引論：我們?yōu)槟砹?3篇建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

Keywords: basic design; Structure optimization; Structure calculation; Select material; standard

中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、引言

地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)主要的組成部分，關(guān)系的到整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟(jì)性。安全性和經(jīng)濟(jì)性歷來建筑工程中不可或缺的兩個(gè)方面，為了安全性而不考慮經(jīng)濟(jì)性或者為了經(jīng)濟(jì)性而不顧及安全性都是不可取的。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性之間尋求一個(gè)合理的平衡點(diǎn)是結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的最終目的。

二、建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化

結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的優(yōu)化首先從基礎(chǔ)選型和布置開始，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算來驗(yàn)證基礎(chǔ)方案的準(zhǔn)確性和可行性，再根據(jù)規(guī)范和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)建筑材料的選用進(jìn)行合理的分析，使其得到充分的利用。

(一) 建筑基礎(chǔ)方案選擇

建筑基礎(chǔ)的合理選型與布置是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一個(gè)極其關(guān)鍵的部分。有時(shí)對(duì)于同一種場(chǎng)地地基有多種基礎(chǔ)形式可供選用，而各種基礎(chǔ)形式的工程造價(jià)和施工難度是不同的；即使是同一種基礎(chǔ)形式，基礎(chǔ)布置的不同也可能對(duì)工程造價(jià)產(chǎn)生巨大影響。所以在基礎(chǔ)選型時(shí)，應(yīng)充分考慮更方面的因素，權(quán)衡利弊，合理選擇，優(yōu)化決策。

1) 建筑基礎(chǔ)方案的優(yōu)選，首先要以準(zhǔn)確的巖土工程勘察資料為依據(jù)。如場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力、地下水位、場(chǎng)地土動(dòng)力學(xué)參數(shù)等，這是基礎(chǔ)方案安全合理的基礎(chǔ)要素。通過對(duì)巖土工程勘察資料的分析，再綜合上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，能夠確定合理的建筑基礎(chǔ)的形式和布置。

2) 建筑基礎(chǔ)的形式和布置確定后，應(yīng)考慮基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常規(guī)的方法是將上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)二者作為彼此獨(dú)立，離散的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行力學(xué)分析。實(shí)踐表明，這種常規(guī)法計(jì)算得到的基底應(yīng)力和基礎(chǔ)沉降量往往與實(shí)測(cè)值差別很大。因此，基礎(chǔ)問題的解決不宜單純著眼于基礎(chǔ)。另一方面，上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，也應(yīng)該注意由于地基沉降變形差異而引起的上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，開裂等不良現(xiàn)象。故而，更應(yīng)該把基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)視為一個(gè)統(tǒng)一的整體，從二者相互作用的概念出發(fā)來考慮基礎(chǔ)方案。當(dāng)然，基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的相互作用分析相當(dāng)復(fù)雜，合理的方法應(yīng)該從二者之間滿足靜力平衡和變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件出發(fā)進(jìn)行分析，了解基礎(chǔ)剛度變化對(duì)上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響，上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)變形的約束作用，以及采用不同地基計(jì)算模型可能在基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的差異。

(二) 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計(jì)算

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)得到了不斷完善和發(fā)展，特別是在設(shè)計(jì)的精確性和可靠性方面顯示出了獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。但也應(yīng)該看到，計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序是被動(dòng)的計(jì)算過程，主要程序由計(jì)算機(jī)完成，計(jì)算中不免出現(xiàn)誤差，故在結(jié)構(gòu)計(jì)算中需注意：

1) 提高自主性而避免盲目依賴性。有時(shí)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤發(fā)生的原因是工程師過于依賴計(jì)算程序而導(dǎo)致。在依靠計(jì)算機(jī)計(jì)算過程中，工程師或設(shè)計(jì)員需提高計(jì)算的自主性，在設(shè)計(jì)中要對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行反復(fù)的核對(duì)和審查，避免因計(jì)算機(jī)計(jì)算而導(dǎo)致的錯(cuò)誤在實(shí)施中發(fā)生。特別是對(duì)基礎(chǔ)幾何尺寸、荷載數(shù)據(jù)的核對(duì)定要做到分毫不差。同時(shí)，在輸入計(jì)算過程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性進(jìn)行分析后采用，切不可盲目。

2) 合理選用計(jì)算結(jié)果。在計(jì)算過程中，計(jì)算參數(shù)的不同選擇會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果，這些計(jì)算結(jié)果是否在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中和實(shí)際情況相符合，這就需設(shè)計(jì)師結(jié)合實(shí)際施工而進(jìn)行分析。

3) 注意實(shí)際結(jié)構(gòu)和計(jì)算模型差異。計(jì)算程序通常是以各種假定和理想狀態(tài)為前提的，而實(shí)際的結(jié)構(gòu)承受力不可能達(dá)到理想狀態(tài)，所做的假設(shè)在實(shí)際中也因外在因素的不斷變化而發(fā)生變化，這就需要在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)從實(shí)際和結(jié)果對(duì)比中找到契合點(diǎn)，如果結(jié)果和實(shí)際不符，則需要進(jìn)行重新計(jì)算。

(三) 提高材料的利用率

在整個(gè)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中，要想讓造價(jià)得到降低，在安全的基礎(chǔ)上高效，還需要從用材的選擇上進(jìn)行分析，做到物盡其用，合理而充分。

在施工中，構(gòu)件的不同受力點(diǎn)、工作環(huán)境和材料的力學(xué)特點(diǎn)不同將決定著材料的利用率。如在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，當(dāng)柱子以受壓為主時(shí)，就需根據(jù)材料的抗壓性來進(jìn)行選擇，以高標(biāo)號(hào)混凝土為主，減小構(gòu)件截面，增加使用空間；因梁板受彎為主，在選材中則選用高強(qiáng)度鋼筋，從而減少鋼筋用量。此外還需注意鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋與混凝土強(qiáng)度的匹配度，以達(dá)到最大限度地發(fā)揮出材料性能的作用。

在實(shí)際的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中因材料的選擇利用不當(dāng)而造成的浪費(fèi)現(xiàn)象十分普遍，如在基礎(chǔ)底板中因混凝土標(biāo)號(hào)過高而造成混凝土不能發(fā)揮其應(yīng)有作用，甚至為抵抗高強(qiáng)度的混凝土較大的收縮變形和滿足最小配筋率要求，導(dǎo)致配筋量增加，造價(jià)提高等。

(四) 設(shè)計(jì)中對(duì)《規(guī)范》的正確理解和應(yīng)用

《規(guī)范》是設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)，是必須遵守的標(biāo)準(zhǔn)。在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要達(dá)到安全而高效，就需要對(duì)《規(guī)范》進(jìn)行研究學(xué)習(xí)并正確應(yīng)用。一方面，要深度理解《規(guī)范》中的相關(guān)條文，以《規(guī)范》的要求為基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，根據(jù)具體設(shè)計(jì)對(duì)象、環(huán)境和構(gòu)件的特點(diǎn)，參照工程安全性和經(jīng)濟(jì)性要求，進(jìn)行設(shè)計(jì)。另一方面，對(duì)《規(guī)范》中的構(gòu)造措施要給予足夠的重視。因設(shè)計(jì)中很多工程師都過多注重計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果而忽視了實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)境的分析，從而導(dǎo)致安全性和經(jīng)濟(jì)性受影響。以抗震性為例，因抗震計(jì)算只是一種近似方法，設(shè)計(jì)需建立在震害和總結(jié)基礎(chǔ)上進(jìn)行，故而對(duì)《規(guī)范》中的抗震設(shè)計(jì)原則和計(jì)算方法的遵循必須的，同時(shí)還要考慮抗震構(gòu)造措施。

三、結(jié)語

基礎(chǔ)工程的造價(jià)在整個(gè)建筑工程造價(jià)中所占的比例較高，尤其在地質(zhì)條件比較復(fù)雜的情況下更是如此。因此在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中遵循合理選型、計(jì)算準(zhǔn)確、材盡其用、符合規(guī)范的原則，對(duì)建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行合理、細(xì)致的優(yōu)化，能夠起到降低工程造價(jià)的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50007-2011，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[2] JGJ3-2010，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S]

篇2

中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建筑業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)亦得到了快速發(fā)展，并取得了巨大的成就及輝煌的成績(jī)。新時(shí)代下，配合可持續(xù)發(fā)展的主題，住宅建筑強(qiáng)調(diào)構(gòu)筑物與人文、環(huán)境及科技的和諧統(tǒng)一；必須由傳統(tǒng)高效消耗型發(fā)展模式轉(zhuǎn)向高效生態(tài)型發(fā)展模式。住宅的生態(tài)性，即是以綠色為基礎(chǔ)，涵蓋生態(tài)、環(huán)保等可持續(xù)發(fā)展原則的新理念。近年來，因住宅建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不當(dāng)，而導(dǎo)致墻體開裂、房屋傾斜甚至倒塌的事故時(shí)有發(fā)生，大家越來越關(guān)注住宅建筑美觀的同時(shí)，也更加關(guān)心住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。

一．住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是住宅建筑發(fā)揮使用功能的基礎(chǔ)，需遵守住宅建筑的功能、美觀、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保四項(xiàng)基本要求。具體設(shè)計(jì)階段包括四個(gè)部分：方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)、繪施工圖，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在這四個(gè)階段均需參與。一個(gè)滿足安全、適用、經(jīng)濟(jì)、便于施工等原則的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員努力追求的目標(biāo)。

二．住宅建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求及類型選擇

1.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求

住宅建筑由于層數(shù)多，上部結(jié)構(gòu)荷載很大，使其基礎(chǔ)具有埋置深度大、材料用量多、施工周期長(zhǎng)、工程造價(jià)高等特點(diǎn)。為此，住宅建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求：

（1）基礎(chǔ)的總沉降量和差異沉降量應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的允許值；

（2）滿足天然地基或復(fù)合地基承載力及樁基承載力的要求；

（3）地下結(jié)構(gòu)滿足建筑防水的要求；

（4）應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益，不僅考慮基礎(chǔ)本身的用料和造價(jià)，還應(yīng)考慮土方、降水、施工條件和工期等因素。

1.2 基礎(chǔ)類型的選擇

住宅建筑基礎(chǔ)的選型應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程質(zhì)地、抗震設(shè)防要求、施工條件、周圍建筑物和環(huán)境條件等因素綜合考慮確定，應(yīng)選用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。

天然地基上的筏形基礎(chǔ)比較經(jīng)濟(jì)，宜優(yōu)先采用，必要時(shí)也可以采用箱型基礎(chǔ)；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好、荷載較小且能滿足地基承載力和變形的要求時(shí)，也可以采用交叉梁基礎(chǔ)或其他基礎(chǔ)形式；當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求上時(shí)，可采用樁基或其它合適的基礎(chǔ)形式。

基礎(chǔ)是否發(fā)生傾斜是住宅建筑是否安全的關(guān)鍵因素。住宅建筑由于質(zhì)心高、荷載重，對(duì)基礎(chǔ)底面一般難免有偏心，故在沉降過程中，建筑物總重量對(duì)基礎(chǔ)底面形心將產(chǎn)生新的傾覆力矩增量，而此傾覆力矩增量又產(chǎn)生新的傾斜增量，傾斜可能隨之增長(zhǎng)，直至地基變形穩(wěn)定為止。因此，為減少基礎(chǔ)產(chǎn)生傾斜，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)豎向荷載重心與基礎(chǔ)底面形心相重合。在新《高層規(guī)程》規(guī)定中，刪去了02規(guī)程中偏心距計(jì)算公式及其要求，并不是放松要求，而是因?yàn)閷?shí)際工程平面形狀復(fù)雜時(shí)，偏心距及其限值難以準(zhǔn)確計(jì)算。

2、基礎(chǔ)埋置深度的確定

住宅建筑必須有足夠的埋置深度，這主要是因?yàn)橐环矫孀銐虻穆裰蒙疃瓤梢员ＷC高層建筑在水平荷載（風(fēng)荷載和地震力）作用下的地基穩(wěn)定性，減少建筑物的整體傾斜；另一方面可以使地基的附加壓力減小，提高地基的承載力，減少基礎(chǔ)的沉降量，另外還有助于限制基礎(chǔ)在水平荷載作用下的擺動(dòng)，使基礎(chǔ)的底面上反力分布趨于平衡。基礎(chǔ)的埋置深度對(duì)房屋造價(jià)、施工技術(shù)措施、工期以及保障房屋正常使用等都有很大的影響，因此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇一個(gè)合適的埋置深度。

基礎(chǔ)的埋置深度指有效埋深，一般指自室外地面算起，天然地基算至基礎(chǔ)底面的下皮標(biāo)高，樁基礎(chǔ)算至承臺(tái)的下皮標(biāo)高；當(dāng)室外地面不等高時(shí)，應(yīng)按照較低的一側(cè)算起；當(dāng)?shù)叵率抑車鸁o可靠側(cè)限時(shí)，應(yīng)從具有側(cè)限的地面算起。《高層規(guī)程》規(guī)定，高層建筑基礎(chǔ)的埋置深度，對(duì)天然地基或復(fù)合地基可取房屋高度的1/15；對(duì)樁基礎(chǔ)，可取房屋高度的1/18（樁長(zhǎng)不計(jì)算在內(nèi)）。當(dāng)建筑物采用巖石地基或采取有效措施時(shí)，在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及有可靠依據(jù)時(shí)，基礎(chǔ)的埋置深度可適當(dāng)減少。

3、主要的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法

住宅建筑常用的基礎(chǔ)形式有筏形基礎(chǔ)、樁形基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)和交叉梁基礎(chǔ)，本文由于篇幅有限，僅就其中應(yīng)用十分廣泛的筏形基礎(chǔ)和樁形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單介紹。

3.1筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.1.1 筏形基礎(chǔ)及其設(shè)計(jì)方法

筏形基礎(chǔ)也稱為片筏基礎(chǔ)或筏式基礎(chǔ)，是住宅建筑中常用的一種形式，它適用于住宅建筑地下部分用作商場(chǎng)、停車場(chǎng)、機(jī)房等大空間房屋的情況。筏形基礎(chǔ)整體剛度大，能有效調(diào)節(jié)基底不均勻沉降，并有較好的防滲性能。

筏形基礎(chǔ)可分為平板式和梁板式。平板式是一塊厚度相等的鋼筋混凝土平板，其厚度通常為1-2.5m，故混凝土用量大，但施工方便，建造速度快。梁板式的底板厚度較小，在兩個(gè)方向上沿柱列布置有肋梁，以加強(qiáng)底板剛度，改善底板受力。

筏形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法根據(jù)采用的假定條件不同可分為剛性板方法和彈性板方法兩大類。當(dāng)?shù)鼗帘容^均勻、上部結(jié)構(gòu)剛度較好、平板式筏形基礎(chǔ)的厚跨比或梁板式筏形基礎(chǔ)的肋梁高跨比不小于1/6、柱間距及柱荷載的變化不超過20%時(shí)，高層住宅建筑的筏形基礎(chǔ)可僅考慮局部彎曲作用，按倒樓蓋法（即剛性板方法）進(jìn)行計(jì)算。

