高层建筑地基基础方案的优选浅谈

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【摘要】地基基础是高层建筑的重要组成部分，直接影响建筑物的整体质量和造价，设计人员应优化高层建筑地基基础方案，确保建筑安全性和经济性的有效结合。论文介绍了高层建筑地基基础设计的主要依据和基本要求，并结合工程实例，分析了地基基础方案优选时应考虑的因素。

【关键词】高层建筑；地基；基础方案

1引言

现阶段，城市用地紧张问题越来越严重，使高层建筑的建设规模不断扩大。高层建筑地基基础是建筑结构设计的重点内容，具有复杂性和系统性的特点，在实际工程设计过程中，设计人员应注重地基基础方案的优化和选择，这样不仅能提高工程建设的整体质量和安全性，还能为企业带来更多的效益。

2高层建筑地基基础设计的主要依据和基本要求

2.1主要依据

由于影响地基基础的因素较多，设计人员应通过地基基础设计的理论依据，逐一分析这些影响因素，并制定不同的设计方案进行对比，从中选择更加合理的基础设计形式。其中，地基基础设计方案比选的主要内容为地质参数、上部设计、地下室设计等，受地基基础自身特殊性的影响，在选择设计方案的过程中，设计人员应根据地勘报告及其他相关检测报告，为保证基础设计的合理性提供依据。

2.2基本要求

高层建筑地基基础设计的基本要求主要有：地基整体结构的稳定性验算；分析设计过程中结构的整体受力情况；计算天然地基形变量、桩基沉降、基础水平位移、承载力、抗裂性能等。在实际设计过程中，应注意以下内容：（1）满足定性设计的要求；（2）满足承载力和变形要求。

3高层建筑地基基础方案的优选

3.1合理设置沉降缝

设计人员在高层建筑地基基础的设计过程中，需要深入分析各影响因素。不均匀沉降是地基基础设计中的常见问题，会影响基础形式和整体施工质量。因此，在设计阶段，应根据建筑方案合理设置沉降缝，分析主体结构形式，出现不均匀沉降时，应根据计算出的沉降变形曲线，合理调整基础布置，使基底反力趋于均匀。除此之外，确定设计方案时，需要充分比选各种基础设计方案。由于不同建筑类型之间的差异性较大，加之在不同的地质情况下，选用的基础形式和尺寸有较大的差异，因此，根据实际情况优选设计方案尤为重要。

3.2确定基础埋深

通常情况下，基础埋深应满足以下要求：（1）在抗震设防区，除岩石地基，天然地基上的箱形和筏形基础的埋置深度宜不小于建筑物高度的1/15；（2）桩箱或桩筏基础的埋置深度（不计桩长）宜不小于建筑物高度的1/18的要求。确定埋置深度时，应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素。埋置深度可从室外地坪算至基础底面，需要满足下列要求：当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时，在满足地基承载力、稳定性要求及相关规定的前提下，基础埋深可不受（1）（2）的限制。当地基可能产生滑移时，应采取有效的抗滑移措施。

3.3提升建筑的稳定性

一般而言，相关规范对基础的稳定性设计做出了详细的规定，设计人员应根据原始场地的各地貌标高，地勘报告中各地质剖面进行详细分析，得出各土层的特性，特别是基岩起伏较大的地区以及施工区域内出现的陡坎等不利地形，要重点分析。地下水位对基础稳定性的影响也较大，特别是高填方或坡地建筑，这时不能单一地依据地勘报告中给出的地下水位标高，需要结合工程经验和周边场地进行综合判断合理取值，才能确保建筑的稳定性[1]。

4工程实例

4.1工程概况

某项目位于某市新区，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.30g，设计地震分组为笫三组。场地类别为III类，特征周期Tg=0.65s。设计使用年限为50年，建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类），建筑结构的安全等级为二级。该项目为8栋地上32层的高层住宅楼组成，下设有2层地下室。地下室的功能主要为车库，负2层局部区域设置有人防。高层住宅结构形式采用剪力墙结构。

4.2场地地质概况

根据地勘报告，该施工区域的土层主要为③1黏土和③2粉质黏土，根据建（构）筑物特点，以上地层作为天然地基基础持力层不能满足荷载及变形的要求，因此，建议采用桩基础。场地土层分布由上到下主要有：回填土、黏土、泥炭质土、粉土。其中，黏土、泥炭质土和粉土在钻孔揭露勘探深度范围内交替分布且层位稳定，分布均匀，整个场地土层变化较小。

4.3各地基基础方案的经济、技术分析

根据本工程地质情况和建筑物自身特点，高层主楼采用筏板加桩基础，桩为抗压桩。其他部分采用独立承台加桩基础，桩均为摩擦桩。根据地勘报告所提土层，在基底以下多分布黏土、粉土。在基底以下分布有泥炭质土，桩应穿透此土层。基底以下28~42m分布有③6黏土，在该层中间夹杂着③6-1泥炭质土层，若以该土层为桩端持力层，会产生严重的不均匀沉降，而基底以下40m以上为③7层黏土层，该土层较厚，故主楼桩基应选用该土层为桩端持力层。根据地质情况和建筑物特点，本工程可采用预制管桩，长螺旋钻孔灌注桩，旋挖桩作为桩基础。根据市场造价资料，预制管桩的成本最低，其次是长螺旋钻孔灌注桩，最贵为旋挖桩。由于桩长需要在40m以上才能进入持力层，超出目前市场上长螺旋钻孔灌注桩常用的施工长度，故此桩型不能达到要求。根据周边地块的工程经验，采用的预制管桩在引孔后桩长只能大约控制在30m。故虽然在理论上预制管桩可以达到设计所需的长度，但在采用3节桩后，每节桩焊接接头的施工质量仍然难以保证，因此，虽然该桩的造价最低，但是不能采用。故本工程最终选用旋挖桩基础。拟在高层塔楼下采用800mm直径的旋挖桩（可采用后注浆），有效桩长40~46m。其他部分荷重较轻建筑下建议采用管桩PHCAB500mm（100mm）或管桩PHCAB400mm（95mm），有效桩长13~15m。

5结语

综上所述，地基基础设计方案的优化和完善不仅能够确保地基基础的稳定性，还能够为高层建筑工程的整体质量提供保障，进而推动建筑业的发展，因此，技术人员必须注重地基工程的整体质量，根据工程施工现场的实际情况，充分考虑建筑成本、稳定性、功能性，合理地选择地基基础方案。

【参考文献】

【1】丁昕.高层住宅桩基选型及设计实例[J].建筑技术,2015,46(9):794-796.

作者：康泽娟 单位：云南省设计院集团