高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)探析

陶 鷹

(四川省攀枝花攀鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 攀枝花 617000)

0 引言

在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)當(dāng)中不管是建筑的結(jié)構(gòu)還是建筑的造價(jià)，在高層建筑施工建設(shè)過(guò)程中屬于核心內(nèi)容，基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)施工跟建筑設(shè)計(jì)方案、施工周期要求以及施工地質(zhì)條件等因素聯(lián)系密切，想要確保高層建筑在施工過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)不均勻、地面塌陷等情況，就需要嚴(yán)格控制好地面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式施工部分。

1 高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式

高層建筑由于其上部結(jié)構(gòu)的荷載較大，因此基礎(chǔ)底面所承受的壓力也比較大，一般的獨(dú)立基礎(chǔ)無(wú)法滿足高層建筑的承載力要求，因此需要采用特殊基礎(chǔ)，常見(jiàn)的基礎(chǔ)形式包括：

1)梁式基礎(chǔ)：適用于地基承載力較高但上部結(jié)構(gòu)不很高、荷載不很大且沒(méi)有地下室的情況。

2)交梁式條形基礎(chǔ)：可應(yīng)用于地基承載力較高，上部荷載較大且沒(méi)有地下室，單獨(dú)基礎(chǔ)不能滿足地基承載力的情況。

3)筏形基礎(chǔ)：有無(wú)地下室均適用，其平面尺寸需根據(jù)地基土的承載力、上部結(jié)構(gòu)布置及荷載分布進(jìn)行確定。

4)箱型基礎(chǔ)：對(duì)于設(shè)計(jì)地下室的高層建筑，可結(jié)合使用要求設(shè)計(jì)成箱型基礎(chǔ)。

5)樁基礎(chǔ)：對(duì)于軟弱地基上的高層建筑適用性較強(qiáng)。

6)聯(lián)合基礎(chǔ)：為了保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及整體性，可采用聯(lián)合基礎(chǔ)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 現(xiàn)階段高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1 高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題

在高層建筑施工建設(shè)過(guò)程中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)屬于非常重要的環(huán)節(jié)和階段，高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要基礎(chǔ)，因此得到了建筑工程施工設(shè)計(jì)工作人員的高度重視[1]。在高層建筑的整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，需要有非常嚴(yán)格的類型選擇、質(zhì)量檢測(cè)工作以及工程造價(jià)評(píng)估工作，在高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，總共擁有兩種不同的工作，分別是基礎(chǔ)類型設(shè)計(jì)工作，以及地基處理工作。在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中比較重要的就是上部高層負(fù)載的精確計(jì)算以及相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容。高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作在不同的地區(qū)有不同的設(shè)計(jì)要求，由于不同的地區(qū)擁有的建筑地質(zhì)條件不同，因此不能形成統(tǒng)一的設(shè)計(jì)工作標(biāo)準(zhǔn)流程。

2.2 高層建筑的剪力墻問(wèn)題分析

剪力墻的建設(shè)數(shù)量要求以及建設(shè)位置設(shè)置要求，在高層建筑施工建設(shè)過(guò)程中非常重要，在高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中也屬于非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在現(xiàn)階段的高層建筑行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，針對(duì)于剪力墻的性質(zhì)以及行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)目前已經(jīng)有具體的規(guī)范定義，現(xiàn)如今最重要的問(wèn)題就是在當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展過(guò)程中，高層建筑中成熟的短肢剪力墻應(yīng)用越來(lái)越力不從心，相對(duì)于傳統(tǒng)高層建筑來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段的高層建筑不管是建設(shè)高度、建設(shè)質(zhì)量還是建設(shè)結(jié)構(gòu)都擁有非常嚴(yán)格的建設(shè)要求，導(dǎo)致現(xiàn)階段高層建筑中短肢剪力墻的使用受到了很多因素的限制。高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中大部分建筑工程施工人員都選擇盡量少用短肢剪力墻的施工方式，因此為了能夠促進(jìn)高層建筑的創(chuàng)新發(fā)展，還需要積極發(fā)展?jié)M足高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式要求的剪力墻設(shè)計(jì)方案。