3.1.2 筏形基礎(chǔ)的配筋計(jì)算及構(gòu)造

筏形基礎(chǔ)的底板一般僅進(jìn)行正截面承載力計(jì)算，肋梁應(yīng)進(jìn)行正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力計(jì)算。對(duì)平板式筏基，按柱上板帶的正彎矩配置板內(nèi)底部鋼筋，按跨中板帶的負(fù)彎矩配置板內(nèi)上部鋼筋。鋼筋間距不應(yīng)小于150mm，宜為200-300mm，受力鋼筋直徑不宜小于12mm。采用雙向鋼筋網(wǎng)片配置在板的頂面和底面。筏形基礎(chǔ)的配筋除滿足計(jì)算要求外，平板式筏形基礎(chǔ)的底板和梁板式筏形基礎(chǔ)的肋梁，其縱橫方向的底部鋼筋尚應(yīng)有1/2―1/3貫通全跨，且其配筋率不應(yīng)小于0.15%，頂部鋼筋按計(jì)算配筋全部貫通。

筏形基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C30，墊層厚度通常取100mm。當(dāng)有防水要求時(shí)，混凝土的抗?jié)B等級(jí)按規(guī)范要求確定。當(dāng)采用剛性防水方案時(shí)，同一建筑的基礎(chǔ)應(yīng)避免設(shè)置變形縫，可沿基礎(chǔ)長(zhǎng)度每隔30-40m留一道貫通頂板、底板及墻板的施工后澆帶。

3.2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

3.2.1 樁基礎(chǔ)及其類型

樁基礎(chǔ)是住宅建筑中廣泛采用的基礎(chǔ)形式，適用于建筑上部結(jié)構(gòu)荷載較大、地基在較深范圍內(nèi)為軟弱土且采用人工地基不具備條件或不經(jīng)濟(jì)的情況。樁基礎(chǔ)由承臺(tái)和樁身兩部分組成（如圖3.1所示），承臺(tái)承受上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載，并把它分布到各根樁上。因此，在承受豎向荷載時(shí)，樁基礎(chǔ)的作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁尖傳遞到深層教堅(jiān)硬的地基中，或通過樁身傳遞給樁身周圍的地基中；對(duì)于水平荷載，主要是依靠承臺(tái)側(cè)面以及樁上段周圍土體的擠壓力來抵抗。

樁基礎(chǔ)的分類方法比較多，按照樁的傳力方式可分為摩擦型樁和端承型樁，按樁身材料的不同可分為混凝土樁、鋼樁和組合材料樁。樁的類型選擇應(yīng)該根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、施工條件和經(jīng)驗(yàn)、制樁材料供應(yīng)條件等綜合考慮，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，確保工程質(zhì)量。

圖3.1 樁基礎(chǔ)示意圖

3.2.2 樁的布置和承臺(tái)構(gòu)造

樁的布置至少應(yīng)符合以下四個(gè)條件：

（1）等直徑樁的中心距不應(yīng)小于3倍樁橫截面的邊長(zhǎng)或直徑；擴(kuò)底樁中心距不應(yīng)小于擴(kuò)底直徑的1.5倍，且兩個(gè)擴(kuò)大頭間的凈距不宜小于1m。

（2）布樁時(shí)宜使各樁承臺(tái)承載力合力點(diǎn)與相應(yīng)豎向永久荷載合力作用點(diǎn)重合，并使樁基在水平力產(chǎn)生的力矩較大方向有較大的抵抗矩。

（3）平板式樁筏基礎(chǔ)的樁宜布置在柱下或墻下，必要時(shí)可滿堂布置，核心筒下可適當(dāng)加密布樁；梁板式樁筏基礎(chǔ)的樁宜布置在基礎(chǔ)梁下或柱下。

（4）柱頂嵌入承臺(tái)的長(zhǎng)度，對(duì)大直徑樁不宜小于100mm，對(duì)中小直徑的樁不宜小于50mm，混凝土樁的樁頂縱筋應(yīng)伸入承臺(tái)內(nèi)，其錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)。

樁基承臺(tái)是上部結(jié)構(gòu)與樁之間相聯(lián)系的結(jié)構(gòu)部分，其平面形狀有三角形、矩形、多邊形和圓形等。樁基承臺(tái)的構(gòu)造，除要滿足抗沖切、抗剪切、抗彎承載力和上部結(jié)構(gòu)的要求外，承臺(tái)的寬度不應(yīng)小于500mm。邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長(zhǎng)，且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不小于150mm；對(duì)于條形承臺(tái)梁，樁的外邊緣至承臺(tái)梁邊緣的距離不小于75mm。承臺(tái)的最小厚度不應(yīng)小于300mm。

承臺(tái)的配筋：對(duì)于矩形承臺(tái)，其鋼筋應(yīng)按雙向均勻通長(zhǎng)布置，鋼筋之間不宜小于10mm，間距不宜大于200mm；對(duì)于三樁承臺(tái)，鋼筋應(yīng)按三向板帶均勻布置，且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應(yīng)在柱截面范圍內(nèi)；承臺(tái)梁的主筋除滿足計(jì)算要求外，還應(yīng)符合混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于最小配筋率的規(guī)定，縱筋直徑不宜小于12mm，架立筋不宜小于10mm，箍筋直徑不宜小于6mm。承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，縱向鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm，當(dāng)有混凝土墊層時(shí)不應(yīng)小于40mm。

三、結(jié)束語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，對(duì)住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)也更加注重。總之，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作，需要扎實(shí)的理論知識(shí)，靈活的創(chuàng)新思維和嚴(yán)肅的工作態(tài)度，設(shè)計(jì)人員必須認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)基本構(gòu)件的計(jì)算，做到知其所以然，不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的計(jì)算理論，加快高強(qiáng)、輕質(zhì)、環(huán)保等新型建材的研究與應(yīng)用，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟(jì)。

篇3

一、前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和土地的減少，高層建筑也越來越普遍，越來越高。建筑師對(duì)外形的需求，出現(xiàn)了大量體型相對(duì)較復(fù)雜的建筑，寫字樓、商場(chǎng)、酒店、住宅等一體綜合建筑，由于使用功能的要求,同時(shí)需要大量的停車位,為解決足夠的汽車停放位置，就必須設(shè)置地下停車庫。也就形成了主、裙樓一體或主、裙樓很近的建筑。本文結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)工程，就阿克蘇地區(qū)某綜合商業(yè)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為例，簡(jiǎn)要談?wù)劯邔咏ㄖA(chǔ)的設(shè)計(jì)。

二、工程簡(jiǎn)介

2.1工程概況

本工程處于高烈度地區(qū)，抗震設(shè)防烈度8度，地震加速度0.20g，場(chǎng)地類別三類。地下室兩層，地上24層，地上高度94米，五層以上立面收進(jìn)，五層以上平面不規(guī)則。結(jié)構(gòu)選型采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。

2.2工程地質(zhì)情況

根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，場(chǎng)地土層分布自上而下分別為：①雜填土層，厚度1.4m~2.1m；②粉土層，厚度17.1m~19.7m，地基承載力特征值為160KPa；③圓礫層，厚度未揭穿，地基承載力特征值為300KPa。

三、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案選擇

本工程塔樓基礎(chǔ)占地面積1576m2，塔樓總荷載重量為617792kN，即要求地基平均承載力為392kPa。基底標(biāo)高-11.0m，基礎(chǔ)持力層的地基承載力特征值僅僅為160KPa，顯然天然地基不能滿足實(shí)際需要的地基承載力的需求。地質(zhì)勘察單位的地勘報(bào)告結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)給出的方案是地基處理。本工程主樓層數(shù)較多，基底壓力大，地基沉降量也大，裙房和地下車庫層數(shù)較少，基底壓力也相對(duì)較小，地基沉降量較小，主、裙樓的差異沉降也較大。對(duì)于高層建筑，變形往往起著決定性的控制作用。本工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中解決差異沉降是關(guān)鍵問題。

為避免沉降差造成房屋開裂甚至破壞，早期做法通常是在主、裙樓之間設(shè)置沉降縫來解決兩者間的沉降差，并采用雙柱或雙墻等措施是結(jié)構(gòu)完全斷開，讓沉降兩側(cè)結(jié)構(gòu)自由沉降。主樓的沉降較大，為避免裙樓基礎(chǔ)受到影響，采取如裙房不設(shè)地下室或減少裙房地下室層數(shù)以及增加主樓地下室的層數(shù)，是主樓基礎(chǔ)仍有一定的埋置深度及側(cè)向約束；考慮裙房基礎(chǔ)避讓，裙房基礎(chǔ)遠(yuǎn)離主樓基礎(chǔ)等，主樓和裙樓間沉降縫的設(shè)置給建筑布局也帶來很大局限，雙柱、雙墻及裙樓懸挑也極不經(jīng)濟(jì)。尤其在高烈度地震地區(qū)，由于碰撞產(chǎn)生的震害往往比一些地下整體地上分縫的建筑震害大。在本工程中設(shè)置沉降縫是實(shí)際情況不允許的，只能不設(shè)沉降縫，從布置和技術(shù)措施上減少沉降差。

主要通過減小主樓沉降的同時(shí)加大裙樓沉降的技術(shù)措施，以達(dá)到減小差異沉降的目的。可選用的技術(shù)措施有：1）減小主樓沉降：采用壓縮模量較高的中密以上砂類土或砂卵石作為基礎(chǔ)持力層，其厚度一般不小于4m，并均勻且無軟弱下臥層；主樓采用整體式基礎(chǔ)，擴(kuò)大基礎(chǔ)底面面積，減小基底總壓力，從而減小基底附加壓力；主樓采用加固方法，適當(dāng)提高地基承載力和減小沉降差；主樓可采用樁基礎(chǔ)或復(fù)合地基。2）加大裙樓沉降：裙樓基礎(chǔ)應(yīng)盡可能控制底面積不致過大，采用整體性差，沉降量大的獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)；地下水位較高時(shí)，可采用獨(dú)立基礎(chǔ)加防水板或條形基礎(chǔ)加防水板，防水板下應(yīng)設(shè)置一定厚度的易壓縮材料，使之避免因獨(dú)立柱基或條形基礎(chǔ)沉降時(shí)與防水板成為滿堂底板；裙樓基礎(chǔ)埋置深度小于主樓，使裙樓基礎(chǔ)持力層土的壓縮性高于主樓基礎(chǔ)持力層的壓縮性；裙樓與主樓采用不同的基礎(chǔ)形式，主樓采用樁基礎(chǔ)或復(fù)合地基，裙樓采用天然地基。

結(jié)合實(shí)際情況本工程最后確定方案為地基采用CFG復(fù)合地基，主樓提高地基承載力特征值至400KPa，裙樓及地下車庫提高地基承載力特征值至250KPa。由于主樓層數(shù)較多，基底反力大，地基沉降量也大，決定主樓采用混凝土用量少，結(jié)構(gòu)剛度大的梁板式筏形基礎(chǔ)，裙樓層數(shù)較少，基底壓力也相對(duì)較小，地基沉降量較小，并且其中的一個(gè)框架柱離主樓較近，裙樓采用條形基礎(chǔ)，其余主、裙樓外擴(kuò)地下室采用獨(dú)立基礎(chǔ)。

四、梁板式筏基的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 筏板基礎(chǔ)的平面布置

盡量使建筑物重心與筏基平面的形心重合。筏基邊緣宜外挑，挑出寬度應(yīng)由地基條件、建筑物場(chǎng)地條件、柱距及柱荷載大小、使地基反力與建筑物重心重合或盡量減少偏心等因素綜合確定，一般情況下，挑出寬度為邊跨柱距的1/4～1/3。

4.2梁板式筏基截面的確定

筏板基礎(chǔ)的厚度由抗沖切和抗剪強(qiáng)度確定，同時(shí)要滿足抗?jié)B要求，局部柱距及柱荷載較大時(shí)，可在柱下板底加墩或設(shè)置暗梁且配置抗沖切箍筋，來增加板的局部抗剪切能力，避免因少數(shù)柱而將整個(gè)筏板加厚。除強(qiáng)度驗(yàn)算控制外，還要求筏板基礎(chǔ)有較強(qiáng)的整體剛度。一般經(jīng)驗(yàn)是筏板的厚度按地面上樓層數(shù)估算，每層約需板厚50mm~80mm。本工程主樓地上24層，估算梁板式筏基梁截面900×2000，筏板厚度為900mm；由于板跨較大，在板跨中加設(shè)次梁。

4.3基礎(chǔ)的內(nèi)力分析

筏板基礎(chǔ)的內(nèi)力分析常用簡(jiǎn)化計(jì)算方法，其最基本的特點(diǎn)是將由上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基3部分構(gòu)成的一個(gè)完整的靜力平衡體系，分割成3個(gè)部分，獨(dú)立求解。倒樓蓋法是應(yīng)用得最廣泛的一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法。倒樓蓋法適用于地基比較均勻、筏板基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)剛度相對(duì)較大、柱軸力及柱距相差不大；其缺點(diǎn)是完全不能考慮基礎(chǔ)的整體作用，也無法計(jì)算撓曲變形，夸大上部結(jié)構(gòu)剛度的影響。

上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者的關(guān)系是相互影響、相互制約的關(guān)系。把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者作為一個(gè)共同工作的整體的計(jì)算方法，其最基本的假定是上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)、基礎(chǔ)與地基連接界面處變形協(xié)調(diào)，整個(gè)體系符合靜力平衡。對(duì)于基礎(chǔ)，由于考慮了上部結(jié)構(gòu)剛度的貢獻(xiàn)，使其整體彎曲變形和內(nèi)力減小，而取得較為經(jīng)濟(jì)的效果；對(duì)于上部結(jié)構(gòu)，由于考慮了因基礎(chǔ)變形引起的變形，這種變形將使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生次應(yīng)力，考慮了這種次應(yīng)力，結(jié)構(gòu)將更安全。

本工程由于處理后的復(fù)合地基的地基承載力特征值的不同，基礎(chǔ)形式的差別，在實(shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)梁板式筏基、條形基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ)分別分兩次進(jìn)行計(jì)算基礎(chǔ)面積和配筋。

4.4后澆帶設(shè)置

由于本工程結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度超出規(guī)范要求，為減少混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生過程中的收縮應(yīng)力和消除在施工中產(chǎn)生的不均勻沉降，在主樓內(nèi)部和裙房一側(cè)設(shè)置用于控制收縮和沉降差的后澆帶，因?yàn)槭湛s后澆帶和沉降后澆帶的封帶時(shí)間不同，要根據(jù)實(shí)際工程的現(xiàn)場(chǎng)沉降實(shí)測(cè)值和計(jì)算的后期沉降差滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行后澆帶混凝土澆筑。

五、結(jié)語

高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，其設(shè)計(jì)合理與否，關(guān)系到建筑物的安全和使用及施工工期和投資額度。本文通過工程實(shí)例，對(duì)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，重點(diǎn)介紹了解決主、裙樓差異沉降的問題和根據(jù)場(chǎng)地條件來確定基礎(chǔ)選型。

參考文獻(xiàn)：

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[2]GB50007-2011建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2011.

