浅析高层建筑结构设计中的基础设计与桩筏基础设计分析

陈力

【摘 要】近年来，随着经济的发展，特别是随着改革开放的不断深入，我国的经济建设取得了巨大的进步，与此同时，我国在建筑行业的发展也是十分巨大的。在设计高层建筑结构的时候，基础设计是非常重要的。要是没有把基础做好，建筑就会出现裂缝，更严重的整个高层建筑会倾塌，高层建筑地下空间的开发越来越受到人们的重视，桩箱（筏）的基础设计也因此受到普遍欢迎，笔者结合了在设计当中积累的经验，简略的介绍高层建筑桩筏基础的设计。笔者通过对高层建筑结构设计中的基础设计的研究，对设计中需要注意的问题进行阐述。

【关键词】高层建筑；结构设计；基础 ；桩筏基础；设计

【中图分类号】TU470 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0212-02

一、前言

高层建筑基础想要牢固，就应该采用一些整体性好，并且能满足地基承载力和建筑物容许变形要求，而且能调节不均匀沉降的基础形式；采用筏板基础或者带柱基的筏板基础是可以的，必要的时候也可以采用箱形基础。

二、高层建筑基础的要求

能力。

三、在进行基础设计时，应该注意如下问题

1.在中国国内目前的高层建筑基础设计普遍都是直接采用电算程序得到的各种荷载效应的标准组合，以及同一地基或桩基承载力特征进行设计，高层建筑边角竖向结构较大轴力主要就是风荷载和地震作用引起的，把此永久作用和短期作用等同的来看，边角竖向结构的基础就会被加大了，中部竖向结构基础不能够增强的原因就是由于相应重力荷载的长期作用，某些高层建筑的地下室底部横向墙体八字裂缝典型盆式差异沉降，这样的现象发生跟前面的因素有直接的关系。

2.在嵌岩高层建筑结构基础时候，采用砂质或者其他材质褥垫层在基础周边和底面设置，垫层的厚度范围是50毫米到10毫米之间，肥槽填充混凝土的做法是不能采用的。根据受冲切承载力计算来确定平板式筏基的板厚，不平衡弯矩作用在冲切面上的附加剪力是应该需要考虑的，而且板的厚度不能低于400米。筏形基础应的顶面和底面配置双向钢筋网片，钢筋之间的间距能低于于150毫米，比300毫米大也不好；钢筋的受力直径不能比12毫米小。柱宽比梁板式筏基梁宽大的时候，可以采用在柱边用肋梁加腋，这样的话就会满足构造的要求。在梁高取值梁板式筏基的时候应该把底板厚度包括在内，正截面受弯及斜截面受剪承载力是梁截面应该满足的，应对基础梁顶面柱下局部受压承载力进行验算。应该根据地基土的承载力、上部结构的布置及其荷载的分布等因素来确定筏板基础的平面尺寸，偏心距的计算可以取消。

3.在设计桩基的时候要因地制宜的设计，在选桩的型号上，成桩的工艺方面，承载力取值的方法上，各地各自的经验都比较成熟，而且很规范。在选择桩基和设计承台的时候，要根据上部结构类型、荷载大小、桩穿越的土层、桩端持力层土类、地下水位、施工条件和经验、制桩材料供应条件等因素来综合的考虑。

4.应该根据地基土承载力和上部结构布置以及荷载大小等因素来确定箱形基础的平面尺寸。

四、高层建筑桩筏基础作用影响因素的分析

1、弹性模量Es地基 和相对刚度K p 的桩影响

（一）对高层建筑产生影响的平均沉降，如果有较大的弹性模Es的桩间土，那平均沉降就会在高层建筑上发生；相对刚度小的桩，那高层建筑的平均沉降就会加大。

（二）在影响高层建筑差异沉降的时候，起了决定性的作用是筏基刚度，不明显的影响，在Es 和Kp上呈现出来了。

（三）上部荷载的影响，在被桩筏分担的时候，越小的弹性模量的桩间土Es，分担荷载的筏基，就会产生很大的比例；弹性模量桩的Ep越小，那分担荷载的筏基，其比例就越大。

2、桩长和桩间距的影响

（一）桩长的影响

影响桩筏分担荷载的桩越长，就会有很小的比例来分担荷载的筏基。对桩顶反力分布以及筏基内力大小有关桩的长度变化的影响是不明显的。高层建筑的桩越长，差异沉降的建筑物比例就越小，但是桩的长细比对建筑物的差异沉降不是影响的上部结构刚度和筏板厚度主要因素。

（二）桩间距的影响

影响高层建筑差异沉降的平均沉降，在10 以内的s/d，均会稍微增加高层建筑的差异沉降和平均沉降，说明没有急剧的影响；对桩筏分担上部荷载的影响，桩间距增大，对桩筏分担上部荷载具明显的影响。桩间距增大，角桩反力和边桩反力明显减小；当s/d 达到某值时，桩顶反力分布趋于均匀，即内部桩反力均等于角桩反力、边桩反力。s/d 增大，桩分担上部荷载的比例大大减小，而筏板分担上部荷载的比例将大大增加。如果桩间土有较高的承载力，那么可通过增大桩间距来充分发挥桩间土的承载力；对桩顶反力分布的影响桩间距增大，对桩顶反力分布的影响也是明显的。

3、抽桩对基础沉降及筏基分担上部荷载的影响

我们得知，通过实际经验，这个影响甚微，如果抽去同样数日的内部桩对基础沉降和筏基分担荷载的。而如何同样数目的角桩和边桩抽去的话，这个影响将增大，充分显示，在桩筏基础设计中，合理布桩的重要性，角桩和边桩密一些，内部桩疏一些，可以达到充分发挥桩筏基础的效果和节省的目的。适当增大桩间距，对桩间土的承载力，我们可以充分利用，其实质是减少桩数，在抽桩过程中，抽筏基下什么部位的桩对基础沉降及筏基分担上部荷载的影响少一点呢？

五、高层建筑桩箱（筏）基础与地基共同作用的设计建议

1、目前出现的共同作用实践的例子，就是减少沉降桩或桩间距大于6 倍桩径的疏桩即符合桩基。对于非嵌岩端承桩，桩间距离加大，桩数减少，让筏（或箱）底的地基承载力充分发挥，这种方法是可行的。

2、若常规设计被采用的话，可适当减少桩承担的荷载，在Pp=P-PwA-（5-10）%P=（95-90）%P-Pw·A式中，P：上部总荷载（包括箱（筏）基）；Pp：表示桩承担的荷载；Pw：表示浮力；A：箱（筏）基础平面面积。

3、可采用S=20CM～30CM的方法，这样可适当加大高层建筑桩（筏）基础的容许沉降。

六、结束语

综上所述，高层建筑基层设计的重要性是毋庸置疑的，我们想要保证建筑结构安全，只有选择合理的基础形式及计算方法，并且降低工程造价。在高层建筑结构设计中，极其重要的是基础设计，适用、扎实的基础，是关键所在，是确保高层建筑质量的关键。在进行设计高层建筑结构时，要将当地情况适当地结合，可能存在的一系列影响因素一定要考虑好，做好基础设计。