高層建筑基礎形式概論

邱珍晶

【摘要】本文主要概述高層建筑基礎形式，在基礎形式部分概述了筏形基礎、箱形基礎、樁基礎的特點和一般使用條件，并提出了對基礎形式選型的影響因素。

【關鍵詞】高層建筑；基礎形式

文章編號:ISSN1006—656X(2013)06?-0182-01

一、高層建筑概論

建筑是隨著社會生產的發展和人類活動的需要而發展起來的，是隨著經濟的的發展而發展起來的。

我國《民用建筑設計通則》 (JGJ 37 ) 、《高層民用建筑設計防火規范》(GB 50045)中規定：住宅建筑10層及10層以上為高層建筑。

除住宅建筑之外的民用建筑高度超過24m者為高層建筑(不包括建筑高度超過24m的單層公共建筑)。建筑高度超過100m的建筑均為超高層建筑。

現代高層建筑是是商業化、工業化和城市化的產物,一定程度上反映了一個國家、一個地區的社會、經濟發展水平。

高層建筑基礎承擔著將高層建筑上部結構的荷載傳遞給地基的重要作用，高層建筑結構體系的一個重要組成部分，逐漸受到了業內人士的重視。

二、高層建筑主要基礎形式及適用范圍

（一）筏形基礎

筏式基礎一般采用現澆整板作為上部結構與地基的接觸平臺，因此也叫板式基礎。目前，這種基礎一般有兩種形式：倒肋形樓蓋式和倒無梁樓蓋式，兩者的主要區別是：倒肋形樓蓋式基礎中含有縱橫板底架梁將接觸劃分成若干小區間，其板底架梁增加了基礎的強度和剛度，有效減小板的厚度；倒無梁樓蓋式基礎板底無架梁，可以看成一個整體平板覆蓋在地基上，由于沒有架梁為其提供足夠的剛度，板厚要比倒肋形樓蓋式基礎厚的多。

在通常倒無梁樓蓋式筏板基礎使用比較普遍，其原因是倒無梁樓蓋式筏形基礎在鋼筋綁扎、模板支撐、混凝土澆筑等施工過程中施工比較簡便，施工速度較快，對加快施工進度較為有利，但其導致整個基礎工程的鋼筋和混凝土使用量相對倒肋樓蓋式筏型基礎較浪費，對控制基礎工程的總造價不利。倒肋樓蓋式筏形基礎與倒無梁樓蓋式相比具有材耗低、剛度大的優點，缺點是基礎澆筑相對比較麻煩。

總體上來說，筏形基礎主要適用于位于軟土地基，使用條形基礎不能滿足上部結構的容許變形和地基容許承載力的建筑；柱距較小，柱子的荷載較大，必須將基礎連成一整體，才能滿足地基容許承載力的建筑；風荷載或地震荷載起主要作用，必須保證基礎有足夠的剛度和穩定性時的高層建筑。

（二） 箱形基礎

箱形基礎是由頂板、底板、外墻和一定數量的縱橫交錯的內隔墻組成的一種鋼筋混凝土空間箱形結構。它的主要優點是：剛度大、整體性好、傳力均勻、能抵抗和協調由于軟弱地基在大荷載作用下產生的不均勻變形、抗震性能好、穩定性能好。設置箱形基礎，其使基礎埋深加大，可卸除原有基礎的一部分自重應力，地基承載力有所提高，并使建筑物重心下移，增加了建筑物的穩定性；由于埋深較大，箱形基礎外壁與土的摩擦力增大，增大了基礎周圍土體的結構的阻尼，提高結構的抗震性能；箱形基礎的中空部分還可用作地下室，充分利用地下空間。其主要缺點是：當箱形基礎內隔墻較多時，給支模等施工帶來不便，增長施工時間；過多的內隔墻也會在一定程度上影響對地下空間的利用。

當地基極其軟弱且不均勻沉降十分嚴重，筏形基礎所提供的剛度不足以滿足上部結構對地基不均勻沉降要求時，一般采用箱形基礎。

（三）樁基礎

樁基礎由兩部組成，一部分是樁基的承臺一般可采用筏型基礎的底板或箱形基礎的底板，另一部分才是樁本身。樁承臺作用是將上部荷載傳給樁，并使樁群連成整體，而樁又將荷載傳至較深的土層或持力層去。樁，按受力性能來區分，有摩擦樁和支承樁兩種。摩擦樁主要是通過沿樁長四周表面與土壤之間的摩擦力，將荷載擴散至下部地基。同時，摩擦樁的樁靴處與下部地基土擠壓，也承受上部結構傳來的荷載，但所占的荷載比重較少。支承樁，則主要通過樁靴壓力傳荷載至下部堅實土壤或巖石的持力層。

樁基礎適用條件為：淺表土層軟弱，在較深處有能承受較大荷載土層作為樁基礎的持力層情況下；在較大深度范圍內，土層均較軟弱，且承載力較低情況下；高層建筑結構傳遞給基礎的垂直和水平荷載很大情況下；高層建筑對于不均勻沉降非常敏感和控制嚴格時；地震區采用樁基礎可提高建筑物的抗震能力情況下。

三、總結

在高層建筑設計過程當中，選擇正確的基礎形式是非常重要的。高層基礎如果選型不當，將嚴重影響建筑物的安全性；基礎工程在建筑工程造價中占有很大的比重，通常情況下可以達到25%左右，在結構復雜或者地質情況復雜時，所占比重還會有所增加，選擇合理的基礎形式能很大程度上降低工程造價；基礎工程的施工工期可以占到土建工程工期的30%左右，合理選擇基礎形式對縮短施工工期具有重要意義。

對于選擇正確的基礎形式以及對所選的結構形式進行合理的設計，主要考慮如下幾個方面：1.地質條件，地質條件是影響高層基礎選型的一個非常重要因素，各種基礎形式針對不同地質條件各有優缺點及適用范圍；2、上部建筑結構形式選型，不同的上部結構，對地基不均勻沉降的要求各不相同，因此要根據上部結構的不同結構形式選配合理的基礎型式，保證上部結構和基礎形式的相互協同工作，充分利用上部結構的剛度；3、高層建筑結構功能要求，高層建筑基礎選型應滿足建筑物使用上的具體要求；4、抗震要求，在地震烈度比較高的地區，基礎選型要充分考慮在地震作用下基礎可能出現過大變形、不均勻沉降和傾覆的情況，選擇經濟適用、安全冗余度高的基礎形式；5、在建工程周邊建筑，在建工程周圍已有建筑物很大程度上對基礎選型影響，當建筑物間距很小的條件下，若采用筏形或箱形基礎，在深基坑開挖時，可能會對已有建筑物的基礎或主體造成局部下沉、開裂等情況；6、工程造價，在基礎選型時，應在滿足上述因素的前提下，選用造價最為經濟的基礎方案。

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