高层建筑基础结构设计探析

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1、高层建筑基础结构设计探析高层建筑基础结构设计探析摘要：高层建筑基础设计极为重要，如果在所依据的计算理论不够完善的情况下，无端地加大箱（筏）形基础底板的厚度、配筋量和布桩的数量，会造成很大的浪费和极其不良的综合经济效益。因此，在具体工程项目的设计中，结构工程师必须凭借自身具备的概念并严格结合相关规范进行设计。关键词：高层建筑；基础设计;基础选型；分析方法中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：1基础设计耍点任何建筑物基础设计前必须掌握足够的资料，这些资料包括两大部分：一部分是地质资料，另一部分是有关上部结构资料。对这些资料的要求可根据需要而有所

2、区别。对于高层建筑一般要求更详细的资料，在分析地质资料时应注意对地基类型进行判别并考虑可能发生的问题，要研究土层的分布，查明地下水及地面水的活动规律，调查拟建建筑物周围及地下的情况，在分析上部结构时应特别注意建筑物的重要性、建筑物体型的复杂程度和结构类型及其传力体系。任何一个成功的基础工程都必须能满足以下各项稳定性及变形要求：1）埋深应足以防止基础底面下的物质向侧面挤出，对单独基础及筏形基础尤为重耍。2）埋深应在冻融及植物生长引起的季节性体积变化区以下。3）体系在抗倾覆、转动、滑动或防止土破坏（抗剪强度破坏）方面必须是安全的。4）体系对土中的有害

3、物质所引起的锈蚀或腐蚀方面必须是安全的，在利用垃圾堆筑地时，这点尤为重要。5）体系应足以对付以后在场地或施工几何尺寸方面出现的某些变化，并在万一出现重大变化时能便于变更。6）从设置方法的角度看，基础应是经济的。7）地基总沉降量及沉降差应为基础构件和上部结构构件所容许。8）基础及其施工应符合环境保护标准的要求。2基础的选型基础结构的形式很多。设计时应选择能适应上部结构使用、满足地基基础设计两项基本要求以及技术上合理的基础结构方案。作为整体结构之一的基础，其不可替代的功能决定了基础设计除需满足强度和上部结构的其他要求之外，还应满足上部结构对基础结构的

4、强度、刚度和耐久性要求。合理选择基础形式是结构设计很重要的阶段，天然地基上的筏形基础比较经济，宜优先采用，另外依据地质勘察情况还可采用箱基、桩基或采取复合地基形式。基础是否发生倾斜是高层建筑是否安全的关键因素。高层建筑由于质心高、荷载大，对基础底面一般难免有偏心，故在沉降过程中，建筑物总重量对基础底面形心将产生新的倾覆力矩增量，而此倾覆力矩增量乂产牛新的倾斜增量，倾斜可能随之增长，直至地基变形稳定为止。因此，为减少基础产生倾斜，应尽量使结构竖向荷载重心与基础平面形心和重合，当偏心难以避免时，应对其偏心距加以限制。《高层建筑混凝土结构技术规程》中规

5、定，在地基土比较均匀的条件下，箱形基础、筏形基础的基础平面形心宜与上部结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时，偏心距e宜符合式（1）要求:eW0.1W/A（1）式中W与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗距，m3;A基础底面积，m2o3基础的埋深高层建筑基础必须有足够的埋置深度，这主要是考虑了以下儿方面的因素：1）增大基础埋深可保证高层建筑在水平荷载（风和地震荷载）作用下的地基稳定性，减少建筑的整体倾斜,防止倾覆和滑移，利用土的侧限形成嵌固条件，保证高层建筑的稳定。2）由于基础增大埋深，可使地基的附加压力减小，•冃地基承载力的深度修正也加大，则可以提

6、高地基的设计承载力，减少基础的沉降量。3）增大基础埋深，可使地下室外墙与土体Z间的摩擦力和被动土压力增大，从而限制了基础在水平荷载作用下的摆动，使基础底面上反力分布趋于平缓。4）地震作用下结构的动力效应与基础埋置深度关系较大，增大埋深，可使阻尼增大，结构的地震反应减小，而且土质越软，埋置深度越大，地震反应减小的越多。因此增大埋深有利于建筑物抗震。实测表明，有地下室的建筑地震反应可降低20%〜30%o在确定基础埋深时，应结合建筑物的高度、体型并综合考虑地质条件及使用功能等条件的影响。基础埋深需满足如下规定：1）天然及复合地基，宜取1H/15（H为房

7、屋总高度）。2）桩基础不计桩长，宜取1H/I8o3）基础的埋深对房屋造价、施工技术措施、工期以及保证房屋正常使用等都有很大的影响。基础埋置太深,会增加房屋的造价；而埋置太浅，通常乂不能保证房屋的稳定性。因此，基础设计时应根据相关规范及实际情况选择一个合理的埋置深度。当基础直接搁置在基岩上时，在满足地基承载力、稳定性要求及其他要求的前提下，基础埋深可适当放松。当地基可能产生滑移吋，应采取有效的抗滑移措施。4）箱型基础的埋深还应考虑抗浮设计水位的影响。4高层建筑基础常用类型的选取及比较1）筏型基础。筏基是目前高层建筑中常见的一种基础形式。其选取条件如

8、下：①当基础持力层无法满足上部结构的容许变形及地基容许承载力要求吋，采用筏基可以增大其基底面积从而提高基础承载力、减小基底变形；②高层建