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高层建筑基础结构形式的设计

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：郭光荣

[导读] 摘要：随着我国国民经济的飞速发展，人民生活水平与居住水平也相应地得到了提高，使人们对高层建筑条件提出了更高的要求。

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        摘要：随着我国国民经济的飞速发展，人民生活水平与居住水平也相应地得到了提高，使人们对高层建筑条件提出了更高的要求。本文通过分析高层建筑基础结构形式，提出了高层建筑基础设计的相关问题，得出了高层建筑基础结构形式的设计方法，以期提升高层建筑基础结构形式设计水平，更好的满足高层建筑发展需求。
        关键词：高层建筑，基础结构形式，设计
        0 引言
        在高层建筑基础设计当中不管是建筑的结构还是建筑的造价，在高层建筑施工建设过程中属于核心内容，基础工程设计施工跟建筑设计方案、施工周期要求以及施工地质条件等因素联系密切，想要确保高层建筑在施工过程中不会出现建筑结构不均匀、地面塌陷等情况，就需要严格控制好地面基础结构形式施工部分。
        1 高层建筑基础结构形式
        高层建筑由于其上部结构的荷载较大，因此基础底面所承受的压力也比较大，一般的独立基础无法满足高层建筑的承载力要求，因此需要采用特殊基础，常见的基础形式包括：
        1）梁式基础：适用于地基承载力较高但上部结构不很高、荷载不很大且没有地下室的情况。
        2）交梁式条形基础：可应用于地基承载力较高，上部荷载较大且没有地下室，单独基础不能满足地基承载力的情况。
        3）筏形基础：有无地下室均适用，其平面尺寸需根据地基土的承载力、上部结构布置及荷载分布进行确定。
        4）箱型基础：对于设计地下室的高层建筑，可结合使用要求设计成箱型基础。
        5）桩基础：对于软弱地基上的高层建筑适用性较强。
        6）联合基础：为了保证基础结构的稳定性及整体性，可采用联合基础方式进行设计。
        2 现阶段高层建筑基础结构设计存在的问题
        2．1 高层建筑基础设计相关问题
        在高层建筑施工建设过程中基础设计属于非常重要的环节和阶段，高层建筑的基础设计工作是高层建筑结构设计的重要基础，因此得到了建筑工程施工设计工作人员的高度重视。在高层建筑的整个基础设计工作开展过程中，需要有非常严格的类型选择、质量检测工作以及工程造价评估工作，在高层建筑的基础设计工作开展过程中，总共拥有两种不同的工作，分别是基础类型设计工作，以及地基处理工作。在高层建筑基础设计工作中比较重要的就是上部高层负载的精确计算以及相关结构设计工作内容。高层建筑的基础设计工作在不同的地区有不同的设计要求，由于不同的地区拥有的建筑地质条件不同，因此不能形成统一的设计工作标准流程。
        2．2 高层建筑的剪力墙问题分析
        剪力墙的建设数量要求以及建设位置设置要求，在高层建筑施工建设过程中非常重要，在高层建筑的基础设计工作中也属于非常重要的一个环节。在现阶段的高层建筑行业发展过程中，针对于剪力墙的性质以及行业的相关标准目前已经有具体的规范定义，现如今最重要的问题就是在当今时代的发展过程中，高层建筑中成熟的短肢剪力墙应用越来越力不从心，相对于传统高层建筑来说，现阶段的高层建筑不管是建设高度、建设质量还是建设结构都拥有非常严格的建设要求，导致现阶段高层建筑中短肢剪力墙的使用受到了很多因素的限制。高层建筑结构设计中大部分建筑工程施工人员都选择尽量少用短肢剪力墙的施工方式，因此为了能够促进高层建筑的创新发展，还需要积极发展满足高层建筑基础结构形式要求的剪力墙设计方案。

