高層建筑地基基礎(chǔ)方案的優(yōu)選探討

摘要：隨著高層建筑的不斷增多，對高層建筑地基方案的選擇有了新的要求。在發(fā)展過程中必須以建筑基礎(chǔ)為研究點(diǎn)，結(jié)合建筑場地的實(shí)際需求，確定優(yōu)化方案。高層建筑的地基是建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中最重要的組成部分，其涉及到整個(gè)高層建筑的安全性。文章以高層建筑地基的特點(diǎn)和基本要求為研究點(diǎn)，對基礎(chǔ)方案的合理選擇進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；地基處理；地基基礎(chǔ)方案；優(yōu)化選擇；建筑基礎(chǔ)；建筑場地 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU972 文章編號：1009-2374（2015）22-0125-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.22.061

當(dāng)前我國已經(jīng)建成的10層以上的高層建筑大約有3億多m2，工程主體造價(jià)比較多，涉及到的基礎(chǔ)造價(jià)金額隨之提升。高層建筑的地基是影響整體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性因素，關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的整體安全，因此在基礎(chǔ)建設(shè)階段必須對其引起重視，并按照固定的應(yīng)用形式對其進(jìn)行合理有效的分析。當(dāng)前我國部分大城市，包括上海、香港、廈門等地，高層建筑的數(shù)量日益增多，對地基基礎(chǔ)施工有了更高的要求。要求相關(guān)工作人員必須結(jié)合建筑地基的施工形式，合理選擇建筑方案。

1 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)踐

為了適應(yīng)社會發(fā)展趨勢，在基礎(chǔ)建設(shè)階段必須根據(jù)地基基礎(chǔ)方案的變化形式，結(jié)合地基條件影響因素，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的變化，確定合理的設(shè)計(jì)方案。以下將對高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)踐進(jìn)行分析：

1.1 “箱基熱”的情況

高層建筑的基礎(chǔ)方案選擇是影響高層建筑地基基礎(chǔ)施工的重要因素，在實(shí)踐過程中必須根據(jù)實(shí)際情況，確定基本施工程序。建筑施工過程中曾經(jīng)出現(xiàn)“箱基熱”的情況，“箱基熱”帶動(dòng)了剛性基礎(chǔ)地基的相互作用，在應(yīng)用過程中必須根據(jù)設(shè)計(jì)形式和樁基管理程序的要求，對基本應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而使其適應(yīng)建筑發(fā)展體系的基本要求，包括廣州中天大廈、廣東國際大廈、北京京城大廈等。

1.2 樓層設(shè)置

在高層建筑設(shè)計(jì)過程中，存在樓層設(shè)計(jì)差異的情況，基于荷載力、基底反彈力及地基沉降相差比較大，因此需要在已有的發(fā)展基礎(chǔ)上根據(jù)主樓和群樓設(shè)計(jì)的差異性，結(jié)合工程體系的具體要求，對主樓間距進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。另外，涉及到混凝土收縮和溫度伸縮的情況，在設(shè)計(jì)階段必須取消后澆帶設(shè)計(jì)程序，采用條基設(shè)計(jì)模式。采用該設(shè)計(jì)形式的建筑結(jié)構(gòu)主要包括廣州淘金花園高層住宅樓。北京聯(lián)合國網(wǎng)絡(luò)中國發(fā)展中心基礎(chǔ)為厚板筏基，根據(jù)地基土反力的分布設(shè)計(jì)基礎(chǔ)而取消后澆帶。所有地基反力采用的是SAP84軟件系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，對上部結(jié)構(gòu)、地基形式進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1.3 箱基形式分析

基于現(xiàn)有高層地基基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)的重要性，在優(yōu)化選擇階段必須按照地下室設(shè)計(jì)形式的基本要求對其進(jìn)行整合性分析。如果內(nèi)外墻體比較厚，則表明豎向剛度比較大，在應(yīng)用階段需要盡量減少內(nèi)墻的厚度，避免造成浪費(fèi)的情況。

2 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求

高層建筑在整體發(fā)展過程中受到多種因素的影響，如果控制不當(dāng)，則會出現(xiàn)質(zhì)量問題，以下將對高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)和要求進(jìn)行分析。

2.1 主要依據(jù)

影響高層建筑設(shè)計(jì)的因素有很多，因此高層建筑地基設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程體系，在整體性發(fā)展階段必須明確理論依據(jù)，并根據(jù)方案設(shè)計(jì)的差異性，選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)形式。高層建筑地基整體性規(guī)劃設(shè)計(jì)階段包括抗震設(shè)計(jì)、上部設(shè)計(jì)及地下室設(shè)計(jì)等程序，基于其發(fā)展的特殊性，在應(yīng)用階段必須按照安全管理形式的需求，提供合理的檢測報(bào)告，并保證檢測報(bào)告的真實(shí)性，將監(jiān)測體系作為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一。

