高層建筑基礎的設計選型與應用

摘要：隨著(zhù)高層建筑在我國的工程建設中越來(lái)越普遍，高層建筑基礎作為高層建筑結構體系的一個(gè)重要組成部分，也日益被業(yè)內人士所重視，那是因為高層建筑基礎承擔著(zhù)將高層建筑上部結構的荷載傳遞給地基的重要作用，在設計時(shí)，應將高層建筑上部結構、基礎與地基協(xié)同考慮，選擇合理的基礎形式。
關(guān)鍵詞：高層建筑；基礎設計選型；分析方法；適用條件

        1  高層建筑基礎設計選型的重要性
        1.1 高層基礎如果設計方法不對或者選型不當，將嚴重影響建筑物的安全性。不恰當的基礎設計，可能因承載力不足引起建筑物的不均勻沉降，導致建筑物開(kāi)裂或傾斜，引起難以修復的工程質(zhì)量問(wèn)題。
        1.2 選擇合理的基礎形式是降低工程造價(jià)的一個(gè)有效措施�；�礎工程在建筑工程造價(jià)中占有很大的比重，通常情況下可以達到25%左右，在結構復雜或者地質(zhì)情況復雜時(shí)，所占比重還會(huì )有所增加。因此，選擇合理的基礎形式能夠有效降低工程造價(jià)。
        1.3 合理選擇基礎形式對縮短施工工期具有重要意義。據統計，基礎工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%左右，因此正確選擇合理的基礎形式對節省施工工期有很大的意義。
        2  高層建筑基礎設計分析方法
        經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員多年的實(shí)踐與研究，高層建筑地基、基礎共同作用的事實(shí)已被人們所認同。目前,最理想的分析方法是上部結構與地基、基礎共同作用的分析方法。在這種方法中，地基、基礎、上部結構之間，同時(shí)滿(mǎn)足接觸點(diǎn)的靜力平衡和接觸點(diǎn)的變形協(xié)調兩個(gè)條件，即將上部結構、基礎和地基三者看成是一個(gè)彼此協(xié)調的整體進(jìn)行分析。
        3  高層建筑基礎選型
        3.1 基礎選型的依據。在一般情況下，高層建筑基礎設計選型時(shí)應考慮以下因素的影響：
        ①地質(zhì)條件的影響。地質(zhì)條件是影響高層基礎選型的一個(gè)非常重要因素，雖然建設場(chǎng)地的地質(zhì)條件在多數情況下是隱蔽的、復雜的和可變的，但目前的工程勘察和技術(shù)手段，一般能做到相對的準確。作為設計人員，對提供的地質(zhì)資料要能夠進(jìn)行準確分析和正確判斷，進(jìn)而能夠合理地進(jìn)行基礎設計，并在施工過(guò)程中根據具體的地質(zhì)條件變化修改設計。②上部建筑結構形式的影響。不同的上部結構，對地基不均勻沉降的敏感程度也不相同，對地基不均勻沉降越敏感的上部結構，則應選擇剛度較大的基礎形式。因此要根據上部結構的不同結構形式(框架、框架剪力墻、剪力墻結構等)選配合理的基礎型式。③要根據建筑結構的特點(diǎn)，荷載大小，建筑物層數，高度、跨度大小等因素來(lái)選擇最佳的基礎形式。④高層建筑基礎設計應滿(mǎn)足建筑物使用上的具體要求。  例如要滿(mǎn)足人防、地下車(chē)庫、地下商場(chǎng)等各種建筑類(lèi)型的具體要求。⑤高層建筑基礎設計還要滿(mǎn)足構造的要求。例如箱型基礎，要滿(mǎn)足埋深、高度，基底平面形心與結構豎向靜荷載重心相重合，偏心距、沉降控制等要求。⑥抗震性能對基礎選型的影響。