不應(yīng)小于4倍樁徑。

4 對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議

高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑整體設(shè)計(jì)的重中之重，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，作為設(shè)計(jì)人員我們需要從建筑整體來進(jìn)行周全的考慮。在充分考慮與上部結(jié)構(gòu)關(guān)系的同時(shí)，我們還要做好各項(xiàng)假定情況，但很多時(shí)候在實(shí)際設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員通常都是先對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而對(duì)上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相對(duì)往后一些，所以，這就需要在對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要周全的考慮好相關(guān)的影響因素，并采取相關(guān)的對(duì)策，盡量避免或減少在設(shè)計(jì)過程中可能帶來的誤差，使結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的質(zhì)量能夠得以保障。

5 結(jié)束語

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，作為設(shè)計(jì)工作者，在對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中不斷地創(chuàng)新，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，考慮設(shè)計(jì)的各個(gè)因素，同時(shí)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工提出更加嚴(yán)格的要求，這不僅由于基礎(chǔ)工程所占造價(jià)比重較大，同時(shí)還由于基礎(chǔ)工程質(zhì)量直接影響到建筑整體工程的質(zhì)量，進(jìn)而決定著整個(gè)項(xiàng)目工程的投資效益，還事關(guān)人民生命、財(cái)產(chǎn)安全。

［1］張玉娣，劉強(qiáng)一.淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì).黑龍江科技信息，2011(01).