2.2 設(shè)計(jì)要求

基于高層建筑設(shè)計(jì)的差異性，在具體應(yīng)用階段需要按照固定的應(yīng)用體系對其分析。為了保證建筑模式的真實(shí)性，則需要按照固定的設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。其中涉及到地基穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)性設(shè)計(jì)及整體形式的規(guī)劃等，在具體應(yīng)用過程中要以橫向承載力為發(fā)展目標(biāo)，不斷提升抗震水平。基于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)特殊性，在具體應(yīng)用階段需要按照設(shè)計(jì)形式的要求對其進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了避免出現(xiàn)選擇不合理的情況，必須提前對其進(jìn)行精確的計(jì)算，滿足設(shè)計(jì)要求。

3 高層建筑地基基礎(chǔ)方案的選擇形式

建筑體系在已有的發(fā)展形式要求下，需要以設(shè)計(jì)模式為應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，基于其設(shè)計(jì)的差異性，必須按照固定的應(yīng)用形式詳細(xì)的分析。以下將對高層建筑地基基礎(chǔ)方案選擇形式進(jìn)行分析：

3.1 合理設(shè)置沉降縫

高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)涉及到多種因素，在具體應(yīng)用階段必須合理設(shè)計(jì)沉降縫。首先在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段，必須對主樓應(yīng)用形式進(jìn)行分析，如果存在沉降不合理的情況，則需要結(jié)合變形應(yīng)用方向，對基礎(chǔ)底面進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。除了不均勻沉降的影響之外，如果基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式或者施工順序差異比較大，在設(shè)計(jì)階段要應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念按照嵌固方法進(jìn)行合理有效的設(shè)計(jì)。由于建筑類型存在比較大的差異，為了起到防水的作用，可以對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其適應(yīng)方案選擇規(guī)范。

3.2 充分利用地下空間

高層建筑在擴(kuò)大現(xiàn)有空間范圍的同時(shí)，地下空間面積比較大，如果利用不合理則直接造成空間應(yīng)用不當(dāng)，進(jìn)而對建筑地基的合理利用造成影響。JGJ3-2002規(guī)定，高層建筑基礎(chǔ)的埋深可取建筑高度的1/18～1/15，考慮到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響，必須對抗堿性、移動(dòng)性進(jìn)行分析，如果出現(xiàn)密實(shí)度比較大的情況，為了滿足施工基本建設(shè)要求，必須立即進(jìn)行填土。確定建筑基本高度后，要求專業(yè)工作人員在現(xiàn)有的計(jì)算基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)應(yīng)用方式和類型有確切的了解?？紤]到基層巖石對高層建筑整體性的影響，可以以錨桿為應(yīng)用基礎(chǔ)，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加造價(jià)管理程序。

3.3 提升建筑的穩(wěn)定性

建筑穩(wěn)定性是影響其長遠(yuǎn)發(fā)展的重要因素，高層建筑的基礎(chǔ)多是在基層巖石上，受到場地面積的影響，在具體操作過程中，可以充分利用基層巖石的承載力和低壓縮性能，并對應(yīng)用形式進(jìn)行合理有效的分析，達(dá)到降低資金投入的目的。另外由于土層自身因素的影響，為了提升其整體應(yīng)用強(qiáng)度，在住宅區(qū)可以采用樁基設(shè)計(jì)形式，商業(yè)區(qū)建立地下停車區(qū)。建筑穩(wěn)定性涉及到很多影響因素，必須經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析形式對其進(jìn)行監(jiān)測，最終選擇合理的方案。

3.4 掌握結(jié)構(gòu)計(jì)算形式

針對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)計(jì)算形式特殊性，為了適應(yīng)數(shù)學(xué)規(guī)劃理論的要求，在初期設(shè)計(jì)階段必須對應(yīng)用方案進(jìn)行優(yōu)化選擇，按照技術(shù)操作規(guī)范和管理標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合優(yōu)化分析的變量差異，對基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行合理的優(yōu)化。專家系統(tǒng)和人工智能操作系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛，經(jīng)過反復(fù)的計(jì)算和調(diào)整后，需要以經(jīng)濟(jì)效益為出發(fā)點(diǎn)，在優(yōu)化選擇的同時(shí)選擇合理的方案。

4 結(jié)語

針對高層地基基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)的多樣性，在建設(shè)過程中必須結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)具體應(yīng)用形式的差異性，結(jié)合方案優(yōu)化形式，選擇適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)計(jì)方案。相關(guān)工作人員全面掌握建筑地基設(shè)計(jì)形式和要求，根據(jù)規(guī)范要求，明確設(shè)計(jì)模式和設(shè)計(jì)形式，考慮到多種因素的影響，減少不良因素的影響，合理進(jìn)行選擇。

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作者簡介：才向群（1972-），男，河北樂亭人，天津市建恒地基基礎(chǔ)檢測有限公司副經(jīng)理，副總工，工程師，研究方向：地基與基礎(chǔ)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）