淺談高層建筑結構地下室和基礎設計應注意的問題

趙鵬飛 陳敬玉

摘要：近年來，中國的建筑行業正在飛速發展，而且隨著建筑用地的缺乏和建筑技術的提高，高層建筑在城市建設之中已經被作為首要建筑選擇，一些高層建筑也成為城市的象征。當前如何確保高層建筑的建設質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設計工作，指出了基礎設計工作環節要注意的具體問題。

關鍵詞：高層建筑結構;地下室;基礎設計

高層建筑不僅具有建筑中占地面積小的獨特優勢，而且其顯著的外觀特點還可以吸引公眾的注意力，因此，一些城市不斷進行高層建筑的建造，這給高層建筑帶來了巨大挑戰。如何確保地下室結構的穩定性，這需要對建筑工地區域的地形地貌進行詳細分析。另外，隨著城市的經濟發展和繁榮，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。

1、高層建筑地下室結構基礎設計概述

地下室的建設不可避免地需要對地面進行開挖，一方面，這項工作應確保建筑工人的人身安全，另一方面，有必要解決地基不穩定等重要的施工問題。因此高層建筑地下室的基礎設計是需要解決的主要問題。基礎設計的穩定，可以在很大程度上保證施工質量。通常來說，如果建筑區域土壤的密度大，土質結構比較緊密，可以采用交叉梁式的地基構造方式;在地質條件比較差的施工區域則可以采用樁基礎，即通過打樁進行地基的加固處理工作。

2、高層建筑地下室結構設計要考慮的問題

2.1地下室基礎設計的選型

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，必須研究其結構的基本部分以及建筑物所在區域的特定的條件。例如，水位的高低，整體結構類型。此外，應考慮附近的建筑物，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上滿足建筑目的，對于進行地下室基礎施工的中小型高層建筑物，在進行地下室基礎設計時，有條形交叉梁的基礎設計和筏板基礎設計等工作環節。這些設計工作需要根據所要建造的建筑物的自身的特征條件進行分析確認。

2.2 抗浮設計的注意事項

由于地下室的結構和位置比較特殊，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行抗浮設計。在抗浮設計中，應計算地下水遷移水平，并將其應用于巖土工程研究報告中。同時，應對防浮設計進行測試，以確保基本設計的真實性和安全性。在計算浮動校驗時，由于不同區域的系數不同，因此應根據建筑區域的標準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。由于大多數的高層建筑的上層建筑和地下室并不是一體式的建筑結構，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，所以地下結構當出現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構有可能是一體化建造，這時如果只對地下室結構進行抗浮設計，就會對高層建筑的上層建筑造成十分嚴重的影響，這時就要對整體高層建筑進行一體化的抗浮設計。

3、基礎設計中應該注意的問題研究

3.1荷載效應的標準組合

在對荷載效應進行具體分析計算時，一定要保證計算結果的準確性，因為如果計算結果出現問題，可能會對建筑帶來重大的影響，造成十分嚴重的后果，如今計算機網絡飛速發展的時代之下，人們目前普遍應用計算機程序對荷載效應的標準組合情況進行實時計算，在一定程度上保證了計算結果的準確性，努力做到零誤差。眾所周知，各種類型的自然災害會對建筑物產生十分嚴重的影響。目前現有的自然災害類型中，其中地震對建筑地下室結構的影響明顯要大于其他類型的自然災害。在眾多自然災害中，對地下室影響比較大的，首選地震效應。就地震效應以及風荷載來說，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構的基礎，過大的基礎不僅不能夠增強中部豎向結構基礎，還會導致地下室橫向墻面裂縫的產生。為避免這種情況發生，要適當的提高承載力的特征值。建筑設計者在設計高層建筑基礎的過程中，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計中去，避免這類問題的出現。在計算地基變形的具體情況時，可以不計算地震效應以及風荷載帶來的作用，但是傳到基礎底面的荷載效應，應當使用荷載效應正常使用的極限狀態下的準永久組合。

3.2筏板的基礎設計

在相關工作人員進行筏板的基礎設計時，需要將影響筏板質量的許多因素考慮在內，在進行平面尺寸的設計工作時，應當細致的分析建筑地基自身的承載能力，以及其所要負載的具體分布狀況，要考慮到切面上所受到的附加力的影響等因素，而且在相關的規定中，筏板的厚度要不小于四十厘米才可以達到使用標準，而且筏板的技術設計工作與地基的各項特征值之間有著十分緊密的聯系。

3.3 設計樁基基礎時的注意事項

對樁基基礎的設計時，由于每個地區的環境因素不同，所以設計師應根據每個施工地區的具體環境參數進行分析設計工作。地質的具體類型，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計師的考慮范圍之內，而且這些復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造情況。除此之外，在進行設計工作時，還應該將設計方案在實際中具體施行時的安全性進行合理推斷。在實際應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行驗算。只有經過了細致的分析計算的設計方案，才能夠在建筑中實施以確保能夠減少高層建筑結構基礎設計中可能出現的問題，給人們的生活帶來可靠的安全保障。

結語：

綜上可知，高層建筑如今已經是當今城市在建設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志。在建設過程中，必須注意高層建筑的地下室和基礎設計工作之中可能出現的問題，并應該在建筑設計時就對可能的問題進行分析，做好應對措施，保證建筑施工過程中地下室結構建造的正常開展。

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