高層建筑對地震作用更加敏感，在地震作用下，基礎可能出現過(guò)大變形、不均勻沉降和傾覆，所以在基礎選型時(shí)，一定要充分考慮到地震作用的影響。⑦周?chē)�已有建筑物對基礎選型的影響。周?chē)�已有建筑物對基礎選型影響也很大，如與已建建筑物間距過(guò)小時(shí)，若采用筏型或箱型基礎，在深基坑開(kāi)挖時(shí)，是否會(huì )對已有建筑物的基礎或主體造成局部下沉、開(kāi)裂等；如基礎采用預制樁，打樁時(shí)的震動(dòng)能否造成已有建筑物開(kāi)裂或女兒墻、雨篷等構件的傾覆、倒塌、墜落等。⑧施工條件對基礎選型的影響。施工隊伍素質(zhì)能否保證施工質(zhì)量；材料、設備、機具等能否就近購買(mǎi)或租賃；施工期間的氣候條件等都是影響基礎選型的因素。⑨工程造價(jià)對基礎選型的影響。應在滿(mǎn)足功能的前提下，選用造價(jià)最的基礎設計方案。
        3.2 幾種常見(jiàn)基礎類(lèi)型的適用條件分析。
        3.2.1 筏型基礎。是高層建筑常用的基礎形式之一。它的適用條件為：①對于軟土地基，當使用條形基礎不能滿(mǎn)足上部結構的容許變形和地基容許承載力時(shí)；②當高層建筑的柱距較小，而柱子的荷載較大，必須將基礎連成一整體，才能滿(mǎn)足地基容許承載力時(shí)；③風(fēng)荷載或地震荷載起主要作用的高層建筑，欲使基礎有足夠的剛度和穩定性時(shí)。
        3.2.2 箱形基礎。箱形基礎是高層建筑中廣泛使用的一種基礎，具有很大的剛度和整體性。對地基的不均勻沉降起到調節或減小的作用。因此適用于上部荷載大而地基土又比較軟弱的情況。
        3.2.3 樁基礎。樁基礎也是高層建筑中常用的一種基礎形式。它的適用條件為：①淺表土層軟弱，在較深處有能承受較大荷載土層作為樁基礎的持力層時(shí)；②在較大深度范圍內，土層均較軟弱，且承載力較低時(shí)；③高層建筑結構傳遞給基礎的垂直和水平荷載很大時(shí)；④高層建筑對于不均勻沉降非常敏感和控制嚴格時(shí)；⑤地震區采用樁基礎可提高建筑物的抗震能力時(shí)。
        3.2.4 柱下獨立基礎。它的適用條件為：當上部結構為框架結構、無(wú)地下室、地基土質(zhì)較好、荷載較小、柱網(wǎng)分布較均勻時(shí)，可采用柱下獨立基礎。在抗震設防區，其縱橫方向應設連系梁，連系梁可按柱垂直荷載的10%引起的拉力和壓力分別驗算。
        3.2.5 十字交叉鋼筋混凝土條形基礎。它的適用條件為：①當上部結構為框架剪力墻結構、無(wú)地下室、地基條件較好時(shí)；②當上部結構為框架剪力墻結構、有地下室、無(wú)特殊防水要求、柱網(wǎng)、荷載及開(kāi)間分布比較均勻、地基較好時(shí)；③當上部結構為框架或剪力墻結構、無(wú)地下室、地基較差、荷載較大時(shí)，為了增加基礎的整體性和減少不均勻沉降。
        3.2.6 其它基礎形式，如板式、樁箱基礎、樁筏基礎等，可根據各種影響因素的具體情況，合理地進(jìn)行比選，由設計者自行選擇。
        4  結論
        設計人員在進(jìn)行高層建筑基礎選型設計時(shí)，一定要綜合考慮各方面因素的影響，針對具體情況選擇合理的基礎形式，采用正確的設計方法，這樣才能保證結構的安全與穩定，也會(huì )給建筑工程的質(zhì)量、造價(jià)和工期帶來(lái)效益。 

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