高层建筑中基础设计的要点分析

高层建筑中基础设计的要点分析

发表时间：2017-07-21T14:54:41.163Z 来源：《防护工程》2017年第7期作者：董明[导读] 基础设计在高层建筑中占有重要地位，对高层建筑房屋结构承载力和荷载传递等方面发挥重要作用。浙江龙山建筑设计咨询有限公司浙江绍兴 312000 摘要：随着社会经济的不断发展，高层建筑的规范发展越来越大，人们对于高层建筑设计的需求也变得越来越多样化，建筑高度不断的在增高，让高层建筑设计变得越来越复杂。而基础建筑是高层建筑的重要组成部分，所以基础设计显得尤为重要。为此，本文阐述了设计中需遵循的原则，介绍了各种影响基础设计的因素，设计方法以及基础设计选型和设计要点。

关键词：高层建筑；基础设计；应用分析

前言

基础设计在高层建筑中占有重要地位，对高层建筑房屋结构承载力和荷载传递等方面发挥重要作用。所以，是否合理、科学的对建筑基础进行设计，严重的影响到房屋建筑的舒适性和经济性、安全性等方面。基础设计方案出了问题，会造成房屋建筑倾斜、墙体裂开、不均匀下沉等各种问题。因此，基础设计对整个房屋建筑质量和安全性非常重要。

1.高层建筑结构设计中需要遵循的原则高层建筑必须进行合理的建筑结构设计，然后在设计过程中要严格按照所规定的设计原则进行。所以笔者认为高层建筑结构要遵循以下几点原则进行设计：1.1 经济性、合理性原则经济性、合理性原则是高层建筑基础设计时不得不考虑的一个问题，因此建筑施工时的设备、材料、施工技术等要把工程成本范畴体现出来，把成本问题控制在合理范围内。

1.2 综合性设计原则高层建筑基础设计与工程施工条件是息息相关的，因此要合理分析、全面考虑高层建筑基础结构构造，功能设计，以及工程阶段等方面存在的衔接性，在设计时以此对整个高层建筑工程进行把控和考虑，来保证基础设计与施工环节和阶段相统一。

1.3 多样式原则

现今高层建筑的设计多种多样，类型繁多，对设计单位的设计要求越来越高，所以设计单位应对高层建筑基础设计工艺和技术等有全面了解，能根据实际情况，选择最佳基础设计方案。这样才能满足高层建筑基础设计需求。

1.4 动态设计原则因高层建筑基础设计类型的多种多样，所以还要能够在结构和功能设计上满足现今人们对于审美的需求。同时，还应以长远的发展眼光来进行基础建筑设计，使高层建筑能满足社会的发展需要，顺应时代的发展。

2.影响高层建筑基础设计的因素分析2.1 上部结构

高层建筑中所应用在上部结构的结构形式，且在高层高度、墙体厚度等方面都能对选择基础设计方案产生影响，也会影响基础设计下埋深以及截面面积等。在进行设计过程中就必须考虑这些因素，因为上部结构在类型和高度、厚度、墙体等方面的不同选择，就会让房屋建筑荷载能力分布在基础上存在差异，从而导致墙体裂缝、基础下沉、高层建筑稳定性等各方面影响。所以，上部结构因素在基础设计时就要考虑到。

2.2 地质条件

因为在考虑基础设计能力和承载力方面时需参考地质条件，所以进行基础设计时地质条件问题也要考虑到。地质条件有非常复杂的影响因素，且地质条件的界定范畴较广。因此，通过分析地质条件所造成的影响，对基础设计影响最大的主要因以下几点：第一点，基础设计时要考虑地基持力层所具有的实际情况。因为地基持力层是与基础层相连接的层面，且在整个高层建筑承受力和负荷方面该层发挥主要作用，所以在建筑基础设计时要周全的考虑持力层是何种土质（如是黏土或砂黏土等土质），该层面承载能力等具有的参数问题；第二点，桩基在土层中的穿越问题，土层中因为地下水等问题会给桩基在穿越上造成影响，因此，这些问题在基础选型中也要进行考虑。

