高層建筑地基基礎方案的優選淺談

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【摘要】地基基礎是高層建筑的重要組成部分，直接影響建筑物的整體質量和造價，設計人員應優化高層建筑地基基礎方案，確保建筑安全性和經濟性的有效結合。論文介紹了高層建筑地基基礎設計的主要依據和基本要求，并結合工程實例，分析了地基基礎方案優選時應考慮的因素。

【關鍵詞】高層建筑；地基；基礎方案

1引言

現階段，城市用地緊張問題越來越嚴重，使高層建筑的建設規模不斷擴大。高層建筑地基基礎是建筑結構設計的重點內容，具有復雜性和系統性的特點，在實際工程設計過程中，設計人員應注重地基基礎方案的優化和選擇，這樣不僅能提高工程建設的整體質量和安全性，還能為企業帶來更多的效益。

2高層建筑地基基礎設計的主要依據和基本要求

2.1主要依據

由于影響地基基礎的因素較多，設計人員應通過地基基礎設計的理論依據，逐一分析這些影響因素，并制定不同的設計方案進行對比，從中選擇更加合理的基礎設計形式。其中，地基基礎設計方案比選的主要內容為地質參數、上部設計、地下室設計等，受地基基礎自身特殊性的影響，在選擇設計方案的過程中，設計人員應根據地勘報告及其他相關檢測報告，為保證基礎設計的合理性提供依據。

2.2基本要求

高層建筑地基基礎設計的基本要求主要有：地基整體結構的穩定性驗算；分析設計過程中結構的整體受力情況；計算天然地基形變量、樁基沉降、基礎水平位移、承載力、抗裂性能等。在實際設計過程中，應注意以下內容：（1）滿足定性設計的要求；（2）滿足承載力和變形要求。

3高層建筑地基基礎方案的優選

3.1合理設置沉降縫

設計人員在高層建筑地基基礎的設計過程中，需要深入分析各影響因素。不均勻沉降是地基基礎設計中的常見問題，會影響基礎形式和整體施工質量。因此，在設計階段，應根據建筑方案合理設置沉降縫，分析主體結構形式，出現不均勻沉降時，應根據計算出的沉降變形曲線，合理調整基礎布置，使基底反力趨于均勻。除此之外，確定設計方案時，需要充分比選各種基礎設計方案。由于不同建筑類型之間的差異性較大，加之在不同的地質情況下，選用的基礎形式和尺寸有較大的差異，因此，根據實際情況優選設計方案尤為重要。

3.2確定基礎埋深

通常情況下，基礎埋深應滿足以下要求：（1）在抗震設防區，除巖石地基，天然地基上的箱形和筏形基礎的埋置深度宜不小于建筑物高度的1/15；（2）樁箱或樁筏基礎的埋置深度（不計樁長）宜不小于建筑物高度的1/18的要求。確定埋置深度時，應考慮建筑物的高度、體型、地基土質、抗震設防烈度等因素。埋置深度可從室外地坪算至基礎底面，需要滿足下列要求：當建筑物采用巖石地基或采取有效措施時，在滿足地基承載力、穩定性要求及相關規定的前提下，基礎埋深可不受（1）（2）的限制。當地基可能產生滑移時，應采取有效的抗滑移措施。

3.3提升建筑的穩定性

一般而言，相關規范對基礎的穩定性設計做出了詳細的規定，設計人員應根據原始場地的各地貌標高，地勘報告中各地質剖面進行詳細分析，得出各土層的特性，特別是基巖起伏較大的地區以及施工區域內出現的陡坎等不利地形，要重點分析。地下水位對基礎穩定性的影響也較大，特別是高填方或坡地建筑，這時不能單一地依據地勘報告中給出的地下水位標高，需要結合工程經驗和周邊場地進行綜合判斷合理取值，才能確保建筑的穩定性[1]。

4工程實例

4.1工程概況

某項目位于某市新區，抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0.30g，設計地震分組為笫三組。場地類別為III類，特征周期Tg=0.65s。設計使用年限為50年，建筑抗震設防類別為標準設防類（丙類），建筑結構的安全等級為二級。該項目為8棟地上32層的高層住宅樓組成，下設有2層地下室。地下室的功能主要為車庫，負2層局部區域設置有人防。高層住宅結構形式采用剪力墻結構。

4.2場地地質概況

根據地勘報告，該施工區域的土層主要為③1黏土和③2粉質黏土，根據建（構）筑物特點，以上地層作為天然地基基礎持力層不能滿足荷載及變形的要求，因此，建議采用樁基礎。場地土層分布由上到下主要有：回填土、黏土、泥炭質土、粉土。其中，黏土、泥炭質土和粉土在鉆孔揭露勘探深度范圍內交替分布且層位穩定，分布均勻，整個場地土層變化較小。

4.3各地基基礎方案的經濟、技術分析

根據本工程地質情況和建筑物自身特點，高層主樓采用筏板加樁基礎，樁為抗壓樁。其他部分采用獨立承臺加樁基礎，樁均為摩擦樁。根據地勘報告所提土層，在基底以下多分布黏土、粉土。在基底以下分布有泥炭質土，樁應穿透此土層。基底以下28~42m分布有③6黏土，在該層中間夾雜著③6-1泥炭質土層，若以該土層為樁端持力層，會產生嚴重的不均勻沉降，而基底以下40m以上為③7層黏土層，該土層較厚，故主樓樁基應選用該土層為樁端持力層。根據地質情況和建筑物特點，本工程可采用預制管樁，長螺旋鉆孔灌注樁，旋挖樁作為樁基礎。根據市場造價資料，預制管樁的成本最低，其次是長螺旋鉆孔灌注樁，最貴為旋挖樁。由于樁長需要在40m以上才能進入持力層，超出目前市場上長螺旋鉆孔灌注樁常用的施工長度，故此樁型不能達到要求。根據周邊地塊的工程經驗，采用的預制管樁在引孔后樁長只能大約控制在30m。故雖然在理論上預制管樁可以達到設計所需的長度，但在采用3節樁后，每節樁焊接接頭的施工質量仍然難以保證，因此，雖然該樁的造價最低，但是不能采用。故本工程最終選用旋挖樁基礎。擬在高層塔樓下采用800mm直徑的旋挖樁（可采用后注漿），有效樁長40~46m。其他部分荷重較輕建筑下建議采用管樁PHCAB500mm（100mm）或管樁PHCAB400mm（95mm），有效樁長13~15m。

5結語

綜上所述，地基基礎設計方案的優化和完善不僅能夠確保地基基礎的穩定性，還能夠為高層建筑工程的整體質量提供保障，進而推動建筑業的發展，因此，技術人員必須注重地基工程的整體質量，根據工程施工現場的實際情況，充分考慮建筑成本、穩定性、功能性，合理地選擇地基基礎方案。

【參考文獻】

【1】丁昕.高層住宅樁基選型及設計實例[J].建筑技術,2015,46(9):794-796.

作者：康澤娟 單位：云南省設計院集團