篇4

建筑基礎(chǔ)在建筑工程占有極其重要的地位，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)建筑工程的穩(wěn)定性有巨大影響。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，建筑施工技術(shù)和建筑材料的不斷更新和進(jìn)步，人們對(duì)建筑物的功能要求也越來越高了，不僅要滿足基本的使用功能，同時(shí)還要滿足抗震等一些特殊的要求，這也就提高了人們對(duì)建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求。

1 建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需考慮的因素

高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對(duì)保證建筑物的正常使用和安全至關(guān)重要,是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。高層建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)應(yīng)綜合考慮地基土質(zhì)情況、上部結(jié)構(gòu)形式、有無抗震設(shè)防要求、場(chǎng)地環(huán)境和施工技術(shù)等因素。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)建筑上部的結(jié)構(gòu)類型、規(guī)模、荷載、整體剛度、對(duì)不均勻沉降的敏感性以及建筑下部工程地質(zhì)條件、地層結(jié)構(gòu)、各土層的物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力、地下水位埋深與水質(zhì)、當(dāng)?shù)貎錾畹纫蛩匾虻刂埔诉M(jìn)行。當(dāng)然，施工技術(shù)和施工材料等其他因素，也是全面考慮基礎(chǔ)形式選擇的條件。

2 地基基礎(chǔ)方案的類型

基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接構(gòu)件。這是建筑物以及構(gòu)筑物的主要承重部分，所以基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和選擇是非常重要的。當(dāng)建筑場(chǎng)地土質(zhì)均勻、堅(jiān)實(shí)、性質(zhì)良好、地基承載力也適宜時(shí)，對(duì)于一般建筑，可將基礎(chǔ)直接座在淺層天然土層上，稱為天然地基上淺基礎(chǔ)。以下有幾種常用基礎(chǔ)形式及適用情況。砌體結(jié)構(gòu)通常采用的是剛性條形基礎(chǔ)。有灰土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)以及四合土條形基礎(chǔ)等。如果基礎(chǔ)的寬度超過2.5m 時(shí)，也可采用柔性基礎(chǔ)即鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)。框架結(jié)構(gòu)、無地下室、地基土剛性比較強(qiáng)、上部荷載作用也比較小時(shí)，適宜選用單獨(dú)的柱基，并且要設(shè)置一些柱基間拉梁來承擔(dān)一層墻體，或者是采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)來增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性。但在地基剛性比較弱、荷載的作用力也比較大時(shí)，為了有效的增強(qiáng)建筑的整體性，避免地基的不均勻沉降，則應(yīng)該選擇十字交叉梁條形基礎(chǔ)。如果上述的基礎(chǔ)強(qiáng)度仍不能滿足建筑設(shè)計(jì)的要求，也可以選用梁筏基礎(chǔ)。

框架結(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)的不均勻沉降的要求比較嚴(yán)格而且對(duì)于基礎(chǔ)的防水功能要求也比較高時(shí)，可選用梁筏基礎(chǔ)。它對(duì)上部建筑物荷載大、地基軟弱、地下防滲要求高的建筑具有明顯的優(yōu)勢(shì)。高層建筑荷載大、高度大，按照地基穩(wěn)定性的要求，基礎(chǔ)埋置深度大，常采用箱形基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)由現(xiàn)澆的鋼筋混凝土底板、頂板、縱橫外墻與內(nèi)隔墻組成箱形整體。它剛度大、整體性好，可利用箱形空間作為停車場(chǎng)、商場(chǎng)活動(dòng)廳、儲(chǔ)藏室、設(shè)備層等。

當(dāng)建筑地基土層軟弱，壓縮性高，強(qiáng)度低，無法承受上部荷載時(shí)，需經(jīng)過人工加固處理后作為地基，稱為人工地基。一般采用的加固處理地基的方法，有機(jī)械壓實(shí)法、強(qiáng)夯法、換土法、預(yù)壓固結(jié)法、擠壓法、振沖法、化學(xué)加固法等。當(dāng)建筑地基上部土層軟弱，設(shè)計(jì)天然地基淺基礎(chǔ)不滿足地基強(qiáng)度或變形要求，或是采用人工加固處理地基不經(jīng)濟(jì)或時(shí)間不允許時(shí)，可采用樁基礎(chǔ)或深基礎(chǔ)。當(dāng)處于地震區(qū)高層建筑埋置深度不小于建筑物高度的1 /15，采用淺基礎(chǔ)不能滿足要求，也就只能用樁基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。

常用的深基礎(chǔ)類型包括: 樁基礎(chǔ)、大直徑樁墩基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、樁箱基礎(chǔ)等等。此處將應(yīng)用廣泛的樁基礎(chǔ)著重介紹。在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，樁型的選擇必須結(jié)合建筑物的實(shí)際使用要求、工程地質(zhì)狀況、上部結(jié)構(gòu)類型、施工條件、荷載大小與分布情況、周圍環(huán)境等因素，合理選擇最為合適的樁型，從而保證設(shè)計(jì)方案更具可行性。

預(yù)制樁，其中包括: 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁、混凝土方形樁等，主要適宜持力層上覆蓋為松軟土層，沒有堅(jiān)硬的夾層，對(duì)密實(shí)的中間夾層或碎石土難以穿越，且不能穿越凍脹性質(zhì)明顯土層；持力層頂面的土質(zhì)變化不大，樁長(zhǎng)易于控制，減少截樁或多次接樁；水下樁基工程；工期比較緊的工程，因已在工廠預(yù)制，可縮短工期。常用的施工方法有: 錘擊法、靜壓法等，在國內(nèi)的建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。

灌注樁系指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。對(duì)于淤泥、粘土、砂層、巖石等各種土層都適用，且能在水位以下施工，施工工藝也比較成熟，承載力大。對(duì)于多層、小高層等建筑，可以考慮用小直徑的摩擦樁或摩擦端承樁，利用上部土層的樁側(cè)及樁端阻力，單樁豎向承載力可達(dá)100t～300t左右。對(duì)于高層、超高層等建筑，可以考慮采用大直徑的端承樁，穿過軟弱土層并錨入基巖，以巖層作為持力層，單樁豎向承載力可達(dá)300t～1 000t左右甚至更高鋼樁，其中主要包括: H型鋼樁、鋼管樁等，但是由于整體工程費(fèi)用較為昂貴，一般工程中不宜采用。在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，如果場(chǎng)地的硬持力層相對(duì)較深，如果采用超長(zhǎng)摩擦樁、混凝土預(yù)制樁、灌注樁存在工藝或技術(shù)方面的難題，可考慮在設(shè)計(jì)方案中采用鋼樁，其可以穿過較硬的土層、風(fēng)化巖層。

3 建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，結(jié)合筆者的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了以下注意事項(xiàng):

1) 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中必須考慮建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載，以及基礎(chǔ)與地基之間的共同作用，并采取有效的強(qiáng)化措施，以加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度與強(qiáng)度；

2) 對(duì)于已經(jīng)選定的建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)按照建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)，選擇最具代表性的場(chǎng)地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與測(cè)試，以檢驗(yàn)各種設(shè)計(jì)參數(shù)與加固措施的實(shí)際效果，避免在施工中遇到各類問題；

3) 在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，必須按照基礎(chǔ)的承載力確定其面積及樁基埋深等，對(duì)于基礎(chǔ)的承載力特征值等進(jìn)行必要的修正；

4) 在符合規(guī)定的受力范圍內(nèi)，如果存在軟弱下臥層的問題，必須經(jīng)過認(rèn)真的計(jì)算與試驗(yàn)，進(jìn)行軟弱下臥層承載力的驗(yàn)算，從而得出正確的設(shè)計(jì)方案；

5) 根據(jù)建筑物各部分結(jié)構(gòu)荷載的差異，以及建筑物之間的施工順序與聯(lián)系方法等，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范與地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于基礎(chǔ)變形允許值及相關(guān)參數(shù)提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求；

6) 復(fù)合建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，應(yīng)滿足建筑物承載力與變形的基本要求，特別是在膨脹土、欠固結(jié)土、可液化土、濕陷性黃土等特殊地質(zhì)條件下進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮土體的實(shí)際性質(zhì)，選用適當(dāng)?shù)氖┕づc強(qiáng)化工藝。

篇5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-0422(2007)01．0085-02

收稿日期：2006-09-26

作者簡(jiǎn)介：晏文鋒(1967－)，男(漢族)，湖南新化人，高級(jí)工程師。

1　前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高層建筑在我國的工程建設(shè)中也越來越普遍，而高層建筑基礎(chǔ)作為高層建筑結(jié)構(gòu)體系的一個(gè)重要組成部分，也日益被業(yè)內(nèi)人士所重視。這是因?yàn)楦邔咏ㄖA(chǔ)承擔(dān)著將高層建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞給地基的重要作用，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將高層建筑上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基協(xié)同考慮。在地震區(qū)，凡是地基基礎(chǔ)好的，建筑結(jié)構(gòu)所受到的破壞就輕，危害就小，否則就破壞嚴(yán)重。在工程質(zhì)量事故中，如果基礎(chǔ)工程出現(xiàn)質(zhì)量問題，補(bǔ)救起來相當(dāng)困難，還會(huì)給工程造價(jià)和工期帶來較大的影響。所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，除了保證基礎(chǔ)本身應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)考慮地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及變形的要求，為使基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更合理，應(yīng)綜合考慮上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的共同作用。

高層建筑基礎(chǔ)工程的重要性，還表現(xiàn)在基礎(chǔ)工程在高層建筑的工程造價(jià)中占有較大的比重。基礎(chǔ)工程所耗費(fèi)的鋼材、水泥用量多，施工難度大，一般情況下基礎(chǔ)工程造價(jià)占土建工程總造價(jià)的20％左右，工期占土建工程的20-30％，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，其造價(jià)和工期所占的比重還會(huì)增加。因此，選擇合理的基礎(chǔ)形式與計(jì)算方法，是保證建筑結(jié)構(gòu)安全，降低工程造價(jià)的一個(gè)有效措施。

高層建筑基礎(chǔ)的重要性，還表現(xiàn)在基礎(chǔ)形式的多樣性和影響因素的復(fù)雜性。在一些地質(zhì)條件差的地區(qū)，基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工涉及面廣，它不僅與上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)本身有關(guān)，還與地基土的性質(zhì)、水文條件、周圍環(huán)境等因素相關(guān)。基礎(chǔ)工程在雨季施工時(shí)，也會(huì)給施工增加很多困難，還會(huì)造成一些局部的返工，土建工程拖延工期往往就和基礎(chǔ)工程進(jìn)度有關(guān)。因此，選擇合理的基礎(chǔ)形式對(duì)縮短施工工期也是具有重要意義的。

2　高層建筑基礎(chǔ)選型的主要依據(jù)

在基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)各地區(qū)不同的地質(zhì)條件，選擇合理的基礎(chǔ)型式，是個(gè)關(guān)鍵問題。一般情況下應(yīng)考慮以下條件：

2．1高層建筑基礎(chǔ)首先應(yīng)滿足基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度要求，上部荷載分布應(yīng)盡量均勻；

2．2基礎(chǔ)應(yīng)支承在較堅(jiān)固或較均勻的地基上，應(yīng)考慮持力層及其下臥層的整體穩(wěn)定，同一棟建筑不宜采用多種不同類型的基礎(chǔ)型式；

2．3高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足建筑物使用上的要求，例如人防要求、設(shè)置地下車庫、地下酒吧、地下商場(chǎng)、地下餐廳等要求。

2．4高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，應(yīng)滿足構(gòu)造的要求，如高層建筑箱基的埋深、高度，基底平面形心與結(jié)構(gòu)豎向靜荷載重心相重合，對(duì)偏心距的要求、沉降控制等；

2．5根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式(框架、框剪及剪力墻結(jié)構(gòu))選配合理的基礎(chǔ)型式；

2．6高層建筑基礎(chǔ)．一般埋置較深，因此，應(yīng)考慮深基坑開挖及地下水抽排對(duì)周圍建筑物的影響，以及地下水造成施工難度的增加和對(duì)工程質(zhì)量的影響。

3　高層建筑基礎(chǔ)選型時(shí)應(yīng)考慮的因素

高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)比一般建筑基礎(chǔ)要更復(fù)雜，總的來說，它具有荷載大、埋置深及要求嚴(yán)的特點(diǎn)，在選擇基礎(chǔ)型式時(shí)與建筑物的使用性質(zhì)、上部結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)情況、抗震性能、對(duì)周圍建筑物的影響及施工條件等有密切的關(guān)系。在一般情況下，在基礎(chǔ)選型與設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

3．1當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)、無地下室、地基較好、荷載較小、柱網(wǎng)分布較均勻時(shí)，可采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。在抗震設(shè)防區(qū)，其縱橫方向應(yīng)設(shè)連系梁，連系梁可按柱垂直荷載的10％引起的拉力和壓力分別驗(yàn)算；

3．2當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架或剪力墻結(jié)構(gòu)、無地下室、地基較差、荷載較大時(shí)，為了增加基礎(chǔ)的整體性，減少不均勻沉降，可選用十字交又鋼筋砼條形基礎(chǔ)或樁基，如仍不能滿足要求，又不采用樁基或其他人工地基時(shí)，可以選用筏基；

3．3當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框架或剪力墻結(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降限制較嚴(yán)、防水要求較高時(shí)，可選用箱基；

3．4當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框一剪結(jié)構(gòu)、無地下室、地基條件較好時(shí)，可采用十字交叉鋼筋砼條形基礎(chǔ)或筏基；

3．5當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為框一剪結(jié)構(gòu)、有地下室、無特殊防水要求、柱網(wǎng)、荷載及開間分布比較均勻、地基較好時(shí)，可選用十字交叉剛性墻基礎(chǔ)；

3．6筏基上柱荷載較小或中等、柱距較小且等距的情況下宜采用無梁筏板基礎(chǔ)，當(dāng)柱荷載相差大且柱距又較大時(shí)，宜采用梁板式筏基；

3．7當(dāng)?shù)鼗^差或很差時(shí)，采取上述各類型基礎(chǔ)仍不能滿足設(shè)計(jì)時(shí)，可選用樁基或其他有效的人工地基；

3．8高層建筑如遇下列情況，與深基礎(chǔ)或其它人工地基相比較經(jīng)濟(jì)，且施工條件又可能時(shí)，可采用樁基；

3．8．1地基軟弱，作為天然地基，其承載力或沉降量不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求時(shí)；

