淺談高層建筑結(jié)構(gòu)地下室和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

劉鳳媛

【摘要】近年來，中國(guó)的建筑行業(yè)正在飛速發(fā)展，而且隨著建筑用地的缺乏和建筑技術(shù)的提高，高層建筑在城市建設(shè)之中已經(jīng)被作為首要建筑選擇，一些高層建筑也成為城市的象征。當(dāng)前如何確保高層建筑的建設(shè)質(zhì)量已成為一個(gè)急需解決的問題。本文分析了高層建筑地下室和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，指出了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作環(huán)節(jié)要注意的具體問題。

【關(guān)鍵詞】高層建筑結(jié)構(gòu);地下室;基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

高層建筑不僅具有建筑中占地面積小的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，而且其顯著的外觀特點(diǎn)還可以吸引公眾的注意力，因此，一些城市不斷進(jìn)行高層建筑的建造，這給高層建筑帶來了巨大挑戰(zhàn)。如何確保地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這需要對(duì)建筑工地區(qū)域的地形地貌進(jìn)行詳細(xì)分析。另外，隨著城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和繁榮，一些高層建筑需要更多的空間供車主停放汽車，所以對(duì)地下室的需求逐漸提高，這無疑給高層建筑提出了新的挑戰(zhàn)。

1、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)概述

地下室的建設(shè)不可避免地需要對(duì)地面進(jìn)行開挖，一方面，這項(xiàng)工作應(yīng)確保建筑工人的人身安全，另一方面，有必要解決地基不穩(wěn)定等重要的施工問題。因此高層建筑地下室的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是需要解決的主要問題?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定，可以在很大程度上保證施工質(zhì)量。通常來說，如果建筑區(qū)域土壤的密度大，土質(zhì)結(jié)構(gòu)比較緊密，可以采用交叉梁式的地基構(gòu)造方式;在地質(zhì)條件比較差的施工區(qū)域則可以采用樁基礎(chǔ)，即通過打樁進(jìn)行地基的加固處理工作。

2、高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮的問題

2.1地下室基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選型

目前，中國(guó)許多高層建筑中的地下室建造是不可避免的。要建造地下室，必須研究其結(jié)構(gòu)的基本部分以及建筑物所在區(qū)域的特定的條件。例如，水位的高低，整體結(jié)構(gòu)類型。此外，應(yīng)考慮附近的建筑物，以確保在施工期間和竣工后，不會(huì)對(duì)附近的建筑物造成影響。同時(shí)，要考慮到施工人員在施工的過程中的施工安全，盡可能選擇性能較好的建造形式，從而可以在保證施工人員自身安全的基礎(chǔ)上滿足建筑目的，對(duì)于進(jìn)行地下室基礎(chǔ)施工的中小型高層建筑物，在進(jìn)行地下室基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，有條形交叉梁的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和筏板基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等工作環(huán)節(jié)。這些設(shè)計(jì)工作需要根據(jù)所要建造的建筑物的自身的特征條件進(jìn)行分析確認(rèn)。

2.2 抗浮設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

由于地下室的結(jié)構(gòu)和位置比較特殊，必須考慮建筑物中地下水位上升的影響，因此需要對(duì)地下室建筑進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)。在抗浮設(shè)計(jì)中，應(yīng)計(jì)算地下水遷移水平，并將其應(yīng)用于巖土工程研究報(bào)告中。同時(shí)，應(yīng)對(duì)防浮設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，以確?；驹O(shè)計(jì)的真實(shí)性和安全性。在計(jì)算浮動(dòng)校驗(yàn)時(shí)，由于不同區(qū)域的系數(shù)不同，因此應(yīng)根據(jù)建筑區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算建筑物中的抗浮能力。必須使建筑物滿足抗浮能力：建筑物自重及壓重之和/浮力的作用值≥1.05。由于大多數(shù)的高層建筑的上層建筑和地下室并不是一體式的建筑結(jié)構(gòu)，它們之間的距離很大，因此在地下室采取抗浮措施時(shí)上層的建筑并不會(huì)受到因?yàn)槌两祹淼牟町惗艿接绊懀缘叵陆Y(jié)構(gòu)當(dāng)出現(xiàn)水位異常時(shí)可以采取抗浮措施：抗拔樁或者是壓重。高層建筑和地下車庫的結(jié)構(gòu)有可能是一體化建造，這時(shí)如果只對(duì)地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗浮設(shè)計(jì)，就會(huì)對(duì)高層建筑的上層建筑造成十分嚴(yán)重的影響，這時(shí)就要對(duì)整體高層建筑進(jìn)行一體化的抗浮設(shè)計(jì)。

