高层建筑基础工程

高层建筑基础施工分析

摘要：高层建筑已经越来越普遍，由于高层建筑高度大，从结构设计角度考虑其基础必须有一定的埋深，因此施工难度大。高层建筑的基础通常采用筏形基础、箱形基础及桩基等，尤以桩基（或桩基加箱基）为多。高层建筑一般情况设有地下室，所以妥善解决高层建筑基础大体积混凝土施工温度缝的问题是高层建筑施工的关键环节。近年来随着城市化的快速发展, 各城市的地上、地下交通网络也日趋完善, 特别是地铁轨道线, 它在城市的地下发展迅速, 纵横交错, 不断向四周区域延伸, 构成了快捷、便利的交通网络线, 但同时也带来了地铁口上盖物业新建高层建筑基础设计的复杂性。本文主要对高层建筑基础施工加以介绍。

关键字：高层建筑基础；施工；桩基础；地下室；地下网络交通在城市建设中，由于人口密集而土地有限，人们便向空中及地下发展，建造了大量高层建筑，以获得更大的活动空间；高层建筑的施工主要包括基础结构施工与主体结构施工两个方面，当然还包括装饰工程施工。高层建筑的施工具有“高”、“深”的特点，即上部结构施工高度大、基础施工的深度大，由此也带来施工难度大的特点。高层建筑的基础常采用筏形基础、箱形基础及桩基等，尤以桩基（或桩基加箱基）为多。桩基础适用于建造在软弱地基上的高层或上部荷载很大的建筑。同时，高层建筑通常均设有地下室，故在施工前需先进行基坑支护，以保证土方开挖及地下室结构施工的顺利进展。

1 高层建筑基础类型

高层建筑的上部结构荷载很大, 基础底面压力也很大, 一般的独立基础己不能满足承载力的技术要求,因此,应采用特殊形式的基础,其常用的

有如下几种类型。

1 ．1 交梁式条形基础

当高层建筑上部的柱子传来的荷载较大而单独基础或柱下条形基础均不能满足地基承载力要求时,可在柱网下纵横两向设置钢筋混凝土条形基础, 这样就形成了交梁式基础(也成十字交叉条形基础)。这种结构的形式比单独基础的整体刚度好, 有利于荷载分布。

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2 筏板基础

若上部结构传来的荷载很大, 上述交梁基础还不能够提供足够的底面积时, 可将条形基础的底面积扩大为整板基础, 简称筏板基础。采用筏板基础不仅能使地基土单位面积的压力减小而且提高了地基土的承载能力,增强了基础的整体性,并可以减少高层建筑的不均匀沉降。所以,采用筏板基础能使地基土的承载力随着基础深度和宽度的增加而增大, 而基础的沉降随着基础埋深的增大而减少。

1 ．3 箱形基础

当高层建筑的上部结构荷载较大, 底层墙柱间距过大,地基承载能力相对较低,采用筏板基础不能满足要求时, 可采用箱形基础。箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交错的隔墙组成的一个空间的整体结构,这样基础自身刚度很大,可以减少高层建筑的不均匀沉降, 同时还可利用被作为地下室。

例如：箱式倒拱板基础工程实践：华家饭店是一幢十层楼框架结构的旅馆建筑, 在使用上需要设置地下室, 而土质在地面下米以内很差, 因此它的基础结构就设计为一个由地下4米深的空间箱体结构, 其中每个开间都有四个4米高的钢筋硷墙板作为周边的箱体壁板空问的分隔板, 箱体的顶部有底层的楼板与壁板整体相连, 而箱体的底板则采用了新型的倒拱板结构形式, 这样,4米深的地下室间就构成一个箱式倒拱板基础。

1 ．4 桩基础

桩基础是高层建筑常用的基础形式,具有承载能力大, 能抵御复杂荷载以及能良好地适应各种地质条件的优点, 尤其是对于软弱地基土上的高层建筑, 桩基础是最理想的基础形式之一。一般桩基础可选用预制钢筋混凝土桩、灌注桩和钢管桩等。具体选择时应结合地基土的土质情况、上部结构类型、荷载的大小、施工单位的打桩设备和技术条件、单桩设计承载能力、建筑场地的环境等因素,通过技术经济综合分析后决定。常用的桩基础支撑型式按桩的传力及作用性质可分为端承桩、摩擦桩基础。端承桩主要靠桩的支承力起作用,而摩擦桩主要靠桩与土的摩擦力来支承。上述几种基础型式是高层建筑设计中所采用的几种典型的基础型式。随着高层建筑的发展,目前在设计中已不仅仅采用上述的单一基础型式,而是采用多种基础的混合型式,如桩筏基础,桩箱基础等等。且这些基础的采用均取得了较好的技术成果。

2 高层建筑桩基础的混合结构型式归纳起来主要有下述几种

2 ．1 桩一柱基础

桩—柱基础即在独立桩基础,可以是单根桩,亦可以由几根桩联合组成。为了加强基础结构的整体性,特别是提高其抵御水平荷载的能力,在各个桩-柱基础之间通常设置拉梁相互连接,或将地下室底板适当加强。桩—柱基础是框架结构或含有部分框架结构(例如框剪结构、框筒结构等)的高层建筑的一种造价较低的基础型式,有较严格的适用条件。单桩的柱基一般只适应于端承桩,群桩的柱基多用于摩擦桩的情况。

2 ．2 桩一梁基础

桩—梁基础指框架柱荷载通过基础梁(或承台梁)传递给桩这种型式的桩基础。沿网轴线布置一排或多排桩, 桩顶用刚度很大的基础梁相连, 以

便将柱网荷载较均匀地分配给每根桩, 它比仅靠拉梁相连的桩一柱基础具有较高的整体刚度和稳定性,在一定程度上具有调整不均匀沉降的能力。一般说来,桩—梁基础主要适用于端承桩的情况。

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3 桩—墙基础

桩—墙基础系指剪力墙或实腹筒壁下的单排桩或多排桩基础。剪力墙可看作特殊的深度,以其巨大的刚度足以把荷载较均匀地传给各支承桩,无需再设置基础梁。

2 ．4 桩一筏基础

当受地质或施工条件限制, 单桩的承载力不高,而不得不满堂布桩或局部满堂布桩才足以支承建筑荷载时,常通过整块钢筋混凝土板把柱、墙(筒)集中荷载分配给桩。沿袭浅基础的分类习惯将此板称为筏,故这类基础为桩一筏基础。筏可做成梁板式或平板式。

2 ．5 桩一箱基础

桩—箱基础系由底板、顶板、外墙和若干纵墙内隔墙构成的空箱结构把上部荷载分配给桩,由于其刚度很大,具有调整各桩受力和沉降的良好性能, 因此在软弱地基土上建造高层建筑时较多采用基础型式。它适用于包括框架结构在内的任何结构型式。采用桩—箱基础的框剪结构高层建筑可达百米以上的高度。

桩基础目前是我国高层建筑的主要基础类型，当建筑物场地上部的土层比较软弱时，采用普通的扩大基础，则地基的强度、稳定性和变形将均不能满足建筑物的要求，这时往往采用桩基础。在地基中沉入多根桩，把上部的荷载传入深层土中或传入岩层，这个方法在我国得到广泛应用。

高层建筑一般情况设地下室，所以妥善解决高层建筑基础大体积混凝土施工温度缝的问题是高层建筑施工的关键环节。