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

劉鳳媛

【摘要】近年來，中國的建筑行業(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)計工作，指出了基礎(chǔ)設(shè)計工作環(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

高層建筑不僅具有建筑中占地面積小的獨特優(yōu)勢，而且其顯著的外觀特點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)計概述

地下室的建設(shè)不可避免地需要對地面進(jìn)行開挖，一方面，這項工作應(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)計是需要解決的主要問題。基礎(chǔ)設(shè)計的穩(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)計要考慮的問題

2.1地下室基礎(chǔ)設(shè)計的選型

目前，中國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，不會對附近的建筑物造成影響。同時，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)計時，有條形交叉梁的基礎(chǔ)設(shè)計和筏板基礎(chǔ)設(shè)計等工作環(huán)節(jié)。這些設(shè)計工作需要根據(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)計的注意事項

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，因此需要對地下室建筑進(jìn)行抗浮設(shè)計。在抗浮設(shè)計中，應(yīng)計算地下水遷移水平，并將其應(yīng)用于巖土工程研究報告中。同時，應(yīng)對防浮設(shè)計進(jìn)行測試，以確保基本設(shè)計的真實性和安全性。在計算浮動校驗時，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上層的建筑并不會受到因為沉降帶來的差異而受到影響，所以地下結(jié)構(gòu)當(dāng)出現(xiàn)水位異常時可以采取抗浮措施：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，這時如果只對地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗浮設(shè)計，就會對高層建筑的上層建筑造成十分嚴(yán)重的影響，這時就要對整體高層建筑進(jìn)行一體化的抗浮設(shè)計。

3、基礎(chǔ)設(shè)計中應(yīng)該注意的問題研究

3.1荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合

在對荷載效應(yīng)進(jìn)行具體分析計算時，一定要保證計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，因為如果計算結(jié)果出現(xiàn)問題，可能會對建筑帶來重大的影響，造成十分嚴(yán)重的后果，如今計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展的時代之下，人們目前普遍應(yīng)用計算機(jī)程序?qū)奢d效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合情況進(jìn)行實時計算，在一定程度上保證了計算結(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)害會對建筑物產(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，如果將這種暫時性的荷載與永久性的荷載同等待遇的話，就會增加邊角豎向結(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)計者在設(shè)計高層建筑基礎(chǔ)的過程中，要事先將重力荷載作用對地基造成變形這方面的問題參考到設(shè)計中去，避免這類問題的出現(xiàn)。在計算地基變形的具體情況時，可以不計算地震效應(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

在相關(guān)工作人員進(jìn)行筏板的基礎(chǔ)設(shè)計時，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)計工作時，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)計工作與地基的各項特征值之間有著十分緊密的聯(lián)系。

3.3 設(shè)計樁基基礎(chǔ)時的注意事項

對樁基基礎(chǔ)的設(shè)計時，由于每個地區(qū)的環(huán)境因素不同，所以設(shè)計師應(yīng)根據(jù)每個施工地區(qū)的具體環(huán)境參數(shù)進(jìn)行分析設(shè)計工作。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)計工作時，還應(yīng)該將設(shè)計方案在實際中具體施行時的安全性進(jìn)行合理推斷。在實際應(yīng)用中樁基要承受一定的永久作用力，就需要對其水平方向的可承受力的變化范圍進(jìn)行驗算。只有經(jīng)過了細(xì)致的分析計算的設(shè)計方案，才能夠在建筑中實施以確保能夠減少高層建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中可能出現(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)計工作之中可能出現(xiàn)的問題， 并應(yīng)該在建筑設(shè)計時就對可能的問題進(jìn)行分析，做好應(yīng)對措施，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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