探析高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其措施

袁有云

摘 要 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分，由于高層建筑層數(shù)多、上部結(jié)構(gòu)荷載很大，導(dǎo)致使其基礎(chǔ)具有埋置深度大、施工周期長(zhǎng)以及工程造價(jià)高等特點(diǎn)。因此為了保障高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，本文闡述了建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等級(jí)以及高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，對(duì)高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及其措施進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);等級(jí);高層建筑;設(shè)計(jì)要求;設(shè)計(jì)要點(diǎn);措施

1建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等級(jí)的分析

建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等級(jí)分為甲級(jí)、乙級(jí)、丙級(jí)三種，其中甲級(jí)用于30層以上的高層建筑、大面積的多層地下建筑物、體型復(fù)雜且層數(shù)相差超過(guò)10層的高低層連成一體建筑物、復(fù)雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物、對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)變形有特殊要求的建筑物、對(duì)原有工程影響較大的新建建筑物、場(chǎng)地和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)條件復(fù)雜的一般建筑物、位于復(fù)雜地質(zhì)條件上地下室的基坑工程、開(kāi)挖深度大于15m的基坑工程以及周邊環(huán)境條件復(fù)雜、環(huán)境保護(hù)要求高的基坑工程等;乙級(jí)用于除甲級(jí)、丙級(jí)以外的基坑工程、工業(yè)與民用建筑物;丙級(jí)用于次要的輕型建筑物、場(chǎng)地和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)條件簡(jiǎn)單，荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑，還有一般工業(yè)建筑物以及非軟土地區(qū)且場(chǎng)地地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、基坑周邊環(huán)境條件簡(jiǎn)單、環(huán)境保護(hù)要求不高且開(kāi)挖深度小于5.0m的基坑工程。

2高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的分析

高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求主要體現(xiàn)在：①高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)的類型、施工條件、使用要求，確保建筑物不致發(fā)生過(guò)量沉降或傾斜，滿足建筑物正常使用要求。還應(yīng)注意與相鄰建筑的相互影響，了解鄰近地下構(gòu)筑物及各項(xiàng)地下設(shè)施的位置和標(biāo)高，確保施工安全。②高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要充分考慮地下水位。需要降低地下水位的，應(yīng)在施工時(shí)采取有效措施，避免因基坑降水而影響鄰近建筑物、構(gòu)筑物、地下設(shè)施等正常使用和安全。同時(shí)還應(yīng)注意降水的時(shí)間要求，以免停止降水后，水位過(guò)早上升，使建筑物發(fā)生上浮等問(wèn)題。

3高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

（1）樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和樁箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的分析。高層建筑樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式通常情況下能夠承受更多的應(yīng)力，因此在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通常將其應(yīng)用在地基土層比較硬的情況下，此時(shí)高層建筑工程上部結(jié)構(gòu)承載力不足，因此我們需要采取相應(yīng)的措施保證樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)就在于，樁體的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，能夠完全深入到地基土層中去，并且將所有的荷載力都轉(zhuǎn)移到土層深處，避免地基發(fā)生嚴(yán)重的沉降。而樁箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)則與樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)密不可分，實(shí)際上樁箱基礎(chǔ)指的就是樁基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)結(jié)合的一種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式。沉降量比較小，同時(shí)擁有更加突出的抗彎能力和卸載能力，這種樁箱基礎(chǔ)的應(yīng)用單位不太廣，主要是在地基基礎(chǔ)比較軟的情況下，或者是重型建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中。樁基礎(chǔ)位置的選擇是樁箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)，不一樣的地基土層具有不一樣的性質(zhì)，怎樣布設(shè)樁基礎(chǔ)才能得到最大化的承力效果，還需要在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中進(jìn)一步進(jìn)行分析，以期能夠取得最佳的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)效果。

