关于高层建筑基础设计的若干探讨

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1、关于高层建筑基础设计的若干探讨关于高层建筑基础设计的若干探讨摘要：随着高层建筑的迅速发展，高层建筑的基础设计愈来愈受到设计人员的重视，如何从高层建筑的地质条件出发，综合考虑各种因素，选择经济安全的结构形式成了设计人员关注的问题，本文从常见的高层建筑的结构形式入手，介绍几类常见的高层建筑基础，并讨论优缺点及设计要点。　　　　随着社会经济的发展,高层建筑在城市空间的利用中扮演着越来越重要的角色，同时，迅速发展的高层建筑也给设计师提出了诸多新的挑战。而高层建筑的基础作为高层建筑结构体系的一个非常重要的部分,因此，在进行地基基础设计时，除了考虑基础的强度和刚度外,

2、还应考虑考虑地基的强度、稳定性及变形的要求，考虑上部结构体系、地理环境条件、施工条件等诸多因素,才能设计出既安全又经济的基础形式　　基础工程设计中的关键问题是如何根据各地区不同的地质条件,选择安全经济的基础形式。一般情况下，高层建筑应考虑如下几个条件:①高层建筑基础保证基础本身的强度要求,同时，基础上部传递的荷载分布应尽量均匀;②高层建筑基础应支承在较坚固或较均匀的地基上,充分考虑持力层及其下卧层的整体稳定性,同一栋建筑不宜采用多种不同类型的基础形式;③高层建筑基础应满足相关的构造要求,如高层建筑箱基的埋深、高度,基底平面形心与结构竖向静荷载重心相重合,对

3、偏心距的要求、沉降控制等;④高层建筑基础要满足上部结构的正常使用的要求;⑤高层建筑基础一般埋置较深,因此对于施工过程而言,高层建筑的基础应充分考虑深基坑开挖和地下水抽排对周围建筑物的影响,保证施工过程的安全与质量。　　嵌岩桩基础　　在进行嵌岩桩基础设计时，应注意如下几个问题：①现行规范是国内设计方法的典型代表,但规范存在诸多问题，在使用规范时应结合具体的地层条件和当地的设计经验;②嵌岩桩的成桩方式不同,其承载性状有较大差异，为尽可能充分发挥桩侧、桩端阻力，应按不同方式设计;设计标准上，应从承载力单方面控制向承载力和变形双向控制进行转化;③桩端阻力及桩身设计

4、参数的取值，要考虑桩的荷载传递规律,使桩端阻力、桩侧阻力能最大限度地得到发挥;④嵌岩桩的设计应以桩身混凝土强度、地基对桩所能提供的承载力及桩体总沉降量作为三个控制标准进行设计。对嵌于强度较高岩层中的桩,桩的承载力一般由桩身混凝土强度控制。合理的嵌岩深度一般取()倍桩径即可。因此,应加强对嵌岩桩施工质量的控制。　　天然地基钢筋混凝土筏式基础　　由于特定的地质历史条件,我国的沿海地区往往形成了一种上软下硬的岩土地层,该类型的地层结构硬土层的埋深较浅,因此，较为适合选择作具有两层地下室的高层建筑基础持力层。选择采用天然地基作基础持力层时,需特别注意考虑地基承载力

5、确定及地基变形验算问题。基础的结构设计一般可选择钢筋混凝土块式基础或筏式基础。采用块式基础较为简便,中筒部分可考虑由筏板承托,基础之间结合地下室底板结构布置刚度较大的连梁,并考虑平面刚度极大的地下室底板的连接,基础整体性良好,具有极佳的抗不均匀沉降能力。天然地基块式或筏式基础具有施工方便、工期短、节约投资等优点,建议设计人员在条件允许情况下尽量选用。　　桩筏基础　　桩筏基础的基本原理是桩土的协同工作,桩与土在沉降及收缩固结过程中相互协调达到稳定的平衡状态,筏板底土层与摩擦桩共同承担上部结构荷载。一般来说,考虑地下室开挖后地基补偿等因素,筏板底土层具有一定的

6、承载力。所以设计时可根据筏板底土层情况,考虑土承担上部结构荷载的比例。通过对筏板的分析,筏板四周的应力最大,因此在设计时在筏板四周应均匀布置桩且桩距应加密,中部各竖向构件桩的布置宜采用梅花形布置。考虑摩擦桩的特点,桩筏基础设计桩直径不宜过大。筏板厚度的确定除满足冲切要求外尚需满足抗弯、抗剪的要求。　　目前,我国现行规范GB500072XX建筑地基基础设计规范第8.5.14条规定,桩基设计时,应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同工作。相关规范对桩筏复合基础的计算方法并未做出统一规定,采用的计算方法也不尽相同,多根据当地情况和经验确定,大致有以下两种计算方法:

7、　　方法1:假定整个建筑物和重量全部由桩传到地基中去,而承台板只起连接桩顶和传递上部荷载的构造作用。在群桩布置中使桩的受力均匀,桩群形心与上部结构传给基础的荷载重心尽量重合。对于框架结构,可按荷载大小,在柱下集中布桩。对于框剪结构或框筒结构,柱下布桩与框架结构相同,剪力墙或筒体下沿墙布桩。当桩数较多时,也可均匀布桩。根据国内外专家的理论,国内一些设计单位在桩基设计中,当群桩数量较多时,采用了“外密内疏”的内桩方法,即适当减少群桩中部的桩数而增加外围桩数。　　方法2:参考桩土共同作用,利用天然地基的承载力,使桩基与天然地基互补,采用控制沉降的方法将上部荷载由

8、桩和筏板共同互补承担,使桩的数量及筏板厚度得以减少。　　减沉设计的