3．8．2相鄰建筑物之間相互影響，地基將形成過大的不均勻沉降時(shí)；

3．8．3對(duì)沉降有特殊要求時(shí)；

3．8．4限于現(xiàn)場(chǎng)既有建筑不允許開挖，又無其他施工手段時(shí)；

3．8．5土層變化較大、厚度不均勻或下臥基巖面起伏相差較大而將引起過大的不均勻沉降時(shí)；

3．8．6采用深埋天然地基，在經(jīng)濟(jì)上、施工條件上進(jìn)行比較又不經(jīng)濟(jì)時(shí)。

4　巖土工程勘察在高層建筑基礎(chǔ)選型與設(shè)計(jì)中的作用與要求

巖土工程地質(zhì)條件是隱蔽、復(fù)雜和可變的，這種可變性既來自天然條件變化的影響、也來自人類活動(dòng)的影響。可變的巖土特性和復(fù)雜的工程建設(shè)相互作用，可能引起各種后果。而設(shè)計(jì)與施工單位主要著眼于基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工，勘察單位則著重于了解和反映巖體和土體現(xiàn)有的特性，這就是多年來地基處理和基礎(chǔ)工程浪費(fèi)大而有時(shí)還難免出事故的根本原因。所以，每一項(xiàng)巖土工程任務(wù)，均帶有相當(dāng)程度的研究性質(zhì)，搞得好可以給設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)、確保工程質(zhì)量、縮短工期、節(jié)約建設(shè)資金，搞不好也可能浪費(fèi)大量資金，甚至還可能導(dǎo)致工程事故，造成生命財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失和生態(tài)環(huán)境的破壞。

雖然建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)條件在多數(shù)情況下是隱蔽的，但目前的工程勘察和技術(shù)手段，一般還只能做到相對(duì)的準(zhǔn)確。例如，規(guī)范規(guī)定勘察鉆孔的最小間距，地質(zhì)剖面圖上兩鉆孔之間的地層實(shí)際上是靠推斷勾繪的，埋藏在土層以下的石灰?guī)r層面起伏變化是無法繪出其真實(shí)情況的；巖石風(fēng)化帶的厚度也很難確定；卯礫石層密實(shí)程度和所含的砂與粘性土也是變化很大的。象將這樣相對(duì)準(zhǔn)確的地質(zhì)資料提供給設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)人員也只能作出相對(duì)準(zhǔn)確的地基處理與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，在施工過程中不可避免的要根據(jù)地質(zhì)條件的變化而修改設(shè)計(jì)。

如何使工程勘察更加準(zhǔn)確地反映建設(shè)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，使勘察成果能給基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供更可靠的計(jì)算參數(shù)和設(shè)計(jì)依據(jù)，那么在工程地質(zhì)勘察時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)踐經(jīng)驗(yàn)和建筑擬采用的基礎(chǔ)型式，有針對(duì)性地提供相關(guān)資料。

4．1當(dāng)考慮采用天然地基時(shí)應(yīng)查明建筑物荷載影響范圍內(nèi)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)、土層分布、深度、厚度及均勻性，以及有無不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，如古河道、古池塘、坑道、土洞等，對(duì)地基的穩(wěn)定性及承載力、變形指標(biāo)等作出評(píng)價(jià)。對(duì)巖石殘積土地區(qū)，還應(yīng)劃分出殘積土中由巖脈分化成的相對(duì)軟弱層。

4．2當(dāng)考慮采用沉管灌注樁及預(yù)制樁時(shí)，應(yīng)查明在樁基影響范圍內(nèi)各土層巖性、分布、深度、厚度，應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)值，對(duì)花崗巖和下古生界的混合巖分布區(qū)，尚應(yīng)著重查明殘積土中的未風(fēng)化球體及巖脈的存在，并提供各土層的承載力及樁周摩擦力。

4．3當(dāng)考慮采用沖、鉆、挖孔樁時(shí)，應(yīng)查明建筑物范圍內(nèi)第四系地層與基巖的分布、埋深、厚度，并提供各土層的承載力及樁周摩擦力，應(yīng)劃分土層與巖層及各種風(fēng)化帶分界線，及巖層中有無斷層構(gòu)造帶，并查明其產(chǎn)狀及寬度、厚度。

篇6

1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

任何建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前必須掌握足夠的資料，這些資料包括兩大部分: 一部分是地質(zhì)資料，另一部分是有關(guān)上部結(jié)構(gòu)資料。對(duì)這些資料的要求可根據(jù)需要而有所區(qū)別。對(duì)于高層建筑一般要求更詳細(xì)的資料，在分析地質(zhì)資料時(shí)應(yīng)注意對(duì)地基類型進(jìn)行判別并考慮可能發(fā)生的問題，要研究土層的分布，查明地下水及地面水的活動(dòng)規(guī)律，調(diào)查擬建建筑物周圍及地下的情況，在分析上部結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)特別注意建筑物的重要性、建筑物體型的復(fù)雜程度和結(jié)構(gòu)類型及其傳力體系。任何一個(gè)成功的基礎(chǔ)工程都必須能滿足以下各項(xiàng)穩(wěn)定性及變形要求:

1) 埋深應(yīng)足以防止基礎(chǔ)底面下的物質(zhì)向側(cè)面擠出，對(duì)單獨(dú)基礎(chǔ)及筏形基礎(chǔ)尤為重要。

2) 埋深應(yīng)在凍融及植物生長(zhǎng)引起的季節(jié)性體積變化區(qū)以下。

3) 體系在抗傾覆、轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)或防止土破壞( 抗剪強(qiáng)度破壞) 方面必須是安全的。

4) 體系對(duì)土中的有害物質(zhì)所引起的銹蝕或腐蝕方面必須是安全的，在利用垃圾堆筑地時(shí)，這點(diǎn)尤為重要。

5) 體系應(yīng)足以對(duì)付以后在場(chǎng)地或施工幾何尺寸方面出現(xiàn)的某些變化，并在萬一出現(xiàn)重大變化時(shí)能便于變更。

6) 從設(shè)置方法的角度看，基礎(chǔ)應(yīng)是經(jīng)濟(jì)的。

7) 地基總沉降量及沉降差應(yīng)為基礎(chǔ)構(gòu)件和上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件所容許。

8) 基礎(chǔ)及其施工應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 基礎(chǔ)的選型

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的形式很多。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)使用、滿足地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)兩項(xiàng)基本要求以及技術(shù)上合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方案。作為整體結(jié)構(gòu)之一的基礎(chǔ)，其不可替代的功能決定了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)除需滿足強(qiáng)度和上部結(jié)構(gòu)的其他要求之外，還應(yīng)滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和耐久性要求。合理選擇基礎(chǔ)形式是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很重要的階段，天然地基上的筏形基礎(chǔ)比較經(jīng)濟(jì)，宜優(yōu)先采用，另外依據(jù)地質(zhì)勘察情況還可采用箱基、樁基或采取復(fù)合地基形式。基礎(chǔ)是否發(fā)生傾斜是高層建筑是否安全的關(guān)鍵因素。高層建筑由于質(zhì)心高、荷載大，對(duì)基礎(chǔ)底面一般難免有偏心，故在沉降過程中，建筑物總重量對(duì)基礎(chǔ)底面形心將產(chǎn)生新的傾覆力矩增量，而此傾覆力矩增量又產(chǎn)生新的傾斜增量，傾斜可能隨之增長(zhǎng)，直至地基變形穩(wěn)定為止。因此，為減少基礎(chǔ)產(chǎn)生傾斜，應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)豎向荷載重心與基礎(chǔ)平面形心相重合，當(dāng)偏心難以避免時(shí)，應(yīng)對(duì)其偏心距加以限制。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定，在地基土比較均勻的條件下，箱形基礎(chǔ)、筏形基礎(chǔ)的基礎(chǔ)平面形心宜與上部結(jié)構(gòu)豎向永久荷載重心重合。當(dāng)不能重合時(shí)，偏心距 e 宜符合式( 1) 要求:e ≤ 0. 1W / A ( 1)式中 W―――與偏心距方向一致的基礎(chǔ)底面邊緣抵抗距，m3;A―――基礎(chǔ)底面積，m2。

3 基礎(chǔ)的埋深

高層建筑基礎(chǔ)必須有足夠的埋置深度，這主要是考慮了以下幾方面的因素:

1) 增大基礎(chǔ)埋深可保證高層建筑在水平荷載( 風(fēng)和地震荷載) 作用下的地基穩(wěn)定性，減少建筑的整體傾斜，防止傾覆和滑移，利用土的側(cè)限形成嵌固條件，保證高層建筑的穩(wěn)定。

2) 由于基礎(chǔ)增大埋深，可使地基的附加壓力減小，且地基承載力的深度修正也加大，則可以提高地基的設(shè)計(jì)承載力，減少基礎(chǔ)的沉降量。

3) 增大基礎(chǔ)埋深，可使地下室外墻與土體之間的摩擦力和被動(dòng)土壓力增大，從而限制了基礎(chǔ)在水平荷載作用下的擺動(dòng)，使基礎(chǔ)底面上反力分布趨于平緩。

4) 地震作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力效應(yīng)與基礎(chǔ)埋置深度關(guān)系較大，增大埋深，可使阻尼增大，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)減小，而且土質(zhì)越軟，埋置深度越大，地震反應(yīng)減小的越多。因此增大埋深有利于建筑物抗震。實(shí)測(cè)表明，有地下室的建筑地震反應(yīng)可降低 20% ～30%。在確定基礎(chǔ)埋深時(shí)，應(yīng)結(jié)合建筑物的高度、體型并綜合考慮地質(zhì)條件及使用功能等條件的影響。基礎(chǔ)埋深需滿足如下規(guī)定:

1) 天然及復(fù)合地基，宜取1H/15( H 為房屋總高度) 。

2) 樁基礎(chǔ)不計(jì)樁長(zhǎng)，宜取1H/18。

3) 基礎(chǔ)的埋深對(duì)房屋造價(jià)、施工技術(shù)措施、工期以及保證房屋正常使用等都有很大的影響。基礎(chǔ)埋置太深，會(huì)增加房屋的造價(jià); 而埋置太淺，通常又不能保證房屋的穩(wěn)定性。因此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范及實(shí)際情況選擇一個(gè)合理的埋置深度。當(dāng)基礎(chǔ)直接擱置在基巖上時(shí)，在滿足地基承載力、穩(wěn)定性要求及其他要求的前提下，基礎(chǔ)埋深可適當(dāng)放松。當(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生滑移時(shí)，應(yīng)采取有效的抗滑移措施。

4) 箱型基礎(chǔ)的埋深還應(yīng)考慮抗浮設(shè)計(jì)水位的影響。

4 高層建筑基礎(chǔ)常用類型的選取及比較

1) 筏型基礎(chǔ)。筏基是目前高層建筑中常見的一種基礎(chǔ)形式。其選取條件如下: ①當(dāng)基礎(chǔ)持力層無法滿足上部結(jié)構(gòu)的容許變形及地基容許承載力要求時(shí)，采用筏基可以增大其基底面積從而提高基礎(chǔ)承載力、減小基底變形; ②高層建筑在水平荷載( 如: 風(fēng)荷載、地震荷載等) 的作用下，采取筏基可以提高整體結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定。

2) 樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)是目前高層建筑中另一種常見的基礎(chǔ)形式。其選取條件如下: ①當(dāng)淺表土層地基承載力無法滿足上部結(jié)構(gòu)承載力要求，而符合承載力要求的持力層土層在較深處時(shí)，宜采用樁基; ②天然地基承載力和變形不能滿足要求的高重建筑物，或者天然地基承載力基本滿足要求、但沉降量過大，需利用樁基礎(chǔ)減少其沉降的影響，或在使用上、生產(chǎn)上對(duì)沉降量要求比較嚴(yán)格的高層建筑物。

3) 柱下獨(dú)基。獨(dú)立基礎(chǔ)主要適用于小高層框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)鼗休d力較大，地基土性質(zhì)分布均勻，柱間傾斜變形較小時(shí)采用。同時(shí)為增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)的剛度和穩(wěn)定性，在縱橫方向設(shè)置連系梁，連系梁按偏拉、壓構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。

其他基礎(chǔ)形式如箱形基礎(chǔ)、十字交叉鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)、樁筏基礎(chǔ)等，可根據(jù)各種影響因素的具體情況，合理地進(jìn)行選擇。

5 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展高層建筑的數(shù)量及其形式的多樣化、復(fù)雜化也隨之增長(zhǎng)，這勢(shì)必給高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來若干問題和困難，以下為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中常見的幾個(gè)問題。

1) 不重視地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)。 《地基規(guī)范》3. 0. 1條規(guī)定，根據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征等條件，將地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)統(tǒng)一分為三個(gè)等級(jí)。而在 3. 0. 2 條規(guī)定，根據(jù)高層建筑地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)等級(jí)同時(shí)考慮地基變形( 在長(zhǎng)期荷載作用下) 對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

須滿足如下要求: ①所有建筑物的地基承載力設(shè)計(jì)須滿足要求; ②屬于甲、乙級(jí)設(shè)計(jì)等級(jí)的建筑，應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算; ③屬于丙級(jí)的建筑有 《地基規(guī)范》規(guī)定的 5 種情況

之一時(shí)，應(yīng)作變形驗(yàn)算。

2) 抗浮設(shè)計(jì)時(shí)不區(qū)分實(shí)際情況即進(jìn)行抗浮驗(yàn)算: ①抗浮驗(yàn)算時(shí)上部結(jié)構(gòu)永久荷載須乘以分項(xiàng)系數(shù)，分項(xiàng)系數(shù)可根據(jù) 《荷載規(guī)范》或當(dāng)?shù)氐貐^(qū)標(biāo)準(zhǔn)取值，驗(yàn)算建筑物抗浮能力應(yīng)滿足:建筑物永久荷載水浮力≥1. 0，其中，永久荷載取標(biāo)準(zhǔn)值，永久荷載與水浮力的分項(xiàng)系數(shù)按 《荷載規(guī)范》或參照 《北京細(xì)則》取值。②當(dāng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需要采取抗浮措施時(shí)，應(yīng)按工程具體情況區(qū)別對(duì)待。當(dāng)高層建筑主體基礎(chǔ)與裙房地下結(jié)構(gòu)空間連成整體，均采用樁基，可采取抗拔樁來解決抗浮問題; 當(dāng)主體與裙房地下結(jié)構(gòu)空間未連成整體，采用天然地基會(huì)產(chǎn)生沉降差，則抗浮常采取配重( 配重材料通常采用素混凝土，重度大于等于 30kN/m3鋼渣混凝土或砂石料) 的方法。

