【摘要】新時期高層建筑已經(jīng)成為建筑業(yè)發(fā)展、社會進步的物質(zhì)和技術(shù)表現(xiàn)形式，應(yīng)該因素設(shè)計部門和建設(shè)部門的重視，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計無論是在造價，還是在結(jié)構(gòu)上，高層建筑基礎(chǔ)都占據(jù)著重要的位置，因此，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計成為整個設(shè)計的重要組成部分。本研究從高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計選型工作出發(fā)，對當(dāng)前高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計方法進行了評述，對高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計提出了行業(yè)的思考，以供高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計人員進行借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；基礎(chǔ)設(shè)計；框架結(jié)構(gòu)；箱（筏）基礎(chǔ)；樁箱（筏）基礎(chǔ)

1、前言

基礎(chǔ)是整個建筑工程的重要部分，其重要性在結(jié)構(gòu)、占比、造價、工時上有著全面的體現(xiàn)，是建筑設(shè)計、建設(shè)和施工單位高度重視的關(guān)鍵部位和環(huán)節(jié)。高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計工作中只有通過全面了解情況、優(yōu)化基礎(chǔ)選型、全面科學(xué)計算等工作才能夠確保高層建筑基礎(chǔ)的安全性和功能，同時確保高層建筑基礎(chǔ)工程造價的可控和降低。在高層建筑基礎(chǔ)實際的設(shè)計工作中要對基礎(chǔ)選型影響因素進行控制，堅持基礎(chǔ)選型的原則，通過對高層建筑框架結(jié)構(gòu)、箱（筏）和樁箱（筏）種類基礎(chǔ)的有效設(shè)計和全面控制，實現(xiàn)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的目標，促進高層建筑基礎(chǔ)功能的完善，真正完成高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的系統(tǒng)性、全面性的目標。

2、高層建筑基礎(chǔ)選型工作的要點

2.1高層建筑基礎(chǔ)選型的影響因素

2.1.1高層建筑上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)選型的影響

上部結(jié)構(gòu)對高層建筑基礎(chǔ)類型、深度、浮力等重要參數(shù)存在著直接的影響，由于上部結(jié)構(gòu)種類的不同，會引起高層建筑基礎(chǔ)荷載大小和分布的不同，要在設(shè)計高層建筑基礎(chǔ)予以注意。同時，不同類型的高層建筑上部結(jié)構(gòu)會因自身的類型不同而產(chǎn)生不同的沉降幅度和變形幅度，因此，帶來高層建筑基礎(chǔ)形式上的不同。地下室的種類和形狀也會對基礎(chǔ)選型有一定影響，要在設(shè)計高層建筑基礎(chǔ)時做以重點考量。

2.1.2地質(zhì)條件對高層建筑基礎(chǔ)選型的影響

地質(zhì)條件中兩項情況對高層建筑基礎(chǔ)選型影響最為顯著，一是，地基持力層情況，持力層是承受高層建筑基礎(chǔ)負荷的土層，要根據(jù)持力層承載能力大小和壓縮模量變化幅度選擇高層建筑基礎(chǔ)類型；二是，穿越土層基本狀況，應(yīng)該根據(jù)土層中地下水影響和樁基穿越能力的大小選擇高層建筑基礎(chǔ)的類型。

2.1.3周圍環(huán)境因素對高層建筑基礎(chǔ)選型的影響

一是，高層建筑施工的振動和噪聲要對基礎(chǔ)帶來各種影響，因此需要對此加以控制和預(yù)防，以便高層建筑基礎(chǔ)能夠持久、穩(wěn)定和安全。二是，高層建筑施工中的空間因素也會給基礎(chǔ)類型帶來一定的影響，要選擇既利于施工有利于穩(wěn)定的高層建筑基礎(chǔ)類型。三是，高層建筑施工中擠土效應(yīng)，高層建筑基礎(chǔ)樁基的入土和擠土?xí)a(chǎn)生擠土效益，這會對周邊建筑和地下管網(wǎng)造成影響，應(yīng)該從最小影響原則出發(fā)，優(yōu)先選擇擠土效應(yīng)最小的樁基方式進行高層建筑基礎(chǔ)施工。

