当下高层建筑基础的合理选型

　　摘要：随着城市整体的现代化规划，人们对空间的需求也越来越多，而高层建筑既能满足视觉景观上的宏伟，也提高了有限地面面积的空间利用率。但是，高层建筑地基基础设计是决定高层建筑安全性与稳定性的关键，也是高层建筑结构得以保证的根本。本文就有关高层建筑基础的合理选型进行一定的探讨。
　　一、 高层建筑基础选型的主要依据和基本要求
　　㈠主要依据
　　高层建筑的地基基础设计受很多因素的影响，地面土质结构和地下的岩土成分等是外部的基本条件；建筑本身的层高、地下室层数和建筑的内部结构对地基的压迫程度是建筑自身对地基基础的限制条件；此外，相关的抗震要求等对基础设计提出了更高的要求。
　　㈡基本要求
　　与普通的多层建筑设计相比，由于影响高层建筑地基基础因素较多，所以设计过程中需要考虑的设计要求也相对复杂。因此，在地基基础设计过程中，不仅要考虑建筑外观设计概念上的要求，更重要的是地面条件和建筑本身结构对高层建筑提出的具体客观要求。
　　二、 当下高层建筑基础的分类
　　当下外高层建筑基础主要是分：天然基础和人工基础。
　　㈠天然基础
　　它是指直接建造在未加固的天然地层的基础。天然基础种类很多,一般高层建筑使用较多的有筏形基础、箱形基础、壳体基础和各种补偿式基础。
　　1.筏形基础
　　筏形基础(或称片筏基础〕,当柱子或承重墙传来的荷载很大,地基土质软弱又不均匀,以致单独基础或条形基础不能满足地基承载力要求时,可以把所有单独基础连成整体钢筋混凝土板,扩大基础面积,这样不仅使地基土的单位面积压力减小而且常使基土的承载力增大,可以避免结构物局部发生不均匀沉降。
　　2.箱形基础
　　当地基较软,荷载较大,采用筏基仍不能避免基础各部位的不均匀沉降时,可采用箱形基础。箱形基础是由顶板、底板和纵横交错的隔墙组成一个空间整体结构,刚度大,基础中的空心部份可用来作地下室。地下室墙壁与框架柱连接使墙柱连成整体。
　　3.壳形基础
　　壳体(包括折板)基础,近年来发展很快,特别是在一些高耸构筑物中采用壳体基础取得了很好的效果。壳体结构,主要承受轴向力(拉力或压力),这就表现壳体结构受力的优越性。由于壳体厚度很薄,能节省大量材料。
　　4.补偿式基础
　　补偿式基础又称平衡式基础。补偿式基础是近年来发展最快的一种新型基础,特别在墨西哥、美国、加拿大,以及拉美国家应用较为普遍。补偿式基础是指在基础设计中考察结构重量,部分的或全部由挖去的土重新所补偿。
　　5.强夯补偿式基础
　　填土层超过15—20m以上或填土层较浅,但填土层下又有较厚的冲积层时,建筑多层或高层建筑,可先挖掉部分填上,然后进行强夯。因而加固层可认为是补偿基上的复合基础,在考虑基础结构时,可以把上复加固层同时考虑进去,则刚度可以大大减小。
　　㈡人工基础
　　1.桩基
　　桩的种类有以下几种：
　　⑴预应力混凝土方桩及管桩
　　这种桩用于高层建筑,抵抗地震水平力,具有钢管桩和高强混凝土桩的优点,且比钢管桩经济不易失稳。我国多用预制方桩及预应力离心管桩。
　　⑵钢桩
　　钢桩有工字型、H型和钢管桩。钢管桩又分为开口式、闭口式两种。
　　⑶灌注桩
　　灌注桩是用于高层建筑的一种新型桩基,世界很多国家都广泛采用。桩长一般可达60—75m,桩径达3—8m,扩底直径达10—15m。它又可细分为：
　　大孔桩和墩：大孔桩和墩可为设计者提供对持力层直观的检查和试验,因而受到工程界极大欢迎）
　　打入式现浇桩：班诺托桩是国外应用较多的一种大型打入式现浇桩,冲抓锤,切削取土,钢套管护壁,采用振动套管压入土层,待挖土挖到持力层时,放置钢筋笼和混凝土导管,随浇随拔套管。桩长可达80m,桩径1—4m。
　　2.地下连续墙
　　地下连续墙是在地面上用一种特殊的挖槽设备,沿着深开挖工程的周边,在泥浆护壁的情况下,开挖一条狭长的深槽,在槽内放置钢筋笼浇注混凝土,筑成一条地下连续的墙壁,供承重挡土防渗。
　　它的优点是：施工无噪音,无振动,无须放坡,无须支摸和设置井点排水,对相邻工程结构影响小,适用多种地质和多种现场条件,技术经济效果显著,工期短,施工安全,质量可靠,具有多种功能和用途。
　　三、 高层建筑基础施工中的注意事项
　　㈠主楼与裙房的连接一般不设沉降缝
　　地下水位高缝处防水施工难做好缝两侧的上部结构易碰撞加重震害缝处的主楼与裙房的地下室的地而不得在同一标高上,否则基础的侧移控制不住.
　　㈡在墓岩埋置较浅时,宜采用大直径人工挖孔灌注桩
　　㈢基坑支护
　　高层建筑因考虑基础的稳定性及伉震要求而埋置较深,特别是当采用箱基全补偿式基础时更为突出。因城市用地紧张,地下管线交又,道路纵横,往往不能放坡大开挖,必须采用钻孔或挖孔的挡土护坡灌注桩。
　　㈢基础底板
　　高层建筑的箱基、筏基、桩基承台因防渗等要求.对于大体积混凝土采用千缩性小抗裂性好的中低热矿渣硅酸盐水泥，用石子比采用5—25mm石子粒径要好,因可减少用水量,混凝土收缩和泌水现象亦可随之减少,但必须调整好级配设计,加强浇灌和振鸽,防止混凝土离析,以及采用中、粗砂做细骨料,可减少用水量和水泥用量,从而减少混凝土的收缩。
　　㈣采用箱形墓础是应注意
　　底层柱主筋伸入箱基墙体的深度为外柱、剪力相连的柱、仅一边和四周无墙的地下室内柱,应全部直通到箱基底其他内柱可将四角主筋直通到箱基底,其余钢筋可伸入墙体内45倍直径长度。当有多层箱基时,上述主筋可伸至箱基的最上一层墙底即可。
　　㈤筏形基础
　　当基础落在岩石上而又不设地下室时,为了保证结构的整体稳定,防止倾复和滑移,应向设计单位提出追加地锚等必要措施。
　　四、结语
　　高层建筑结构基础形式的选择,应从主体结构形式、上部结构层数及荷载、持力层深度、施工技术条件、邻近建筑物基础的影响等方面综合考虑。因此，我们必须的对高层建筑基础进行合理的选型，它应具有高度的可靠性和科学性。这样才能满足高层建筑复杂基础使用的要求。