（2）獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。高層建筑的獨(dú)立基礎(chǔ)通常根據(jù)其不同的性質(zhì)可以分成剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)，在應(yīng)用獨(dú)立基礎(chǔ)的過(guò)程中如果柱距較大，則需要應(yīng)用獨(dú)立基礎(chǔ)，同時(shí)獨(dú)立基礎(chǔ)往往具有更好的性價(jià)比，優(yōu)勢(shì)十分突出。在設(shè)計(jì)獨(dú)立基礎(chǔ)的時(shí)候，往往需要考慮到地基的實(shí)際特征，比如說(shuō)地基的壓實(shí)情況如果比較好且可壓縮比不大，則應(yīng)該采用剛性基礎(chǔ)，而一些特殊情況下則采用柔性基礎(chǔ)，這樣一來(lái)能夠有效地避免地基壓縮發(fā)生的不均勻沉降。獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在樁下基礎(chǔ)的應(yīng)用中，通常會(huì)和混凝土結(jié)構(gòu)共同成型，而后成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性比較好。

（3）箱形或筏型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。高層建筑工程建設(shè)過(guò)程中的地基承載力不足，且建筑設(shè)計(jì)對(duì)地基承載力的要求較高，在這種情況下應(yīng)該應(yīng)用箱形或筏形基礎(chǔ)以滿足實(shí)際的建設(shè)需求。除此之外，高層建筑中往往會(huì)有地下室和地下車(chē)庫(kù)這一類的地下建筑，在這種情況下則應(yīng)該采用筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，同時(shí)確保其設(shè)計(jì)效果，實(shí)際上，箱形或筏型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，最難以保證的就是基礎(chǔ)整體的彎曲應(yīng)力。所以說(shuō)在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，通常我們可以把基礎(chǔ)和高層建筑的上部結(jié)構(gòu)當(dāng)作是一個(gè)結(jié)構(gòu)，而后對(duì)其進(jìn)行共性設(shè)計(jì)。實(shí)際上這里提到的共性設(shè)計(jì)，指的就是利用共同作用分析法，將高層建筑工程的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)看作是一個(gè)整體，而后對(duì)其保持力、變形承載能力等等進(jìn)行統(tǒng)一化研究。和過(guò)去的方法比較而言，這種方法顯然具有更高的合理性。

4高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施的分析

（1）注重基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)以及地基三者共同作用。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)和地基土三者之間的共同作用是客觀存在的。當(dāng)然，在實(shí)際的設(shè)計(jì)中不可能全部都考慮得到。但是對(duì)于地基模型的以及參數(shù)，必須要根據(jù)這三個(gè)方面共同分析的結(jié)果來(lái)選擇;在構(gòu)造和配筋上反映對(duì)共同作用結(jié)果的考慮，是完全可能和必要的。例如：在同一大面積整體筏形基礎(chǔ)上建有多幢高層和低層建筑時(shí)，筒體下筏板厚度和配筋宜按上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基土的共同作用的基礎(chǔ)變形和基底反力計(jì)算確定。帶裙房的高層建筑下的大面積整體筏形基礎(chǔ)，其主樓下筏板的整體撓度值不應(yīng)過(guò)大，主樓與相鄰的裙房柱的差異沉降確保兩者差異沉降不至過(guò)大，減少由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力。

（2）加強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系建設(shè)。良好的高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系是建筑工程非常關(guān)鍵的一部分。因此在實(shí)際的高層建筑工程施工過(guò)程中，建立一個(gè)完整的、有效地高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系能夠在很大程度上避免一系列潛在的工程問(wèn)題。在高層建筑的施工現(xiàn)場(chǎng)，高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系的變化，需要靈活應(yīng)對(duì)。通常如果建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系非常規(guī)范良好，對(duì)于高層建筑豎向壓力的變化就可以很好的適應(yīng)，但是在實(shí)際情況中由于承重墻分布過(guò)于雜亂或者是其他問(wèn)題的存在，必須加強(qiáng)高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)體系建設(shè)[1]。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑工程建設(shè)的順利實(shí)施非常重要，并且基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)質(zhì)量是確保高層建筑質(zhì)量的關(guān)鍵所在。因此在高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際，對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行具體分析，同時(shí)嚴(yán)格結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)控制，并采取有效的措施開(kāi)展基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而保障高層建筑結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的順利實(shí)施。

參考文獻(xiàn)

[1] 何亮.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析[J].四川水泥，2018，（1）：51.