高层建筑地基基础设计探讨王国银

王国银

中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司650051

摘要：在高层建筑工程设计过程中，地基和基础部分是最重要的一个环节。从高层建筑的功能角度和结构要求出发，大部分高层建筑要设置地下室。利用土体的侧压力来防止水平荷载作用下结构的倾覆。高层建筑结构的安全性和稳定性是至关重要的，想要达到足够的安全性和稳定性，关键是要做好地基基础设计。

关键词：高层建筑；地基基础；设计

地基承受着整个建筑物的竖向体系负荷，它承载着整个建筑。从整体的建筑构成上来说，如果建筑物是竖向的结构体系，那么它自身的负荷就会就会集中到点或者线形上，地基就会承载这一负荷点或者负荷线，成为整个建设工程支撑机构。由于地基承载力的重要性，必须高度重视高层建筑基础工程的设计，采用合理的基础设计方法，以确保高层建筑合理利用地基承载能力。

1高层建筑地基基础设计概述

当前在我国高层建筑基础工程施工中，通过各种基础形式的分析比较，从安全性、实施性及地基条件等因素综合考虑，通常都会采用桩基础来进行施工，利用桩基础进行施工，不仅施工较为简单，而且桩基础受力较为合理，可以使深部土层的承载能力充分的发挥出来。同时桩基础与现代施工技术和材料实现了完美的结合，这有效的提高了桩基础施工技术的水平，使其在基础工程中发挥着更好的性能。在进行高层建筑的基础设计时，需要考虑的因素较多，其基础的面积、承载力、内力及配筋等的确定，需要进行相应的计算才能取得准确的数据，所以在计算过程中需要结合工程地质勘察报告、上部结构类型、需要承受的工作荷载效应、施工技术水平及材料等多个方面的因素，只有进行全面的考虑，才能确保基础设计时各项计算的准确性，确保基础的安全和稳定。目前在基础设计中通常会采用端承桩和摩擦桩，出于端承桩其桩底处于岩层和硬土层中，土层具有较好的非压缩性，这样就有效的避免了桩发生沉积，桩具有良好的承载力。而摩擦桩主要是依靠桩侧摩擦阻力来承担竖向荷载，而且桩底土层也会对竖向荷载具有一定的支承力，但由于底部支承的土层具有可压缩性，所以桩基的沉降量还需通过设计有效地控制。

2高层建筑地基基础设计的要点分析

2.1沉降缝的设计要点

沉降缝是指，为防止建筑物各连接的部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏，在施工时留设的垂直缝。当建筑物的高度、荷载和结构形式差别很大，而且地基的土质又不相同时，建筑物可能会发生不均匀沉降，然后导致不稳固的部位产生裂缝甚至开裂。为了避免或者减轻这种现象，在施工过程中应该在适当位置（如复杂的平面、高度变化处等）设置垂直缝隙，使建筑物分离。然而，通过实践证明，沉降缝不应出现在高层建筑基础结构中，由于高层建筑对地基基础和地下室的压力，在基础中设置沉降缝，会使高层建筑的稳定性受到威胁，还会影响地下室在土层中的嵌固。所以，高层建筑基础中尽量不要设置沉降缝。

2.2基础埋深的设计要点

高层建筑的上部结构本身的质量很大，会产生很大的荷载，基础底面也会有很大的压力，加之高层建筑本身也需要一定的埋置深度，所以高层建筑的基础设计受到上述因素的影响，形成一定的埋置深度，以满足高层建筑的承载力和嵌固。深基础一般是指，基础埋深大于基础宽度或高度超过5米的基础。地基基础埋深指的就是，从室外设计地平标高算起，至基础垫层底面的垂直距离。

高层建筑的基础埋深与基础形式和抗震设防烈度有关系。在确定基础深埋之前，要首先考虑到的建筑物的结构、功能、用途等方面的设计。比如，必须设置基础深埋的地下室、地下车库、带有地下设施属于半埋式结构物等。基础埋深的大小会影响到地基的可靠性，造价的高低以及施工的难度。对于高层建筑，其基础埋深应该依据建筑物的高度而按要求设定，这样做是为了满足建筑物的稳定性。

2.3地下室的设计要点

地下室的存在对于高层建筑和多层建筑物来说，应该是非常普遍的了。不管是住宅建筑还是商业建筑一般都会设置地下室、地下停车场等。在带地下室的高层建筑中，当地下室的高度满足高层建筑结构设计规范的要求时，地下室的顶板可以作为地上结构的嵌固端。当地震来临时，受到地震影响的只是地面上的建筑，也会对地下造成破坏，只是越到下面的层数，受破坏越小。但是地下结构的抗震要求也不能忽略，要根据具体情况来决定抗震等级，这样有利于提高整栋高层建筑的抗震能力。

2.4地基处理的设计要点

地基处理的质量优劣会直接影响到基础的选型和造价。利用软弱土层作为持力层时，可按下列规定执行：对于淤泥和淤泥质土的处理，持力层应该放置在上面覆盖相对较好的土层，如果上面覆盖的土层相对较薄，尽量不要扰动淤泥；持力层的选择并不是唯一的，还可选用密实度比较好、性能比较稳定土层作为地基基础的持力层；虽然持力层的选择有很多，但是尽量避免选用那些对于基础土壤有侵蚀性的物质，或者有机物含量多的土质。局部软弱土层以及暗塘、暗沟等，可采用基础梁、换土、桩基或其它方法处理。由于影响地基的因素有很多，在选择地基处理的方法时，应该将各项因素考虑全面。比如综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础形式、周围环境条件、材料供应情况、施工条件等因素，经过技术经济指标比较分析后择优采用。

结论

综上所述，加强对高层建筑地基基础工程设计问题的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的高层建筑地基基础工程设计中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视，并注重其具体设计实施方案的科学性。

参考文献：

[1]施伟达.关于桩基础施工测量质量控制的初步探讨[J].中小企业管理与科技.2017（09）：88-89.

[2]包世华，龚耀清.超高层建筑巨型框架的简化分析[J].工程力学.2017（02）：233-236.

[3]朱亚飞.高层建筑地基基础设计的若干问题讨论[J].中华民居（下旬刊）.2014（08）：52-53.

[4]聂维岭，贾治兵.地基基础设计等级若干问题研究[J].建材与装饰.2017（25）：105-108.