3) 設(shè)置地下室對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與整體結(jié)構(gòu)的影響不了解。①高層建筑設(shè)置地下室除了能增加建筑物的使用空間功能( 如作停車庫、設(shè)備機(jī)房等) 外，還會(huì)對(duì)地基基礎(chǔ)和地面以上的整體結(jié)構(gòu)的受力性能有很大的貢獻(xiàn)。地下室深基坑的開挖，對(duì)天然地基或復(fù)合地基的基礎(chǔ)能起到很大的卸載和補(bǔ)償作用，從而減少了地基的附加壓力，增強(qiáng)了地基承載力的計(jì)算值。②地下室周邊后期夯實(shí)的回填土對(duì)埋深較大的地下室外圈混凝土墻施加了被動(dòng)土壓力的同時(shí)，還對(duì)外圈擋土墻產(chǎn)生摩阻力，使基礎(chǔ)的穩(wěn)定性得以增強(qiáng)。同時(shí)使基礎(chǔ)板底反力平緩分布。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，通常將地下室埋置深度不小于高層建筑總高度的 1/11~1/9時(shí)，可不考慮由于偏壓引起的整體傾覆問題。所以，對(duì)于高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，必須加強(qiáng)對(duì)地下室周邊回填土的質(zhì)量要求和控制，土回填越密實(shí)，抗剪強(qiáng)度越高，提供的被動(dòng)土壓力也就越大，對(duì)基礎(chǔ)的穩(wěn)定越有保證。

結(jié)語:

隨著高層建筑在我國的日益普遍，高層建筑基礎(chǔ)作為高層建筑結(jié)構(gòu)體系中的重要組成部分必然受到設(shè)計(jì)人員的重視。論文就高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備內(nèi)容、基礎(chǔ)選型、基礎(chǔ)埋深及常見基礎(chǔ)類型的適用條件進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析介紹，并對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中容易誤解和忽視的內(nèi)容進(jìn)行介紹、總結(jié)，避免設(shè)計(jì)人員在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)類似問題。

參考文獻(xiàn):

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篇7

Key words: high-rise building;foundation design;optimization

中圖分類號(hào):TU72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)24-0086-01

1高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和基本要求

1.1 主要依據(jù)高層建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)受很多因素的影響,地面土質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下的巖土成分等是外部的基本條件;建筑本身的層高、地下室層數(shù)和建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的壓迫程度是建筑自身對(duì)地基基礎(chǔ)的限制條件;此外,相關(guān)的抗震要求等對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。依據(jù)以上的各種因素,再結(jié)合工程設(shè)計(jì)的造價(jià)總體規(guī)劃,對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行全面的科學(xué)評(píng)估,從而得出地基設(shè)計(jì)的基本數(shù)據(jù)。

1.2 基本要求與普通的多層建筑設(shè)計(jì)相比,由于影響高層建筑地基基礎(chǔ)因素較多,所以設(shè)計(jì)過程中需要考慮的設(shè)計(jì)要求也相對(duì)復(fù)雜。地基的牢固性、建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與抗震性、地基豎向的承載力與橫向的抗滑移、地基的沉降指數(shù)、地基土層的抗壓能力和地基壓力變形范圍等,都是對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求。因此,在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中,不僅要考慮建筑外觀設(shè)計(jì)概念上的要求,更重要的是地面條件和建筑本身結(jié)構(gòu)對(duì)高層建筑提出的具體客觀要求。隨著現(xiàn)代模擬技術(shù)與勘測(cè)技術(shù)的不斷成熟,為高層建筑設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)方案反復(fù)模擬、修改的便利條件和可靠的數(shù)據(jù),以滿足高層建筑最基本的安全性要求。

2高層建筑地基基礎(chǔ)計(jì)算的模型

根據(jù)我國城市地質(zhì)的分布情況,很多軟土、濕陷性黃土和液化土很多都穿插在城市建設(shè)帶上,從而在客觀條件上對(duì)高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出了更高的要求和難題。尤其在高層建筑設(shè)計(jì)規(guī)范還沒有形成統(tǒng)一的情況下,加上結(jié)構(gòu)工程師水平的差異與計(jì)算模型的多樣化,很難憑借個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和能力做出地質(zhì)參數(shù)的精確計(jì)算,使得地基基礎(chǔ)的計(jì)算質(zhì)量受到較大的影響。

就目前高層建筑地基基礎(chǔ)計(jì)算的模型工具來看,文克爾模型與彈性半無限體模型是最常用的兩種計(jì)算模型。前者針對(duì)基底反力與變形的線性關(guān)系,進(jìn)行系數(shù)計(jì)算,工程師接受度較高。后者將地基視為彈性連續(xù)介質(zhì),考慮到圖的擴(kuò)散能力,但由于計(jì)算相對(duì)復(fù)雜,在實(shí)際應(yīng)用上受到了一定的限制。但需要提出的是在通常情況下,盡管地基受到重力荷載的影響仍可以被視作彈性勻質(zhì)體,但對(duì)于特殊的軟土質(zhì)結(jié)構(gòu),在建筑上部的荷載壓力下,地基會(huì)產(chǎn)生一定的變形,不適合再按照靜態(tài)來分析受力狀況。上述的兩種計(jì)算模型顯然都具有不足之處,不能夠承擔(dān)科學(xué)合理的計(jì)算要求,為此,新計(jì)算模型的研究和開發(fā)是解決現(xiàn)階段地基基礎(chǔ)計(jì)算偏差的主要手段,經(jīng)過大量的實(shí)踐與反復(fù)論證,弦線模量法更適合地基變形與黃土的濕陷計(jì)算,是目前設(shè)計(jì)師普遍認(rèn)可的特殊土質(zhì)上的高層建筑地基基礎(chǔ)計(jì)算模型。

3高層建筑地基基礎(chǔ)方案的優(yōu)選

3.1 沉降縫的設(shè)置沉降縫是為防止建筑物各部分由于地基不均勻沉降引起房屋破壞所設(shè)置的垂直縫稱為沉降縫。當(dāng)建筑物建造在不同土質(zhì)的地基上,或建筑物相鄰部分的高度、荷載和結(jié)構(gòu)形式差別較大時(shí),為了防止建筑物出現(xiàn)不均勻沉降引起錯(cuò)動(dòng)或開裂,通常在差異處設(shè)施垂直縫隙,將建筑物分割成若干個(gè)獨(dú)立單元。但高層建筑的工程實(shí)踐效果表明,高層建筑基礎(chǔ)卻不適合設(shè)置沉降縫。沉降縫的設(shè)置將對(duì)地下室在土層中的嵌固作用產(chǎn)生一定的影響,再加上高層建筑本身對(duì)地下室的結(jié)構(gòu)壓力,會(huì)使建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜,并造成額外的壓力負(fù)擔(dān),不利于高層建筑的穩(wěn)定性。

3.2 高層建筑地下空間的利用高層建筑一般需要相應(yīng)的地下深埋基礎(chǔ),經(jīng)過精確的地質(zhì)勘測(cè)和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算后,才能確定地下深埋的程度。對(duì)地下空間的利用,可以提高基礎(chǔ)工程的利用率和提高建筑整體的收益效果和使用功能。城市的現(xiàn)代化加速了私家車的購買力增長(zhǎng),地面空間已經(jīng)越不能夠解決車輛的停放需求,地下停車場(chǎng)的開發(fā)和使用,不但解決了城市建設(shè)問題也提高了高層建筑地下空間的利用率。此外根據(jù)地下土質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),還可以將地下空間用來安置人防設(shè)施和建筑內(nèi)部的機(jī)房等。對(duì)地下空間的合理利用是高層建筑價(jià)值增值的有效手段之一。

3.3 高層建筑基礎(chǔ)方案的優(yōu)化選擇考慮到城市所在地區(qū)的地質(zhì)狀況的不同,各城市高層建筑的地基承載力也存在著差異,因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方案也不盡相同。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方式如何選擇,就需要根據(jù)實(shí)地的需要來決定,例如上海、天津等地質(zhì)條件較差的地區(qū)高層建筑多采用造價(jià)高昂的樁筏,而北京、廣州等地質(zhì)條件稍好的地區(qū)高層建筑多選用相對(duì)經(jīng)濟(jì)些的筏基。當(dāng)然,在地基條件較好的山區(qū)如重慶,甚至高層建筑可以采用很經(jīng)濟(jì)的獨(dú)立基礎(chǔ)。可見,地質(zhì)條件很大程度上決定了建筑基礎(chǔ)的方案。現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以提供高層建筑多個(gè)設(shè)計(jì)方案的模擬結(jié)果,從而使設(shè)計(jì)師可以從中選擇最優(yōu)方案。

基礎(chǔ)方案的優(yōu)選,無論是經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益都是相當(dāng)顯著的。

4結(jié)語

高層建筑地基基礎(chǔ)方案的優(yōu)化,首先要以精確的地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),地質(zhì)狀況是決定高層建筑地基的主要因素,其次,要考慮建筑結(jié)構(gòu)本身的承載力要求,建筑的豎向壓力對(duì)地基產(chǎn)生的影響等。對(duì)同一建筑來講,不同的地基選擇代表著不同的工程造價(jià)標(biāo)準(zhǔn),要在滿足高層建筑安全性和穩(wěn)定性的條件下,甄選適合造價(jià)預(yù)算的最優(yōu)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì),從而獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。因此,一個(gè)優(yōu)化的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案,要具有高度的可靠性和科學(xué)性,從技術(shù)的支持到材料的使用的考慮都要面面俱到。在吸取其他高層建筑成功設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,也要總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),不斷完善現(xiàn)有的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法,滿足不算增長(zhǎng)的高層建筑復(fù)雜的地基設(shè)計(jì)需求。

篇8

我國西南部地區(qū)，如云貴川渝等地，為多山地帶，較多建筑選址在山坡或是山頂。由于其地形、地貌、工程地質(zhì)條件的復(fù)雜性，以及周邊園林、景觀等相關(guān)專業(yè)的要求，給山地建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來了不同程度的困難，本文依據(jù)工程實(shí)例介紹山地建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的一些經(jīng)驗(yàn)。

2.工程概況

古滇王宮項(xiàng)目位于云南省昆明市晉寧縣，基地位于紅山山頂。項(xiàng)目整體占地面積約為6萬平方米，總建筑面積則約為2.05萬平方米，屬仿古建筑，南北方向長(zhǎng)度約為300m，東西跨度為200m。按建筑布置為中央大殿，四周圍環(huán)繞廂房、角樓及回廊，東南西北四個(gè)方向各設(shè)置一個(gè)山門，并沿整個(gè)建筑的外輪廓線設(shè)置仿古城墻。其中除大殿為2層的高層建筑外，其余均為1～2層的多層建筑。

3.地質(zhì)條件

3.1 現(xiàn)場(chǎng)地形

擬建場(chǎng)地處于紅山山頂，屬于低中山剝蝕地貌單元，山體整體呈渾圓狀，中間高、四周低，地形起伏較大，最低點(diǎn)高程為1909.00m，最高點(diǎn)高程為1963.37m（場(chǎng)地紅山山頂），最大高差為54.37m。建筑±0.000相當(dāng)于絕對(duì)標(biāo)高1959.050m，建造時(shí)將該標(biāo)高以上山體削平以獲得施工平臺(tái)，如圖3.1所示。四周山體整體坡度在20度～25度之間，局部坡腳地段因人工取土開挖，形成高約5～12m的陡坎，現(xiàn)狀穩(wěn)定。建筑主體部分（大殿、角樓、山門及廂房地段）局部位于山坡上，現(xiàn)狀高程為1941.05～1964.53m，其中以西南廂房南端的高程最低，為1941.05m，距離建筑要求的室外地坪標(biāo)高的最大高差約18m。

圖3.1 建筑平面布置

3.2 土層分布

4.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

4.1 基礎(chǔ)選型

一般的山地建筑常見的基礎(chǔ)形式多為天然基礎(chǔ)或人工挖孔樁基礎(chǔ)[1]。本項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)以多層為主，自重較輕；山體為風(fēng)化巖石，坡度較緩（約1：2.5），本著依山就勢(shì)、因地制宜的設(shè)計(jì)原則，初選時(shí)按天然基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，局部落腳在坡地上的基礎(chǔ)，落差每增加5m設(shè)置一層框架梁，在建筑的一層樓板以下，形成分層退臺(tái)的形式，最深處設(shè)置三層框架梁，四周城墻按維護(hù)墻設(shè)計(jì)，不必設(shè)置擋土墻。如此，可以避免大規(guī)模的填方量以及回填土邊界線位置的超高擋土墻建造，相對(duì)于增加的2～3層梁架來說，回填土+擋土墻的方案成本要增加很多。后期景觀專業(yè)介入后，對(duì)城墻根部的標(biāo)高統(tǒng)一為1951.0m。這樣使得西南區(qū)廂房處于填方區(qū)，局部填方厚度最大可達(dá)12m，造成天然基礎(chǔ)埋深過深，地基承載力不能滿足要求。考慮到山坡場(chǎng)地傾斜，不具備大型機(jī)械操作平臺(tái)，故選用填方區(qū)采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁基承載力計(jì)算時(shí)考慮回填土的負(fù)摩阻力影響[2]。綜上，最終確定為天然基礎(chǔ)+人工挖孔樁的混合基礎(chǔ)形式。在持力層選擇問題上，為了保證相鄰基礎(chǔ)沉降差滿足規(guī)范要求，天然基礎(chǔ)持力層和樁端持力層選為同一層，即3-1層全風(fēng)化玄武巖。

4.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

山地建筑的因其基底標(biāo)高不同的天然條件，大致有吊層、吊腳、錯(cuò)層、錯(cuò)臺(tái)幾種形式。本建筑平面尺度較大（處于山坡區(qū)域的長(zhǎng)度約有100m），故選擇分層退臺(tái)的方式來處理基礎(chǔ)落差。按照基底山體坡度，共分成三階臺(tái)地，基底分別是-2.0m、-5.0m、-9.0m。其中第三階臺(tái)地標(biāo)高為-9.0m，接近景觀專業(yè)要求的回填后的地坪標(biāo)高，持力層位于該標(biāo)高以下的基礎(chǔ)，采用樁基，樁頂標(biāo)高-9.1m。天然基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)之間設(shè)置拉結(jié)系梁，共同抵抗水平作用-風(fēng)荷載和地震。

4.3 沉降差

同一棟建筑采取天然和人工兩種基礎(chǔ)形式，其沉降差異應(yīng)滿足規(guī)范對(duì)地基變形允許值的相關(guān)規(guī)定。本文按分層總和法分別估算各柱基的沉降值。經(jīng)過計(jì)算，天然獨(dú)立基礎(chǔ)的計(jì)算沉降值在85～105mm之間波動(dòng)，樁基的沉降計(jì)算值在90～96mm之間波動(dòng)，滿足規(guī)范對(duì)絕對(duì)沉降量200mm限值的要求；相鄰基礎(chǔ)之間的沉降差值約為5～10mm，滿足規(guī)范對(duì)相鄰柱基沉降差不大于柱距2‰的限值的要求。

