高层建筑基础形式概论

邱珍晶

【摘要】本文主要概述高层建筑基础形式，在基础形式部分概述了筏形基础、箱形基础、桩基础的特点和一般使用条件，并提出了对基础形式选型的影响因素。

【关键词】高层建筑；基础形式

文章编号:ISSN1006—656X(2013)06 -0182-01

一、高层建筑概论

建筑是随着社会生产的发展和人类活动的需要而发展起来的，是随着经济的的发展而发展起来的。

我国《民用建筑设计通则》 (JGJ 37 ) 、《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045)中规定：住宅建筑10层及10层以上为高层建筑。

除住宅建筑之外的民用建筑高度超过24m者为高层建筑(不包括建筑高度超过24m的单层公共建筑)。建筑高度超过100m的建筑均为超高层建筑。

现代高层建筑是是商业化、工业化和城市化的产物,一定程度上反映了一个国家、一个地区的社会、经济发展水平。

高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，高层建筑结构体系的一个重要组成部分，逐渐受到了业内人士的重视。

二、高层建筑主要基础形式及适用范围

（一）筏形基础

筏式基础一般采用现浇整板作为上部结构与地基的接触平台，因此也叫板式基础。目前，这种基础一般有两种形式：倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式，两者的主要区别是：倒肋形楼盖式基础中含有纵横板底架梁将接触划分成若干小区间，其板底架梁增加了基础的强度和刚度，有效减小板的厚度；倒无梁楼盖式基础板底无架梁，可以看成一个整体平板覆盖在地基上，由于没有架梁为其提供足够的刚度，板厚要比倒肋形楼盖式基础厚的多。

在通常倒无梁楼盖式筏板基础使用比较普遍，其原因是倒无梁楼盖式筏形基础在钢筋绑扎、模板支撑、混凝土浇筑等施工过程中施工比较简便，施工速度较快，对加快施工进度较为有利，但其导致整个基础工程的钢筋和混凝土使用量相对倒肋楼盖式筏型基础较浪费，对控制基础工程的总造价不利。倒肋楼盖式筏形基础与倒无梁楼盖式相比具有材耗低、刚度大的优点，缺点是基础浇筑相对比较麻烦。

总体上来说，筏形基础主要适用于位于软土地基，使用条形基础不能满足上部结构的容许变形和地基容许承载力的建筑；柱距较小，柱子的荷载较大，必须将基础连成一整体，才能满足地基容许承载力的建筑；风荷载或地震荷载起主要作用，必须保证基础有足够的刚度和稳定性时的高层建筑。

（二） 箱形基础

箱形基础是由顶板、底板、外墙和一定数量的纵横交错的内隔墙组成的一种钢筋混凝土空间箱形结构。它的主要优点是：刚度大、整体性好、传力均匀、能抵抗和协调由于软弱地基在大荷载作用下产生的不均匀变形、抗震性能好、稳定性能好。设置箱形基础，其使基础埋深加大，可卸除原有基础的一部分自重应力，地基承载力有所提高，并使建筑物重心下移，增加了建筑物的稳定性；由于埋深较大，箱形基础外壁与土的摩擦力增大，增大了基础周围土体的结构的阻尼，提高结构的抗震性能；箱形基础的中空部分还可用作地下室，充分利用地下空间。其主要缺点是：当箱形基础内隔墙较多时，给支模等施工带来不便，增长施工时间；过多的内隔墙也会在一定程度上影响对地下空间的利用。

当地基极其软弱且不均匀沉降十分严重，筏形基础所提供的刚度不足以满足上部结构对地基不均匀沉降要求时，一般采用箱形基础。

（三）桩基础

桩基础由两部组成，一部分是桩基的承台一般可采用筏型基础的底板或箱形基础的底板，另一部分才是桩本身。桩承台作用是将上部荷载传给桩，并使桩群连成整体，而桩又将荷载传至较深的土层或持力层去。桩，按受力性能来区分，有摩擦桩和支承桩两种。摩擦桩主要是通过沿桩长四周表面与土壤之间的摩擦力，将荷载扩散至下部地基。同时，摩擦桩的桩靴处与下部地基土挤压，也承受上部结构传来的荷载，但所占的荷载比重较少。支承桩，则主要通过桩靴压力传荷载至下部坚实土壤或岩石的持力层。

桩基础适用条件为：浅表土层软弱，在较深处有能承受较大荷载土层作为桩基础的持力层情况下；在较大深度范围内，土层均较软弱，且承载力较低情况下；高层建筑结构传递给基础的垂直和水平荷载很大情况下；高层建筑对于不均匀沉降非常敏感和控制严格时；地震区采用桩基础可提高建筑物的抗震能力情况下。

三、总结

在高层建筑设计过程当中，选择正确的基础形式是非常重要的。高层基础如果选型不当，将严重影响建筑物的安全性；基础工程在建筑工程造价中占有很大的比重，通常情况下可以达到25%左右，在结构复杂或者地质情况复杂时，所占比重还会有所增加，选择合理的基础形式能很大程度上降低工程造价；基础工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%左右，合理选择基础形式对缩短施工工期具有重要意义。

对于选择正确的基础形式以及对所选的结构形式进行合理的设计，主要考虑如下几个方面：1.地质条件，地质条件是影响高层基础选型的一个非常重要因素，各种基础形式针对不同地质条件各有优缺点及适用范围；2、上部建筑结构形式选型，不同的上部结构，对地基不均匀沉降的要求各不相同，因此要根据上部结构的不同结构形式选配合理的基础型式，保证上部结构和基础形式的相互协同工作，充分利用上部结构的刚度；3、高层建筑结构功能要求，高层建筑基础选型应满足建筑物使用上的具体要求；4、抗震要求，在地震烈度比较高的地区，基础选型要充分考虑在地震作用下基础可能出现过大变形、不均匀沉降和倾覆的情况，选择经济适用、安全冗余度高的基础形式；5、在建工程周边建筑，在建工程周围已有建筑物很大程度上对基础选型影响，当建筑物间距很小的条件下，若采用筏形或箱形基础，在深基坑开挖时，可能会对已有建筑物的基础或主体造成局部下沉、开裂等情况；6、工程造价，在基础选型时，应在满足上述因素的前提下，选用造价最为经济的基础方案。

参考文献：

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