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        2．3 高层建筑中的结构规则性问题
        各行各业都拥有不同的规范性问题，在高层建筑行业当中，行业规范能够促进整个建筑行业的稳定发展，但是在建筑行业的发展过程中，一部分行业规范内容也会在一定程度上限制行业的发展。高层建筑的结构设计在新旧质量规范问题上有不同的内容改动，因此很多问题的定义也出现了变化。其中在新的建筑行业规范当中，对于高层建筑结构设计增加了很多限制性的条件，导致传统的行业技术不适用于新的建筑行业发展，需要针对性调整建筑技术内容。
        3 高层建筑基础结构形式设计方式
        3． 1 优化建筑基础方案选择
        在高层建筑的施工建设过程中高层建筑的基础合理布置以及设计方案的制定，是整个高层建筑结构形式设计的重要内容，基于现阶段高层建筑基础设计技术发展来看，我国高层建筑的基础形式有很多种选择，根据施工工程造价以及施工难度来针对性选择基础设计模式。高层建筑的基础设计方案选择一定要进行综合性、全方位和多层次的考虑，并在选择基础设计方案的过程中，把上层结构以及基础结构分离开，重点考虑高层建筑结构设计过程中可能会出现的开裂问题，确保能够满足工程建设的质量和安全性需求。
        3．2 提升建筑材料的使用效率
        高层建筑在城市化建设当中越来越常见，但是在建筑结构基础设计水平上来说，还是没有太大的基础设计技术创新和基础进步。因此需要针对高层建筑基础结构形式设计进行创新和优化，确保能够提升建筑工程施工建设安全性要求，提升建筑工程中建设材料的使用效率。首先在高层建筑施工建设过程中选择梁板以及钢筋混凝土，首先一定要确保项目施工质量和项目施工安全性，然后再去综合考虑施工材料的利用效率。在施工过程中要积极应用科学规范的施工标准进行施工，重视材料的选择，在高层建筑工程施工过程中提升材料利用效率，从而优化工程成本消耗，降低工程造价，提升工程施工效益。
        3．3 正确的理解和应用规范
        只有拥有了科学合理的行业规范，才能够为行业的发展提供整体设计准则，帮助优化工程设计标准。在实际的工程施工建设环境当中，一定要严格的执行相关的行业规定，加快整个行业技术标准的统一发展，逐渐提升行业的整体技术水平。在高层建筑行业的发展过程中，需要以行业当中的相关标准规范来当成设计模板，找准建筑设计的重要设计对象、设计环境以及构建特点等，并进行科学合理的建筑基础设计。在高层建筑基础设计过程中需要结合设计环境的重要环节，避免在基础设计过程中出现安全性的损伤。
        4 高层建筑基础结构形式设计注意事项
        高层建筑的基础结构需要有一定的强度和刚度，才能够为高层建筑的上部结构提供较大的水平向荷载力矩，传达给地基土和桩顶。基础结构主要是分布在建筑上部结构与地基土当中，能够调节不均匀沉降问题的发生，减少高层建筑的整体和局部出现弯曲情况。如果高层建筑使用了条形基础，那么就不能满足上部结构对于地基承载力的要求。当建筑物要求基础能够具备一定的刚度，可以针对性调节不同程度的不均匀沉降，就可以使用筏形基础。筏形基础的平面尺寸和基地平面可以跟上部结构竖向永久荷载重心重合。
        5 结语
        高层建筑竖向荷载量比较大，同时荷载量也比较集中，因此需要相对应的提升高层建筑基础结构形式设计质量，满足建筑物对于基础以及地基的稳定性要求。高层建筑的上部结构以及基础地基都组成了共同的作用体系，把上部结构的刚性充分利用起来，科学合理的选择基础形式设计方案，能够有效提升高层建筑施工质量和施工安全性。
        参考文献：
        ［1］黄晓亮．关于高层建筑基础结构设计要点探析［J］．科技创新导报，2017，14（32）：143，145．
        ［2］纪凤阁．青岛某高层建筑基础选型研究［D］．青岛：青岛理工大学，2013．
        ［3］邵琪玲．影响高层建筑嵌固的地下室侧向刚度影响范围研究［D］．武汉：武汉理工大学，2013．