圖4.1基礎(chǔ)平面布置（局部）

5.結(jié)語

（1）山地建筑因其選址的特殊性，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，持力層埋藏深淺不一，前期地勘工作需盡量詳實(shí)，對(duì)地形復(fù)雜的局部區(qū)域應(yīng)加密孔點(diǎn)，以達(dá)到對(duì)工程地質(zhì)情況全面、充分的揭示。

（2）一般的山地建筑將和周邊道路、景觀設(shè)計(jì)相互聯(lián)系，基礎(chǔ)選型和持力層選擇時(shí)可能會(huì)受到上述專業(yè)的影響。因此在基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同相關(guān)專業(yè)對(duì)接，做好協(xié)調(diào)工作。

（3）建筑平面尺度較大時(shí)，如山地坡度較為平緩，可依山就勢(shì)首選分層退臺(tái)的方案進(jìn)行基礎(chǔ)布置，以避免較大的填方量及相應(yīng)的擋墻建造，獲得較好的經(jīng)濟(jì)性。

（4）填方地區(qū)可采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，并同天然基礎(chǔ)部分設(shè)置沉降縫[3]；如受建筑影響不能分縫，應(yīng)盡量使樁端和天然基礎(chǔ)基底處于相同的持力層，并設(shè)置沉降后澆帶，以減小沉降差異。

【參考文獻(xiàn)】

篇9

引言：基礎(chǔ)是整個(gè)建筑工程的重要部分，其重要性在結(jié)構(gòu)、占比、造價(jià)、工時(shí)上有著全面的體現(xiàn)，是建筑設(shè)計(jì)、建設(shè)和施工單位高度重視的關(guān)鍵部位和環(huán)節(jié)。超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中只有通過全面了解情況、優(yōu)化基礎(chǔ)選型、全面科學(xué)計(jì)算等工作才能夠確保超高層建筑基礎(chǔ)的安全性和功能，同時(shí)確保超高層建筑基礎(chǔ)工程造價(jià)的可控和降低。在超高層建筑基礎(chǔ)實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中要對(duì)基礎(chǔ)選型影響因素進(jìn)行控制，堅(jiān)持基礎(chǔ)選型的原則，通過對(duì)超高層建筑框架結(jié)構(gòu)、箱(筏)和樁箱(筏)種類基礎(chǔ)的有效設(shè)計(jì)和全面控制，實(shí)現(xiàn)超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，促進(jìn)超高層建筑基礎(chǔ)功能的完善，真正完成超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性、全面性的目標(biāo)。

一、超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

（1）選擇適合的基礎(chǔ)方案

應(yīng)該根據(jù)工程的上部載荷分布和結(jié)構(gòu)類型，地質(zhì)條件，施工條件以及相鄰的建筑物影響等各種因素進(jìn)行綜合性分析，選擇既合理又經(jīng)濟(jì)的方案，必要時(shí)要進(jìn)行地基變形演算，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要最大限度地發(fā)揮地基的潛力。在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該參考臨近建筑資料和進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看，要有詳細(xì)的地質(zhì)勘查報(bào)告，一般情況下，在一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部適合用兩種不同的類型。

（2）對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行正確分析

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普遍運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，但是，往往不同的軟件會(huì)得出不同的計(jì)算結(jié)果。所以，對(duì)于程序的適用條件、范圍等設(shè)計(jì)師應(yīng)該進(jìn)行全面的了解。因?yàn)檐浖旧碛腥毕荨⑷斯ぽ斎胗姓`或者程序與結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況不相符合，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)造成錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果，所以，在拿到電算結(jié)構(gòu)時(shí)要求結(jié)構(gòu)工程師要慎重校對(duì)，認(rèn)真進(jìn)行分析，做出合理的判斷。

（3）選用適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖

.為了保證結(jié)構(gòu)的安全，在選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)要選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算簡(jiǎn)圖。如果計(jì)算簡(jiǎn)圖選用不當(dāng)，則會(huì)造成結(jié)構(gòu)安全隱患，要有相應(yīng)的構(gòu)造措施來保證計(jì)算簡(jiǎn)圖。為了減少計(jì)算簡(jiǎn)圖的誤差，實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)該保證在設(shè)計(jì)所允許的范圍之內(nèi)，因?yàn)槠洳荒苁羌兇獾膭偨Y(jié)點(diǎn)。

（4）采取相應(yīng)的構(gòu)造措施

強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)壓若拉、. 強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、.注意構(gòu)件的延性性能原則是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要始終牢記的。要注意鋼筋的錨固長(zhǎng)度，特別是鋼筋執(zhí)行段錨固的長(zhǎng)度。要加強(qiáng)薄弱部位，考慮溫度應(yīng)力的影響。

（5）合理選擇結(jié)構(gòu)方案

要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)體系與結(jié)構(gòu)形式，一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案是一個(gè)合理設(shè)計(jì)的保證。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該傳力簡(jiǎn)捷，受力明確。地震區(qū)應(yīng)力求平面和豎向規(guī)則，同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系。總之，必須綜合分析工程的材料、施工條件、設(shè)計(jì)要求、地理環(huán)境等，并且要與水、電、建筑等專業(yè)進(jìn)行充分的協(xié)商，以此為基礎(chǔ)確定結(jié)構(gòu)方案，為結(jié)構(gòu)選型，最好進(jìn)行多方案比較后選用較為優(yōu)秀的.

二、超高層建筑基礎(chǔ)選型工作的要點(diǎn)

2.1超高層建筑基礎(chǔ)選型的影響因素

2.1.1超高層建筑上部結(jié)構(gòu)對(duì)基礎(chǔ)選型的影響

上部結(jié)構(gòu)對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)類型、深度、浮力等參數(shù)存在著直接的影響，由于上部結(jié)構(gòu)種類的不同，會(huì)引起超高層建筑基礎(chǔ)荷載大小和分布的不同，要在設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)予以注意。同時(shí)，不同類型的超高層建筑上部結(jié)構(gòu)會(huì)因自身的類型不同而產(chǎn)生不同的沉降幅度和變形幅度，因此，帶來超高層建筑基礎(chǔ)形式上的不同。地下室的種類和形狀也會(huì)對(duì)基礎(chǔ)選型有一定影響，要在設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)時(shí)做以重點(diǎn)考量。

2.1.2地質(zhì)條件對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)選型的影響

地質(zhì)條件中兩項(xiàng)情況對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)選型影響最為顯著，一是，地基持力層情況，持力層是承受超高層建筑基礎(chǔ)負(fù)荷的土層，要根據(jù)持力層承載能力大小和壓縮模量變化幅度選擇超高層建筑基礎(chǔ)類型；二是，穿越土層基本狀況，應(yīng)該根據(jù)土層中地下水影響和樁基穿越能力的大小選擇超高層建筑基礎(chǔ)的類型。

2.1.3周圍環(huán)境因素對(duì)超高層建筑基礎(chǔ)選型的影響

一是，超高層建筑施工的振動(dòng)和噪聲要對(duì)基礎(chǔ)帶來各種影響，因此需要對(duì)此加以控制和預(yù)防，以便超高層建筑基礎(chǔ)能夠持久、穩(wěn)定和安全。二是，超高層建筑施工中的空間因素也會(huì)給基礎(chǔ)類型帶來一定的影響，要選擇既利于施工有利于穩(wěn)定的超高層建筑基礎(chǔ)類型。三是，超高層建筑施工中擠土效應(yīng)，超高層建筑基礎(chǔ)樁基的入土和擠土?xí)a(chǎn)生擠土效益，這會(huì)對(duì)周邊建筑和地下管網(wǎng)造成影響，應(yīng)該從最小影響原則出發(fā)，優(yōu)先選擇擠土效應(yīng)最小的樁基方式進(jìn)行超高層建筑基礎(chǔ)施工。

2.1.4超高層建筑基礎(chǔ)樁種類的影響

不同種類的基礎(chǔ)樁有著不同的尺寸，應(yīng)該從持力層性質(zhì)、安全性要求、超高層建筑負(fù)荷等主要方面確定基礎(chǔ)樁的類型和規(guī)格，使其滿足超高層建筑總體施工建設(shè)的需要。

2.1.5超高層建筑基礎(chǔ)施工的工期

工期是設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)類型的重要參考參數(shù)，要在確保超高層建筑基礎(chǔ)施工速度、施工質(zhì)量和施工效益的基礎(chǔ)上形成最為科學(xué)的施工

工期，實(shí)現(xiàn)超高層建筑總體價(jià)值的全面兼顧。

2.2超高層建筑基礎(chǔ)選型的基本原則

超高層建筑基礎(chǔ)選型應(yīng)該堅(jiān)持的原則有：一是，多樣式原則，超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單位應(yīng)該全面掌握各種超高層建筑基礎(chǔ)類型，并有針對(duì)性地選擇社會(huì)和綜合價(jià)值較高的超高層建筑基礎(chǔ)類型。二是，經(jīng)濟(jì)性原則，超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要追求最佳的經(jīng)濟(jì)效益，因此，設(shè)計(jì)超高層建筑基礎(chǔ)時(shí)要考慮到成本控制、施工進(jìn)度的重要因素，全面提高超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)濟(jì)性。三是，總體優(yōu)化原則，超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單位要對(duì)各種設(shè)計(jì)綜合起來，將各種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)集中起來，形成優(yōu)化的超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)超高層建筑建設(shè)的基本目標(biāo)。

三、超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方法

當(dāng)前超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采用上部結(jié)構(gòu)與地基、基礎(chǔ)共同作用的分析方法,這種方法中地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)之間同時(shí)滿足接觸點(diǎn)的靜力平衡以及接觸點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件,即將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者看成是一個(gè)彼此協(xié)調(diào)的整體。這種從整體上進(jìn)行相互作用的分析方法難度較大,計(jì)算量龐大,對(duì)計(jì)算機(jī)的性能及存儲(chǔ)量要求較高,只在較復(fù)雜或大型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),按目前可行的方法考慮地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的相互作用。共同作用分析方法的進(jìn)步之處僅在于它考慮了上部結(jié)構(gòu)的剛度，這一優(yōu)勢(shì)是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式所不具備的。

四、做好超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

在超高層框架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),基礎(chǔ)宜柔不宜剛;若地基土為高壓縮性,則基礎(chǔ)宜剛;當(dāng)采用樁基時(shí),可考慮采用變剛度布樁的方式(如改變基礎(chǔ)中部樁徑或樁長(zhǎng)、加密中部布樁),以調(diào)整地基或樁基的豎向支承剛度,使差異沉降減到最小,從而減小基礎(chǔ)或承臺(tái)的內(nèi)力。

2箱(筏)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

對(duì)超高層建筑箱(筏)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),考慮上部結(jié)構(gòu)參與工作有利于降低箱基的整體彎曲應(yīng)力。建議采用共同工作整體分析進(jìn)行計(jì)算,這樣算得的整體彎曲箱基底板鋼筋應(yīng)力才比較符合實(shí)際;另外,共同作用使得上部結(jié)構(gòu)下面幾層邊柱(墻)出現(xiàn)較大內(nèi)力,采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法時(shí)應(yīng)提高邊柱(邊墻)的內(nèi)力。

3樁箱(筏)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

超高層建筑樁箱(筏)基礎(chǔ)上部荷載滿布，可采用變剛度布樁的方式,調(diào)整樁基的豎向支承剛度,從而調(diào)整樁頂反力分布;若考慮利用樁間土分擔(dān)上部荷載,充分發(fā)揮箱(筏)底樁間土的承載力,可適當(dāng)增加基礎(chǔ)中部樁的間距;另外,若上部結(jié)構(gòu)為剪力墻,則樁宜沿剪力墻軸線布置,這樣與

滿堂布樁相比可以大大減小底板的厚度。

參考文獻(xiàn)

[1]姜海菊.江浙地區(qū)超高層建筑基礎(chǔ)的選型與優(yōu)化設(shè)計(jì)――以某超高層住宅樓工程為例[J].建筑,2011(08)

[2]王榮彥,徐玲俊,張亞敏.鄭州東區(qū)超高層建筑基礎(chǔ)選型探討[J].巖土工程界,2005(12)

篇10

Key words: high-rise building; foundation design; problems; countermeasures

中圖分類號(hào): TU972文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國大中型城市的高層建筑迅速增多，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)也越來越成為建筑工程師的重要工作內(nèi)容。近年來，隨著許多新的設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程的相繼頒布，新舊規(guī)范、規(guī)程有許多內(nèi)容不同，再加上工程設(shè)計(jì)中一些特殊的問題，難以應(yīng)用規(guī)范進(jìn)行處理，在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些遺漏或錯(cuò)誤。

1 高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在的問題

1.1 基礎(chǔ)選型

基礎(chǔ)方案選擇時(shí)要使多個(gè)目標(biāo)的要求都能較好的得到滿足,并能對(duì)性能目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化,即在滿足經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能要求的基礎(chǔ)上,還要對(duì)施工性能及其與周邊環(huán)境、上部結(jié)構(gòu)、地震性質(zhì)與基坑支護(hù)等的適應(yīng)性等方面的性能進(jìn)行考慮,同時(shí),,非線性的相互作用甚至矛盾性的特征存在于許多的性能目標(biāo)之間,首先要考慮主要問題兼顧協(xié)調(diào)次要性能是選型優(yōu)化應(yīng)遵循的原則,如果過分強(qiáng)調(diào)主要問題而忽視次要性能,性能的優(yōu)化也很難實(shí)現(xiàn)。

擴(kuò)展了地基處理技術(shù)與工程基礎(chǔ)的內(nèi)涵和外延后,地基處理方案的相互融合成為了一種趨勢(shì),對(duì)深基礎(chǔ)的特點(diǎn)進(jìn)行了吸收,拓寬與延伸了其適用范圍和處理深度,從而可能對(duì)各類地基進(jìn)行處理。地基基礎(chǔ)的艱險(xiǎn)程度隨著地基基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展、地基處理方案和有關(guān)基礎(chǔ)形式的相互滲透越來越模糊化,實(shí)際工程中出現(xiàn)了一些包括復(fù)合樁筏(箱)基礎(chǔ)、復(fù)合樁基在內(nèi)的性能優(yōu)良的地基與基礎(chǔ)融合體。

1.2 主、裙樓基礎(chǔ)的處理

因建筑功能的要求層數(shù)較低的裙房會(huì)建在高層建筑主樓旁,在有的情況下沉降縫可以不予設(shè)置,比如通過計(jì)算確定差異沉降產(chǎn)生的基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與配筋,還有就是二者基礎(chǔ)的沉降差在采取有效措施后控制在了允許范圍內(nèi)。如果主、裙樓層數(shù)的差額大于10層,那么地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的等級(jí)應(yīng)為甲級(jí),地基變形設(shè)計(jì)與變形驗(yàn)算也要根據(jù)具體的規(guī)范要求來操作。如果沉降縫要設(shè)置,依據(jù)地基土質(zhì)情況主樓與裙房的基礎(chǔ)埋深要有一般不低于2m的高差,鋼筋混凝土墻要設(shè)置在沉降縫兩側(cè),拆模板、防水層操作會(huì)影響縫隙寬度,要進(jìn)行考慮,為了使高層主樓地下室產(chǎn)生側(cè)向約束力,應(yīng)用粗砂填實(shí)縫隙內(nèi)室外地面以下的部分。

