高層建筑基礎結構形式的設計探析

陶 鷹

(四川省攀枝花攀鋼集團設計研究院有限公司，四川 攀枝花 617000)

0 引言

在高層建筑基礎設計當中不管是建筑的結構還是建筑的造價，在高層建筑施工建設過程中屬于核心內容，基礎工程設計施工跟建筑設計方案、施工周期要求以及施工地質條件等因素聯系密切，想要確保高層建筑在施工過程中不會出現建筑結構不均勻、地面塌陷等情況，就需要嚴格控制好地面基礎結構形式施工部分。

1 高層建筑基礎結構形式

高層建筑由于其上部結構的荷載較大，因此基礎底面所承受的壓力也比較大，一般的獨立基礎無法滿足高層建筑的承載力要求，因此需要采用特殊基礎，常見的基礎形式包括：

1)梁式基礎：適用于地基承載力較高但上部結構不很高、荷載不很大且沒有地下室的情況。

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

3)筏形基礎：有無地下室均適用，其平面尺寸需根據地基土的承載力、上部結構布置及荷載分布進行確定。

4)箱型基礎：對于設計地下室的高層建筑，可結合使用要求設計成箱型基礎。

5)樁基礎：對于軟弱地基上的高層建筑適用性較強。

6)聯合基礎：為了保證基礎結構的穩定性及整體性，可采用聯合基礎方式進行設計。

2 現階段高層建筑基礎結構設計存在的問題

2.1 高層建筑基礎設計相關問題

在高層建筑施工建設過程中基礎設計屬于非常重要的環節和階段，高層建筑的基礎設計工作是高層建筑結構設計的重要基礎，因此得到了建筑工程施工設計工作人員的高度重視[1]。在高層建筑的整個基礎設計工作開展過程中，需要有非常嚴格的類型選擇、質量檢測工作以及工程造價評估工作，在高層建筑的基礎設計工作開展過程中，總共擁有兩種不同的工作，分別是基礎類型設計工作，以及地基處理工作。在高層建筑基礎設計工作中比較重要的就是上部高層負載的精確計算以及相關結構設計工作內容。高層建筑的基礎設計工作在不同的地區有不同的設計要求，由于不同的地區擁有的建筑地質條件不同，因此不能形成統一的設計工作標準流程。

2.2 高層建筑的剪力墻問題分析

剪力墻的建設數量要求以及建設位置設置要求，在高層建筑施工建設過程中非常重要，在高層建筑的基礎設計工作中也屬于非常重要的一個環節。在現階段的高層建筑行業發展過程中，針對于剪力墻的性質以及行業的相關標準目前已經有具體的規范定義，現如今最重要的問題就是在當今時代的發展過程中，高層建筑中成熟的短肢剪力墻應用越來越力不從心，相對于傳統高層建筑來說，現階段的高層建筑不管是建設高度、建設質量還是建設結構都擁有非常嚴格的建設要求，導致現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。高層建筑結構設計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，因此為了能夠促進高層建筑的創新發展，還需要積極發展滿足高層建筑基礎結構形式要求的剪力墻設計方案。

2.3 高層建筑中的結構規則性問題

各行各業都擁有不同的規范性問題，在高層建筑行業當中，行業規范能夠促進整個建筑行業的穩定發展，但是在建筑行業的發展過程中，一部分行業規范內容也會在一定程度上限制行業的發展。高層建筑的結構設計在新舊質量規范問題上有不同的內容改動，因此很多問題的定義也出現了變化。其中在新的建筑行業規范當中，對于高層建筑結構設計增加了很多限制性的條件，導致傳統的行業技術不適用于新的建筑行業發展，需要針對性調整建筑技術內容。

3 高層建筑基礎結構形式設計方式

3.1 優化建筑基礎方案選擇

在高層建筑的施工建設過程中高層建筑的基礎合理布置以及設計方案的制定，是整個高層建筑結構形式設計的重要內容，基于現階段高層建筑基礎設計技術發展來看，我國高層建筑的基礎形式有很多種選擇，根據施工工程造價以及施工難度來針對性選擇基礎設計模式[2]。高層建筑的基礎設計方案選擇一定要進行綜合性、全方位和多層次的考慮，并在選擇基礎設計方案的過程中，把上層結構以及基礎結構分離開，重點考慮高層建筑結構設計過程中可能會出現的開裂問題，確保能夠滿足工程建設的質量和安全性需求。

3.2 提升建筑材料的使用效率

高層建筑在城市化建設當中越來越常見，但是在建筑結構基礎設計水平上來說，還是沒有太大的基礎設計技術創新和基礎進步[3]。因此需要針對高層建筑基礎結構形式設計進行創新和優化，確保能夠提升建筑工程施工建設安全性要求，提升建筑工程中建設材料的使用效率。首先在高層建筑施工建設過程中選擇梁板以及鋼筋混凝土，首先一定要確保項目施工質量和項目施工安全性，然后再去綜合考慮施工材料的利用效率。在施工過程中要積極應用科學規范的施工標準進行施工，重視材料的選擇，在高層建筑工程施工過程中提升材料利用效率，從而優化工程成本消耗，降低工程造價，提升工程施工效益。

3.3 正確的理解和應用規范

只有擁有了科學合理的行業規范，才能夠為行業的發展提供整體設計準則，幫助優化工程設計標準。在實際的工程施工建設環境當中，一定要嚴格的執行相關的行業規定，加快整個行業技術標準的統一發展，逐漸提升行業的整體技術水平。在高層建筑行業的發展過程中，需要以行業當中的相關標準規范來當成設計模板，找準建筑設計的重要設計對象、設計環境以及構建特點等，并進行科學合理的建筑基礎設計。在高層建筑基礎設計過程中需要結合設計環境的重要環節，避免在基礎設計過程中出現安全性的損傷。

4 高層建筑基礎結構形式設計注意事項

高層建筑的基礎結構需要有一定的強度和剛度，才能夠為高層建筑的上部結構提供較大的水平向荷載力矩，傳達給地基土和樁頂。基礎結構主要是分布在建筑上部結構與地基土當中，能夠調節不均勻沉降問題的發生，減少高層建筑的整體和局部出現彎曲情況。如果高層建筑使用了條形基礎，那么就不能滿足上部結構對于地基承載力的要求。當建筑物要求基礎能夠具備一定的剛度，可以針對性調節不同程度的不均勻沉降，就可以使用筏形基礎。筏形基礎的平面尺寸和基地平面可以跟上部結構豎向永久荷載重心重合。

5 結語

高層建筑豎向荷載量比較大，同時荷載量也比較集中，因此需要相對應的提升高層建筑基礎結構形式設計質量，滿足建筑物對于基礎以及地基的穩定性要求。高層建筑的上部結構以及基礎地基都組成了共同的作用體系，把上部結構的剛性充分利用起來，科學合理的選擇基礎形式設計方案，能夠有效提升高層建筑施工質量和施工安全性。