3、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題研究

3.1荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合

在對(duì)荷載效應(yīng)進(jìn)行具體分析計(jì)算時(shí)，一定要保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，因?yàn)槿绻?jì)算結(jié)果出現(xiàn)問題，可能會(huì)對(duì)建筑帶來重大的影響，造成十分嚴(yán)重的后果，如今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的時(shí)代之下，人們目前普遍應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序?qū)奢d效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合情況進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，在一定程度上保證了計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，努力做到零誤差。眾所周知，各種類型的自然災(zāi)害會(huì)對(duì)建筑物產(chǎn)生十分嚴(yán)重的影響。目前現(xiàn)有的自然災(zāi)害類型中，其中地震對(duì)建筑地下室結(jié)構(gòu)的影響明顯要大于其他類型的自然災(zāi)害。在眾多自然災(zāi)害中，對(duì)地下室影響比較大的，首選地震效應(yīng)。就地震效應(yīng)以及風(fēng)荷載來說，它們施加給建筑邊角的豎向軸力比較大時(shí)，如果將這種暫時(shí)性的荷載與永久性的荷載同等待遇的話，就會(huì)增加邊角豎向結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，過大的基礎(chǔ)不僅不能夠增強(qiáng)中部豎向結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，還會(huì)導(dǎo)致地下室橫向墻面裂縫的產(chǎn)生。為避免這種情況發(fā)生，要適當(dāng)?shù)奶岣叱休d力的特征值。建筑設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)高層建筑基礎(chǔ)的過程中，要事先將重力荷載作用對(duì)地基造成變形這方面的問題參考到設(shè)計(jì)中去，避免這類問題的出現(xiàn)。在計(jì)算地基變形的具體情況時(shí)，可以不計(jì)算地震效應(yīng)以及風(fēng)荷載帶來的作用，但是傳到基礎(chǔ)底面的荷載效應(yīng)，應(yīng)當(dāng)使用荷載效應(yīng)正常使用的極限狀態(tài)下的準(zhǔn)永久組合。

3.2筏板的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在相關(guān)工作人員進(jìn)行筏板的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要將影響筏板質(zhì)量的許多因素考慮在內(nèi)，在進(jìn)行平面尺寸的設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)細(xì)致的分析建筑地基自身的承載能力，以及其所要負(fù)載的具體分布狀況，要考慮到切面上所受到的附加力的影響等因素，而且在相關(guān)的規(guī)定中，筏板的厚度要不小于四十厘米才可以達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)，而且筏板的技術(shù)設(shè)計(jì)工作與地基的各項(xiàng)特征值之間有著十分緊密的聯(lián)系。

3.3 設(shè)計(jì)樁基基礎(chǔ)時(shí)的注意事項(xiàng)

對(duì)樁基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)時(shí)，由于每個(gè)地區(qū)的環(huán)境因素不同，所以設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)每個(gè)施工地區(qū)的具體環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)工作。地質(zhì)的具體類型，荷載能力的大小，地下水位以及其他的影響施工的條件都要在設(shè)計(jì)師的考慮范圍之內(nèi)，而且這些復(fù)雜繁多的要求在一定程度上決定了樁基的材料選擇和樁帽的構(gòu)造情況。除此之外，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，還應(yīng)該將設(shè)計(jì)方案在實(shí)際中具體施行時(shí)的安全性進(jìn)行合理推斷。在實(shí)際應(yīng)用中樁基要承受一定的永久作用力，就需要對(duì)其水平方向的可承受力的變化范圍進(jìn)行驗(yàn)算。只有經(jīng)過了細(xì)致的分析計(jì)算的設(shè)計(jì)方案，才能夠在建筑中實(shí)施以確保能夠減少高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問題，給人們的生活帶來可靠的安全保障。

結(jié)語：

綜上可知，高層建筑如今已經(jīng)是當(dāng)今城市在建設(shè)中不可缺少的建筑物，它不僅可以解決建筑用地不足的情況，還可以作為城市示例的標(biāo)志。在建設(shè)過程中，必須注意高層建筑的地下室和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作之中可能出現(xiàn)的問題， 并應(yīng)該在建筑設(shè)計(jì)時(shí)就對(duì)可能的問題進(jìn)行分析，做好應(yīng)對(duì)措施，保證建筑施工過程中地下室結(jié)構(gòu)建造的正常開展。

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