2.1.4高層建筑基礎(chǔ)樁種類的影響

不同種類的基礎(chǔ)樁有著不同的尺寸，應(yīng)該從持力層性質(zhì)、安全性要求、高層建筑負荷等主要方面確定基礎(chǔ)樁的類型和規(guī)格，使其滿足高層建筑總體施工建設(shè)的需要。

2.1.5高層建筑基礎(chǔ)施工的工期

工期是設(shè)計高層建筑基礎(chǔ)類型的重要參考參數(shù)，要在確保高層建筑基礎(chǔ)施工速度、施工質(zhì)量和施工效益的基礎(chǔ)上形成最為科學(xué)的施工工期，實現(xiàn)高層建筑總體價值的全面兼顧。

2.2高層建筑基礎(chǔ)選型的基本原則

高層建筑基礎(chǔ)選型應(yīng)該堅持的原則有：一是，多樣式原則，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計單位應(yīng)該全面掌握各種高層建筑基礎(chǔ)類型，并有針對性地選擇社會和綜合價值較高的高層建筑基礎(chǔ)類型。二是，經(jīng)濟性原則，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計要追求最佳的經(jīng)濟效益，因此，設(shè)計高層建筑基礎(chǔ)時要考慮到成本控制、施工進度的重要因素，全面提高高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計和施工的經(jīng)濟性。三是，總體優(yōu)化原則，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計單位要對各種設(shè)計綜合起來，將各種設(shè)計的優(yōu)勢集中起來，形成優(yōu)化的高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計，以實現(xiàn)高層建筑建設(shè)的基本目標。

3、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的方法

當(dāng)前高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計采用上部結(jié)構(gòu)與地基、基礎(chǔ)共同作用的分析方法，這種方法中地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)之間同時滿足接觸點的靜力平衡以及接觸點的變形協(xié)調(diào)兩個條件，即將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者看成是一個彼此協(xié)調(diào)的整體。這種從整體上進行相互作用的分析方法難度較大，計算量龐大，對計算機的性能及存儲量要求較高，只在較復(fù)雜或大型基礎(chǔ)設(shè)計時，按目前可行的方法考慮地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的相互作用。共同作用分析方法的進步之處僅在于它考慮了上部結(jié)構(gòu)的剛度，這一優(yōu)勢是傳統(tǒng)設(shè)計方式所不具備的。

4、做好高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的要點

4.1框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的要點

在高層框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計時，基礎(chǔ)宜柔不宜剛；若地基土為高壓縮性，則基礎(chǔ)宜剛；當(dāng)采用樁基時，可考慮采用變剛度布樁的方式（如改變基礎(chǔ)中部樁徑或樁長、加密中部布樁），以調(diào)整地基或樁基的豎向支承剛度，使差異沉降減到最小，從而減小基礎(chǔ)或承臺的內(nèi)力。

4.2箱（筏）基礎(chǔ)設(shè)計的要點

對高層建筑箱（筏）基礎(chǔ)設(shè)計時，考慮上部結(jié)構(gòu)參與工作有利于降低箱基的整體彎曲應(yīng)力。建議采用共同工作整體分析進行計算，這樣算得的整體彎曲箱基底板鋼筋應(yīng)力才比較符合實際；另外，共同作用使得上部結(jié)構(gòu)下面幾層邊柱（墻）出現(xiàn)較大內(nèi)力，采用常規(guī)設(shè)計方法時應(yīng)提高邊柱（邊墻）的內(nèi)力。

4.3樁箱（筏）基礎(chǔ)設(shè)計的要點

高層建筑樁箱（筏）基礎(chǔ)上部荷載滿布，可采用變剛度布樁的方式，調(diào)整樁基的豎向支承剛度，從而調(diào)整樁頂反力分布；若考慮利用樁間土分擔(dān)上部荷載，充分發(fā)揮箱（筏）底樁間土的承載力，可適當(dāng)增加基礎(chǔ)中部樁的間距；另外，若上部結(jié)構(gòu)為剪力墻，則樁宜沿剪力墻軸線布置，這樣與滿堂布樁相比可以大大減小底板的厚度。

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