當(dāng)筏板基礎(chǔ)應(yīng)用于主樓,獨(dú)立基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)應(yīng)用于裙樓基礎(chǔ)時(shí),可以把相鄰處裙房的柱基置于筏板的上方,并要驗(yàn)算筏板的抗沖切力。在一定程度上,基坑開挖會(huì)受到基礎(chǔ)埋深差異的影響,基礎(chǔ)施工應(yīng)按照先主樓后裙樓的次序進(jìn)行。擾動(dòng)了裙樓下地基土,在設(shè)計(jì)時(shí)可把受到擾動(dòng)的地基土清除掉,還要填至設(shè)計(jì)標(biāo)高,填充料為C15素混凝土,這樣才可以開始裙房基礎(chǔ)的施工。一旦主、裙樓基礎(chǔ)施工完畢,就要及時(shí)采取回填措施,還要注意回填土的壓實(shí)情況,壓實(shí)系數(shù)要在0.94以上。

1.3 地基基礎(chǔ)的計(jì)算

地基基礎(chǔ)計(jì)算時(shí)需對(duì)巖土工程勘察報(bào)告中提供的天然地基承載力特征值進(jìn)行修正,目前主裙樓一體的結(jié)構(gòu)在建筑工程中大量存在,在修正其主體結(jié)構(gòu)地基承載力時(shí),應(yīng)把基礎(chǔ)底面以上范圍內(nèi)的荷載看作為基礎(chǔ)兩側(cè)的超載,當(dāng)超載寬度是基礎(chǔ)寬度的兩倍以上時(shí),可通過換算為土層厚度的方式把超載變?yōu)榛A(chǔ)埋深,基礎(chǔ)兩側(cè)超載不一定相同,如不等取小值。當(dāng)連成一體筏形基礎(chǔ)的裙房分布在多高層主樓周圍時(shí),可取裙房基礎(chǔ)底面以上所有豎向荷載(不計(jì)活載)標(biāo)準(zhǔn)值與土的重度之比作為基礎(chǔ)埋置深度。

2 使用JCCAD軟件進(jìn)行高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

2.1 地質(zhì)資料的輸入

建筑物周圍場(chǎng)地地基狀況的描述指的就是地質(zhì)資料,其也可為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供重要信息。若要進(jìn)行沉降計(jì)算,在JCCAD中輸入地質(zhì)資料是首先要做的,[結(jié)構(gòu)物±0.000對(duì)應(yīng)的地質(zhì)次料標(biāo)高]在地質(zhì)資料輸入中是一個(gè)重要的參數(shù),可這樣理解這個(gè)參數(shù):可以按兩種方法輸入地質(zhì)資料中的標(biāo)高,與上部結(jié)構(gòu)模型一致的坐標(biāo)系或地質(zhì)報(bào)告提供的絕對(duì)高程。若選擇前者,地質(zhì)資料輸入中的所有標(biāo)高都要按與上部結(jié)構(gòu)模型一致的設(shè)計(jì)標(biāo)高輸入即把地質(zhì)報(bào)告中的絕對(duì)高程數(shù)值進(jìn)行換算;若選擇后者,地質(zhì)資料輸入中的所有標(biāo)高都要按絕對(duì)高程輸入即把與上部結(jié)構(gòu)模型一致的設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行換算;無論選擇前者還是后者,上部結(jié)構(gòu)模型中的標(biāo)高與基礎(chǔ)交互輸入中所有的標(biāo)高在系統(tǒng)中應(yīng)該是相同的。

2.2 地基承載力校核

《地基規(guī)范》第5.2.1條指出:基礎(chǔ)底面的壓力,在軸心荷載作用的情況下,Pk≤fa(其中Pk為相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),基礎(chǔ)底面處的平均壓力值,fa為修正后的地基承載力特證值);Pk=(Fk+Gk)/A(其中Fk為相應(yīng)于角載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)頂面的豎向力值,Gk為基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重,A為基礎(chǔ)底面面積)。

應(yīng)注意在做基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)滿足規(guī)范上述規(guī)定是必要的。在不符合的情況下,可以采取提高地基承載力與增大基底面積兩種措施。同時(shí)對(duì)于《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3—2002第12.1.6條的規(guī)定也是要考慮的:如果高層建筑的高度與寬度的比值沒有超過4,基礎(chǔ)底面與地基之間可以出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū),但其面積應(yīng)控制在基礎(chǔ)底面面積15％以內(nèi);如果高層建筑的高度與寬度的比值大于4,就要避免基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)的出現(xiàn)。主樓與質(zhì)量偏心較大的裙樓要分開計(jì)算。設(shè)計(jì)人員應(yīng)以[重心校核]輸出的最大及最小基底反力為依據(jù),把基礎(chǔ)平面的尺寸調(diào)整到合理的范圍內(nèi)。

2.3 主體偏心距e的驗(yàn)算

《地基規(guī)范》第8.4.2條指出:筏形基礎(chǔ)的平面尺寸,在地基比較均勻的條件下,基底平面形心要與結(jié)構(gòu)豎向永久荷載重心重合。在不能重合的情況下,在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下,偏心距e應(yīng)不大于0.1W/A(其中W為偏心距方向一致的基礎(chǔ)底面邊緣抵抗矩,A為基礎(chǔ)底面積)。

質(zhì)心高,荷載重是高層建筑樓身的特點(diǎn),如筏形等整體式基礎(chǔ)不保持原來的狀態(tài)而產(chǎn)生傾斜,基礎(chǔ)底面形心將受到建筑物總重的作用而產(chǎn)生新的傾覆力矩增量,隨著時(shí)間的增加傾斜可能會(huì)增長(zhǎng),地基變形穩(wěn)定后才會(huì)停止。為對(duì)基礎(chǔ)在永久荷載作用下的傾斜進(jìn)行控制,對(duì)于單棟建筑的筏形等整體式基礎(chǔ)要求控制偏心距的要求在規(guī)范8.4節(jié)高層建筑筏形基礎(chǔ)中要詳細(xì)的表述,建議當(dāng)高層建筑采用如樁承臺(tái)這樣的非整體式基礎(chǔ)時(shí)也要控制偏心距,基礎(chǔ)底板布置在比值e/(0.1w/A)小于1時(shí)就不用調(diào)整了,反之,基礎(chǔ)底板布置在比值e/(0.1W/A)大于1時(shí)必須調(diào)整。筏板基礎(chǔ)正下方所提供的總豎向荷載(含基礎(chǔ)自重)作用點(diǎn)坐標(biāo)(X,Y)和筏板形心坐標(biāo)(X,Y)是我們調(diào)整底板布置是的重要依據(jù)。在e/(0.1W/A)大于1時(shí),兩者坐標(biāo)的差異往往會(huì)比較大并且Y向坐標(biāo)是問題的關(guān)鍵,這時(shí)需對(duì)筏板外挑尺寸進(jìn)行修正,主要是通過“修改板邊”菜單來完成,從而大大縮小兩坐標(biāo)的差異,最終使e/(0.1W/A)小于1。

3 結(jié)束語

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的形勢(shì)下,我國的工程建設(shè)中的高層建筑變的越來越普遍,同時(shí)業(yè)內(nèi)人士也對(duì)高層建筑基礎(chǔ)這一高層建筑結(jié)構(gòu)體系的關(guān)鍵組成部分越來越重視。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙建寧.高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)體會(huì)[J].甘肅科技,2009(11).

篇11

        1.1 高層基礎(chǔ)如果設(shè)計(jì)方法不對(duì)或者選型不當(dāng)，將嚴(yán)重影響建筑物的安全性。不恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)計(jì)，可能因承載力不足引起建筑物的不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物開裂或傾斜，引起難以修復(fù)的工程質(zhì)量問題。

        1.2 選擇合理的基礎(chǔ)形式是降低工程造價(jià)的一個(gè)有效措施。基礎(chǔ)工程在建筑工程造價(jià)中占有很大的比重，通常情況下可以達(dá)到25%左右，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者地質(zhì)情況復(fù)雜時(shí)，所占比重還會(huì)有所增加。因此，選擇合理的基礎(chǔ)形式能夠有效降低工程造價(jià)。

        1.3 合理選擇基礎(chǔ)形式對(duì)縮短施工工期具有重要意義。據(jù)統(tǒng)計(jì)，基礎(chǔ)工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%左右，因此正確選擇合理的基礎(chǔ)形式對(duì)節(jié)省施工工期有很大的意義。

        2  高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析方法

        經(jīng)過工程技術(shù)人員多年的實(shí)踐與研究，高層建筑地基、基礎(chǔ)共同作用的事實(shí)已被人們所認(rèn)同。目前,最理想的分析方法是上部結(jié)構(gòu)與地基、基礎(chǔ)共同作用的分析方法。在這種方法中，地基、基礎(chǔ)、上部結(jié)構(gòu)之間，同時(shí)滿足接觸點(diǎn)的靜力平衡和接觸點(diǎn)的變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件，即將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三者看成是一個(gè)彼此協(xié)調(diào)的整體進(jìn)行分析。

        3  高層建筑基礎(chǔ)選型

        3.1 基礎(chǔ)選型的依據(jù)。在一般情況下，高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)考慮以下因素的影響：

        ①地質(zhì)條件的影響。地質(zhì)條件是影響高層基礎(chǔ)選型的一個(gè)非常重要因素，雖然建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)條件在多數(shù)情況下是隱蔽的、復(fù)雜的和可變的，但目前的工程勘察和技術(shù)手段，一般能做到相對(duì)的準(zhǔn)確。作為設(shè)計(jì)人員，對(duì)提供的地質(zhì)資料要能夠進(jìn)行準(zhǔn)確分析和正確判斷，進(jìn)而能夠合理地進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，并在施工過程中根據(jù)具體的地質(zhì)條件變化修改設(shè)計(jì)。②上部建筑結(jié)構(gòu)形式的影響。不同的上部結(jié)構(gòu)，對(duì)地基不均勻沉降的敏感程度也不相同，對(duì)地基不均勻沉降越敏感的上部結(jié)構(gòu)，則應(yīng)選擇剛度較大的基礎(chǔ)形式。因此要根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式(框架、框架剪力墻、剪力墻結(jié)構(gòu)等)選配合理的基礎(chǔ)型式。③要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，荷載大小，建筑物層數(shù)，高度、跨度大小等因素來選擇最佳的基礎(chǔ)形式。④高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足建筑物使用上的具體要求。

篇12

高層建筑由于具有層數(shù)多，高度大，重量大等特點(diǎn)，所以其豎向荷載大而集中，風(fēng)荷載和地震荷載引起的傾覆力矩成倍增長(zhǎng)，因此要求基礎(chǔ)和地基提供更高的豎直和水平承載力，同時(shí)使沉降和傾斜控制在允許的范圍內(nèi)，并保證建筑物在風(fēng)荷載與地震荷載下具有足夠的穩(wěn)定性。這就對(duì)基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)提出了更高、更嚴(yán)的要求。本文主要就高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行論述。

一、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)影響要素分析

高層建筑的上部結(jié)構(gòu)具有很大的剛度，它和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及地基三者實(shí)際上構(gòu)成了一個(gè)共同作用的體系。長(zhǎng)期以來，由于人們認(rèn)識(shí)上的局限性以及計(jì)算手段的缺乏，在設(shè)計(jì)計(jì)算中往往人為地切割了各部分之間的聯(lián)系，而把上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)作為兩個(gè)獨(dú)立的單元分別進(jìn)行考慮，結(jié)果導(dǎo)致基礎(chǔ)彎矩和縱向彎曲過大，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)偏于保守。

1.1 上部結(jié)構(gòu)的剛度對(duì)基礎(chǔ)受力的影響

假設(shè)上部結(jié)構(gòu)為絕對(duì)剛性，當(dāng)?shù)鼗冃螘r(shí)，各豎向構(gòu)件只能均勻下沉；如忽略豎向構(gòu)件端部的抗轉(zhuǎn)動(dòng)能力，則豎向構(gòu)件支座可視為基礎(chǔ)梁的不動(dòng)鉸支座，亦即基礎(chǔ)梁猶如倒置的連續(xù)梁，不產(chǎn)生整體彎曲，卻以基底分布反力為外荷載，產(chǎn)生局部彎曲。反之，假設(shè)上部結(jié)構(gòu)為絕對(duì)柔性，對(duì)基礎(chǔ)的變形毫無約束作用，于是基礎(chǔ)梁在產(chǎn)生局部彎曲的同時(shí)，還經(jīng)受很大的整體彎曲。于是，兩種情況下基礎(chǔ)梁的內(nèi)力分布形式與大小產(chǎn)生很大的差別。實(shí)際結(jié)構(gòu)物常介于上述兩種情況，其整體剛度的考慮非常困難，只能依靠計(jì)算軟件分析。在地基、基礎(chǔ)和荷載條件不變的情況下，增加上部結(jié)構(gòu)的剛度會(huì)減少基礎(chǔ)的相對(duì)撓曲和內(nèi)力，但同時(shí)導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)自身內(nèi)力增加，即是說，上部結(jié)構(gòu)對(duì)減少基礎(chǔ)內(nèi)力的貢獻(xiàn)是以在自身中產(chǎn)生不容忽視的次應(yīng)力為代價(jià)的。

1.2 地基條件對(duì)基礎(chǔ)受力的影響

基礎(chǔ)受力狀況取決于地基土的壓縮性及其分布的均勻性。當(dāng)?shù)鼗敛豢蓧嚎s時(shí)（例如基礎(chǔ)坐落在未風(fēng)化的基巖上），基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不僅不產(chǎn)生整體彎曲，局部彎曲亦很小；上部結(jié)構(gòu)也不會(huì)因不均勻沉降產(chǎn)生次應(yīng)力實(shí)踐中最常遇到的情況卻是地基土有一定的可壓縮性，且分布不均，這樣，基礎(chǔ)彎矩分布就截然不同。基礎(chǔ)與地基界面處往往顯示出摩擦特征。由于土的強(qiáng)度有限，形成的摩擦力也有限，不會(huì)超過土的抗剪強(qiáng)度。孔隙水壓力的變化，可能改變壓縮過程中摩擦力的大小與分布。