2.3 高層建筑中的結(jié)構(gòu)規(guī)則性問(wèn)題

各行各業(yè)都擁有不同的規(guī)范性問(wèn)題，在高層建筑行業(yè)當(dāng)中，行業(yè)規(guī)范能夠促進(jìn)整個(gè)建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，但是在建筑行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，一部分行業(yè)規(guī)范內(nèi)容也會(huì)在一定程度上限制行業(yè)的發(fā)展。高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在新舊質(zhì)量規(guī)范問(wèn)題上有不同的內(nèi)容改動(dòng)，因此很多問(wèn)題的定義也出現(xiàn)了變化。其中在新的建筑行業(yè)規(guī)范當(dāng)中，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)增加了很多限制性的條件，導(dǎo)致傳統(tǒng)的行業(yè)技術(shù)不適用于新的建筑行業(yè)發(fā)展，需要針對(duì)性調(diào)整建筑技術(shù)內(nèi)容。

3 高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)方式

3.1 優(yōu)化建筑基礎(chǔ)方案選擇

在高層建筑的施工建設(shè)過(guò)程中高層建筑的基礎(chǔ)合理布置以及設(shè)計(jì)方案的制定，是整個(gè)高層建筑結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，基于現(xiàn)階段高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展來(lái)看，我國(guó)高層建筑的基礎(chǔ)形式有很多種選擇，根據(jù)施工工程造價(jià)以及施工難度來(lái)針對(duì)性選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)模式[2]。高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案選擇一定要進(jìn)行綜合性、全方位和多層次的考慮，并在選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，把上層結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)分離開(kāi)，重點(diǎn)考慮高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的開(kāi)裂問(wèn)題，確保能夠滿足工程建設(shè)的質(zhì)量和安全性需求。

3.2 提升建筑材料的使用效率

高層建筑在城市化建設(shè)當(dāng)中越來(lái)越常見(jiàn)，但是在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平上來(lái)說(shuō)，還是沒(méi)有太大的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)進(jìn)步[3]。因此需要針對(duì)高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，確保能夠提升建筑工程施工建設(shè)安全性要求，提升建筑工程中建設(shè)材料的使用效率。首先在高層建筑施工建設(shè)過(guò)程中選擇梁板以及鋼筋混凝土，首先一定要確保項(xiàng)目施工質(zhì)量和項(xiàng)目施工安全性，然后再去綜合考慮施工材料的利用效率。在施工過(guò)程中要積極應(yīng)用科學(xué)規(guī)范的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，重視材料的選擇，在高層建筑工程施工過(guò)程中提升材料利用效率，從而優(yōu)化工程成本消耗，降低工程造價(jià)，提升工程施工效益。

3.3 正確的理解和應(yīng)用規(guī)范

只有擁有了科學(xué)合理的行業(yè)規(guī)范，才能夠?yàn)樾袠I(yè)的發(fā)展提供整體設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，幫助優(yōu)化工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際的工程施工建設(shè)環(huán)境當(dāng)中，一定要嚴(yán)格的執(zhí)行相關(guān)的行業(yè)規(guī)定，加快整個(gè)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一發(fā)展，逐漸提升行業(yè)的整體技術(shù)水平。在高層建筑行業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，需要以行業(yè)當(dāng)中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來(lái)當(dāng)成設(shè)計(jì)模板，找準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)對(duì)象、設(shè)計(jì)環(huán)境以及構(gòu)建特點(diǎn)等，并進(jìn)行科學(xué)合理的建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要結(jié)合設(shè)計(jì)環(huán)境的重要環(huán)節(jié)，避免在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)安全性的損傷。

4 高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

高層建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需要有一定的強(qiáng)度和剛度，才能夠?yàn)楦邔咏ㄖ纳喜拷Y(jié)構(gòu)提供較大的水平向荷載力矩，傳達(dá)給地基土和樁頂?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)主要是分布在建筑上部結(jié)構(gòu)與地基土當(dāng)中，能夠調(diào)節(jié)不均勻沉降問(wèn)題的發(fā)生，減少高層建筑的整體和局部出現(xiàn)彎曲情況。如果高層建筑使用了條形基礎(chǔ)，那么就不能滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)于地基承載力的要求。當(dāng)建筑物要求基礎(chǔ)能夠具備一定的剛度，可以針對(duì)性調(diào)節(jié)不同程度的不均勻沉降，就可以使用筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)的平面尺寸和基地平面可以跟上部結(jié)構(gòu)豎向永久荷載重心重合。

5 結(jié)語(yǔ)

高層建筑豎向荷載量比較大，同時(shí)荷載量也比較集中，因此需要相對(duì)應(yīng)的提升高層建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足建筑物對(duì)于基礎(chǔ)以及地基的穩(wěn)定性要求。高層建筑的上部結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)地基都組成了共同的作用體系，把上部結(jié)構(gòu)的剛性充分利用起來(lái)，科學(xué)合理的選擇基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì)方案，能夠有效提升高層建筑施工質(zhì)量和施工安全性。