2.3 施工环境

施工环境包含自然环境因素及人为环境因素。所谓自然因素是指在施工过程中所存在的温度、环境、抗震等因素。因高层基础材料也大都是应用钢筋混凝土。而在施工过程中若环境气温过低，则会影响基础材料施工质量，很容易造成裂缝等问题。因此，在建筑施工中，遭遇低温环境时施工进度是非常缓慢的，甚至会停工。基于此，低温问题在基础建筑过程中就得考虑到，针对此类事件采取合理应对手段；而针对抗震等级的影响，在进行基础设计时就应该根据所处地域地震等级问题进行基础设计，以此保证基础设计能够抵抗相关级别地震。

人为因素也能在基础设计过程中造成影响，首先，基础施工过程中需要使用到的各种设备会产生一定的震动问题。为了降低设备震动对基础稳定性的影响，该类问题在基础设计时就应考虑到；其次，高层基础设计上在进行打桩工作时，将桩基打入土中后，周围土层会向一边挤压，以此扩大其范围，对周围土层产生一定应力，对周围地下管网造成挤压问题，以及对周边建筑物基础的受力问题。因此，这些问题在基础设计方面就要考虑到，在设计上降低所带来的影响。

3.高层建筑基础设计方法3.1 传统设计方法在进行基础设计之前要了解之前高层建筑基础设计方案，并对与其高层建筑相近的案例进行详细分析，从中借鉴对建筑所用的内容，并应用到新的高层建筑基础设计方案上。同时，要考虑到各类型的基础所具有的特点及其在实际应用中的范围，把高层建筑实际特点和投资商对建筑要求相结合，以此提出最佳基础设计方案。

3.2 共同作用分析法

在高层建筑基础设计过程中经常会将基础、地基和上部结构进行综合考虑，从而能够保持三部分之间平衡和协调能力，以此保证上部结构的刚度问题。但是，在实际应用上共同作用分析法所要考虑的内容较多，涉及面宽广，在设计复杂度上更高。所以，该方法大都在一些大型高层建筑基础设计中应用较多。

4.基础选型和设计要点分析

4.1 独立基础及设计要点分析

独立基础在造价上相对较低，对地基中的土质问题考虑较少，在建筑抗震性方面比较良好，所以，大都应用在框架结构的高多层建筑中。而对于独立基础来说，在基础设计过程中要考虑地基土具有的特点，例如在针对夯实之后的压缩性问题、密度问题时，为了抵抗地基土压缩之后带来的不均匀沉降问题，也要把柔性基础等考虑进去。因此，可以在承重柱下设置独立基础，这样可以与混凝土柱进行整体浇筑，最后将柱体嵌入杯口形状独立基础的杯口中，以混凝土嵌缝，以此作为杯口的基础应用。

4.2 桩基础设计要点分析

因桩基础有较好承载能力，所以应用在地基下部分土层上较为坚固，桩基础也可以应用在基础加固中。因此，在地基上部承载力不足时会应用桩基础。由于桩基础桩身较长，可以将桩基础适当地向地下层面所延伸。而高层建筑是否为框架结构在设计桩基础时要首先考虑。如果是框架结构，那么建筑沉降差异性问题则要考虑到，为了能缓解桩基承载能力，得在基础设计中加入中部桩身长度。

4.3 箱形或筏形基础设计要点

箱形或者是筏形基础设计主要用在地基土承载力不均匀或在地基基础设计中在承载力要求方面高等情况下。同时，诸多高层建筑地下室中也会用到筏板基础，应用于地下室地面，以此作为基础作用。基础整体弯曲应力如何减轻方面是箱形基础与筏形基础在设计过程中主要存在的难点。这时可以将上部结构与基础作为一体，进行应用共同作用力方法。箱形基础与筏形基础如果应用的混凝土体积较重，在施工过程中容易造成温差问题，进而造成裂缝。因此，此类问题在基础设计过程中要考虑到，然后通过伸缩缝的方式来弱化和避免温差所造成的裂缝和变形问题。

5.结束语

在高层建筑中基础设计应用复杂，为了能够符合高层建筑的建设需求应考虑到高层建筑结构的方方面面，以此提高施工质量。更能让高层建筑结构在设计上的质量和功能得以全面提升。

参考文献

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