1.3 基礎(chǔ)剛度對(duì)基底反力分布的影響

絕對(duì)柔性基礎(chǔ)當(dāng)上部結(jié)構(gòu)剛度可以忽略時(shí)，對(duì)荷載傳遞無擴(kuò)散作用，如同荷載直接作用在地基上，反力分布 p（x，y）則與荷載 q（x，y）大小相等、方向相反。當(dāng)荷載均勻時(shí)，基礎(chǔ)呈盆形沉降；如欲使基礎(chǔ)沉降均勻，則需使荷載從中部向兩端逐漸增大，呈不均勻狀。理論分析與試驗(yàn)研究表明，基底反力的分布除與基礎(chǔ)剛度密切相關(guān)外，還涉及到土的類別與變形特性、荷載大與分布、土的固結(jié)與蠕變特性，以及基礎(chǔ)的埋深和形狀等多種因素。基底反力分布大致分為三種類型：1）如果基底面積足夠大，有一定的埋深，荷載不大，地基尚處于線性變形階段，則基底反力圖多為馬鞍形；如圖（a）所示；當(dāng)?shù)鼗帘容^堅(jiān)硬時(shí)，反力最大值的位置更接近于邊緣。2）砂土地基上的小型基礎(chǔ)，埋深較淺或荷載較大，臨近基礎(chǔ)邊緣的塑性區(qū)逐漸擴(kuò)大，這部分地基土所卸除的荷載必然轉(zhuǎn)移給基底中部的土體，導(dǎo)致中部基底反力增大，最后呈拋物線形，如圖（b）所示。3）當(dāng)荷載非常大，以致地基接近整體破壞時(shí)，反力更加向中部集中而呈鐘形，如圖（c）所示；當(dāng)兩端存在非常大的地面堆載或相鄰建筑的影響時(shí)，也可能出現(xiàn)鐘形的反力分布。

圖a） 圖b） 圖c）

1.3 上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)和地基共同作用的概念

上部結(jié)構(gòu)與地基和基礎(chǔ)三者是彼此不可分離的整體，每一部分的工作性狀都是三者共同作用的結(jié)果。共同作用分析，就是把上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基看成是一個(gè)彼此協(xié)調(diào)工作的整體，在連接點(diǎn)和接觸點(diǎn)上滿足變形協(xié)調(diào)的條件下求解整個(gè)系統(tǒng)的變形與內(nèi)力。在共同作用分析中，上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)通常是由梁、板組成，因此可以采用有限單元法、有限條法、有限差分法或解析方法建立上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的剛度矩陣，并利用變形協(xié)調(diào)條件與地基的剛度矩陣耦合起來。在共同作用分析中，可以根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果把基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的實(shí)際剛度進(jìn)行共同作用分析，并考慮施工過程的影響，把結(jié)構(gòu)荷載和剛度形成情況分別考慮來進(jìn)行共同作用分析。

二、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)共同作用理念的應(yīng)用

對(duì)上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)與地基共同作用的理論進(jìn)行高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，能夠比較真實(shí)地反映其實(shí)際工作狀態(tài)，此外，還可以利用共同作用理論提高和改善高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量，取得更大的經(jīng)濟(jì)效果。具體來說，可從下面幾方面入手：

（1）有效地利用上部結(jié)構(gòu)的剛度，使基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)尺寸減小到最小程度。例如，把上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)作為一個(gè)整體來考慮，箱形基礎(chǔ)高度可大為減小；當(dāng)上部結(jié)構(gòu)為剪力墻體系時(shí)，有可能將箱形改為筏基。應(yīng)注意的是，上部結(jié)構(gòu)的剛度是隨著施工的進(jìn)程逐步形成的，因此在利用上部結(jié)構(gòu)剛度改善基礎(chǔ)工作條件時(shí)，應(yīng)模擬施工過程進(jìn)行共同作用分析，以免造成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的損壞。

（2）對(duì)建筑層數(shù)懸殊、結(jié)構(gòu)形式各異的主樓與群房，可分別采用不同形式的基礎(chǔ)，經(jīng)慎重而仔細(xì)的共同作用分析比較，可使主、裙房的基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)全都連接成整體，實(shí)現(xiàn)建筑功能上的要求。

（3）運(yùn)用共同作用的理論合理地設(shè)計(jì)地基和基礎(chǔ)，達(dá)到減少基礎(chǔ)內(nèi)力與沉降、降低基礎(chǔ)造價(jià)的目的。例如在一定的地質(zhì)條件下，考慮樁間土的承載作用，得以加大樁徑、減少樁數(shù)，合理布樁、減少基礎(chǔ)內(nèi)力，從而在整體上降低基礎(chǔ)工程的造價(jià)。

三、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題

（1）保證荷載的可靠傳遞

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和剛度，以保證將高層建筑上部結(jié)構(gòu)作用于基礎(chǔ)頂面的巨大豎向、水平向荷載與力矩，可靠地傳給地基土或樁頂。

（2）參與變形協(xié)調(diào)，減少不均勻沉降

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)介于上部結(jié)構(gòu)與地基土之間，其剛度大小及其在平面上的分布，對(duì)調(diào)整不均勻沉降、減少整體和局部撓曲至關(guān)重要。例如：多、高層建筑中，當(dāng)采用條形基礎(chǔ)不能滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基承載力和變形的要求，或當(dāng)建筑物要求基礎(chǔ)具有足夠的剛度以調(diào)節(jié)不均勻沉降時(shí)，可采用筏型基礎(chǔ) 筏型基礎(chǔ)的平面尺寸，在地基土比較均勻的條件下，基底平面形心宜與上部結(jié)構(gòu)豎向永久荷載的重心重合。當(dāng)不重合時(shí)，在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合下，宜通過調(diào)整基底面積使偏心距 e 符合下式要求：

E≤0.1W/A

式中W――與偏心距方向一致的基礎(chǔ)底面邊緣的抵抗矩；

A――基礎(chǔ)底面積。

對(duì)低壓縮性地基或端承樁基的基礎(chǔ)，可適當(dāng)放松上述偏心距的限制。按上式計(jì)算時(shí)，高層建筑的主樓和裙房可以分開考慮。

（3）內(nèi)力分析中，應(yīng)盡可能考慮基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)和地基土的共同作用

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)際工程設(shè)計(jì)中往往不可能都做到，特別是地基模型及其參數(shù)的選取，對(duì)共同作用的結(jié)果影響甚大；但在構(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型基礎(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型基礎(chǔ)，其主樓下筏板的整體撓度值不應(yīng)大于 0.5，主樓與相鄰的裙房柱的差異沉降不應(yīng)大于1%，裙房柱間的差異沉降不應(yīng)大于2%。

四、結(jié)語

總之，高層建筑的上部結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)及地基組成了一個(gè)共同作用的體系，在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要有效利用上部結(jié)構(gòu)剛度，充分考慮地基條件對(duì)基礎(chǔ)受力的影響，合理選擇基礎(chǔ)形式，運(yùn)用共同作用的理論設(shè)計(jì)地基和基礎(chǔ)，達(dá)到減少基礎(chǔ)內(nèi)力與沉降、降低基礎(chǔ)造價(jià)的目的。

篇13

1.基礎(chǔ)選型的主要依據(jù)

在基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)各地區(qū)不同的地質(zhì)條件，選擇合理的基礎(chǔ)形式，是個(gè)關(guān)鍵問題。一般情況下應(yīng)考慮以下條件；高層建筑基礎(chǔ)首先應(yīng)滿足基礎(chǔ)本身的強(qiáng)度要求，上部荷載分布應(yīng)盡量均勻；基礎(chǔ)應(yīng)支承在較堅(jiān)固或較均勻的地基上，應(yīng)考慮持力層及其下臥層的整體穩(wěn)定性，同一棟建筑不宜采用多種不同類型的基礎(chǔ)形式；應(yīng)滿足建筑物使用上的要求，例如人防要求、設(shè)置地下車庫、地下酒吧、地下商場(chǎng)、地下餐廳等要求；應(yīng)滿足構(gòu)造的要求，如高層建筑箱基的埋深、高度，基底平面形心與結(jié)構(gòu)豎向靜荷載重心相重合，對(duì)偏心距的要求、沉降控制等；根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)形式選配合理的基礎(chǔ)形式；高層建筑基礎(chǔ)，一般埋置較深，因此，應(yīng)考慮深基坑開挖和地下水抽排對(duì)周圍建筑物的影響，以及地下水造成施工難度的增加和對(duì)工程質(zhì)量的影響。

2.案例分析

2.1工程概況

某主樓建筑總高度為239m，地下3層，地上46層；裙房4層。主樓采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，地下一層及二層結(jié)構(gòu)梁板采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一層采用鋼骨混凝土梁及鋼筋混凝土樓板，主樓樁基采用樁端后注漿鉆孔灌注樁，樁基承臺(tái)采用厚板式承臺(tái)，主樓底板厚度為3.5m，裙房底板2.0m。基坑開挖深度：主樓17.35m，裙房15.85m。由于基地地處陸家嘴金融中心，周邊高層建筑、地下管線眾多，環(huán)境保護(hù)要求高。

本工程場(chǎng)地地勢(shì)較平坦，場(chǎng)地表層填土分布廣，厚度大。雜填土遍布，基坑?xùn)|邊界地段和南邊界的雜填土和素填土，厚度達(dá)3.0m。本工程場(chǎng)地存在粘質(zhì)粉土，土質(zhì)不均，粉性砂性重，滲透性強(qiáng)。本場(chǎng)地埋深約37m下存在第7層為承壓含水層。

2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總體方案

2.2.1方案選擇

本基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案階段進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，主要有兩種：

1）采用設(shè)置臨時(shí)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，順作法施工，采用鉆孔灌注樁結(jié)合外側(cè)SMW工法水泥土攪拌樁止水帷幕作為臨時(shí)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，坑內(nèi)設(shè)置三道臨時(shí)鋼筋混凝土支撐，支撐采用對(duì)撐及角撐布置，并結(jié)合坑內(nèi)地基加固的設(shè)計(jì)方案；2）采用超高層建筑地下主體結(jié)構(gòu)與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑設(shè)計(jì)方案，逆作法施工，采用地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，利用地下主體結(jié)構(gòu)的梁板作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平支撐，利用結(jié)構(gòu)柱和樁承受施工期間的豎向荷載，原則上采用一柱一樁鋼立柱型式，并結(jié)合坑內(nèi)地基加固的設(shè)計(jì)方案。

2.2.2設(shè)計(jì)思路

經(jīng)綜合研究分析，最后確定采用超高層建筑地下主體與支護(hù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的深基坑設(shè)計(jì)方案，地下各層梁板結(jié)構(gòu)采用由上而下的逆作法施工方式。施工階段為方便土方工程施工，加快施工速度，方便主體結(jié)構(gòu)施工，保證主體結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，核心筒體采用順作法施工方案，因而可以利用核心筒部位以及車道部位作為逆作法施工的出土口，便于土方工程施工，這種施工方法較為文明，節(jié)約材料，且基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小且經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。地下連續(xù)墻厚度為1.0m，主樓和裙房區(qū)域地墻槽段有效長(zhǎng)度分別為34.0m和30.35m。鑒于地質(zhì)條件的特殊性，對(duì)地下連續(xù)墻兩側(cè)采用水泥土攪拌樁進(jìn)行槽壁加固。

2.3支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體方案

2.3.1水平支撐設(shè)計(jì)

利用地下主體結(jié)構(gòu)的梁板作為基坑開挖階段的水平支撐，其支撐剛度大，對(duì)水平變形的控制極為有效，同時(shí)也避免了臨時(shí)支撐拆除過程中圍護(hù)墻的二次受力和二次變形對(duì)環(huán)境造成的進(jìn)一步影響，最大的優(yōu)勢(shì)在于避免了大量臨時(shí)支撐的設(shè)置和拆除，對(duì)于資源的節(jié)省和環(huán)境的保護(hù)意義重大。本工程利用地下主體結(jié)構(gòu)共設(shè)置四道水平支撐，其中地下室頂板、地下一層梁板、地下二層梁板分別為第一、二、三道水平支撐，其中第四道支撐為設(shè)置在底板。在逆作法施工過程中，利用主體結(jié)構(gòu)梁板作為開挖階段時(shí)的水平支撐必然承受較大的水平力，這種在水平力作用下梁板結(jié)構(gòu)的受力分析在必須考慮梁板結(jié)構(gòu)的相互作用，由于基坑四周與圍檁長(zhǎng)度方向正交的水平荷載為不均勻分布，支承剛度在平面內(nèi)分布也不均勻，為避免模型整體平移或者轉(zhuǎn)動(dòng)，必須設(shè)置必要的邊界條件限制其平面內(nèi)的。剛體運(yùn)動(dòng)。通常可采用三種計(jì)算邊界條件：1）在局部設(shè)置固定支座；2）法向彈簧支座邊界，法向彈簧邊界是一種工程經(jīng)驗(yàn)方法，也是空間桿系模型分析時(shí)經(jīng)常采用的邊界條件；3）切向彈簧邊界，切向彈簧邊界的彈簧剛度系數(shù)按照地墻與土體之間的摩擦阻力的剛度確定，采用功能強(qiáng)大的有限元分析軟件ANSYS分析水平荷載較大的地下一層梁板不同的邊界條件下梁板結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形特性。

由于本工程主樓和裙房底板厚度相差2m，如何利用底板厚度差異在地下室底板內(nèi)部設(shè)置第四道鋼筋混凝土支撐，減小最后一道支撐與坑底的間距，對(duì)本工程安全和降低施工難度是非常重要的，本道支撐設(shè)置分析比較了三種不同方案，方案一是設(shè)置在主樓和裙房整個(gè)底板范圍內(nèi)設(shè)置第四道混凝土支撐，支撐范圍大，給整個(gè)地下室底板鋼筋和混凝土施工帶來很大的施工難度；方案二是部分利用裙房區(qū)域的底板主要在主樓底板范圍內(nèi)設(shè)置第四道混凝土支撐，該方案使得裙房底板與主樓底板必須分兩次澆筑，土方工程和鋼筋混凝土工程必須分次進(jìn)行，土方開挖機(jī)械需要二次進(jìn)場(chǎng)，施工工期較長(zhǎng)，且主樓區(qū)域與裙房底板變板厚區(qū)域鋼筋施工難度較大，支撐范圍也較大；方案三是利用裙房區(qū)域的底板墊層與主樓底板范圍內(nèi)臨時(shí)混凝土支撐相結(jié)合作為第四道混凝土支撐，充分發(fā)揮混凝土墊層的作用，且支撐范圍較小，并使得整個(gè)地下室底板土方施工、鋼筋施工和混凝土施工都可以連續(xù)施工，有利于施工合理安排，與方案二相比，本方案工期縮短約一個(gè)月，考慮地下室底板墊層與支撐協(xié)同作用的第四道混凝土支撐有限元內(nèi)力和變形分析，第四道支撐斜撐軸力最大計(jì)算值約為6000kN，實(shí)測(cè)最大軸力為5493kN，二者接近。

2.3.2豎向支撐設(shè)計(jì)