任帅
核工业（桂林）基础工程有限公司
【摘要】随着经济的快速发展，我国城市化的进程也不断的加快，建筑行业也在飞快的发展，高层建筑在城市的建设中越来越普遍。建筑结构的种类和层数都逐渐的增加，因此，建筑地基设计的问题成为高层建筑面临的主要问题之一，在高层的建筑过程中，地基承受的荷载比较大，建筑的层数比较多，因此必须引起重视。本文结合笔者多年的实践研究，探讨高层建筑地基基础及处理过程中的常见问题，总结应用的相关技术以及解决问题的有效方法，以供参考。
【关键词】高层建筑;地基基础;处理过程;常见问题;应用技术
伴随着人们生活水平的提高，当前高层建筑无论在规模或是数量上都大幅度增加，关于高层建筑的设计，考虑的要点一定是安全和实用，其次就是建设成本，建筑造价决定了设计的规模和功能，在合理的造价范围内确定相应的设计方案。考虑到待建地区的实际情况，选择不同的设计方案，并且根据设计的内容对整体的项目建设周期和成本投入进行估算，对比选择出最为安全可靠、经济合理的设计方案形成图纸。在整个高层建筑的建设过程中，基础结构始终是决定了建设工程质量和安全的最大因素。只有选择合适的基础结构才能减少结构不均匀沉降、地面塌陷等情况。
1.高层建筑基础结构形式
与普通建筑相比，高层建筑上部结构的楼层数量大幅度增加，因此对下部地基的整体压力大大提升，这就更需要合理的设计方案分配荷载，同时地基基础所在地区地质情况和地下水位也要有所了解，将其考虑到荷载相关的因素当中进行思考，只有这样才能确保设计方案的科学性与有效性。高层建筑由于结构特点所致，其在单位面积下的荷载会更大，因此普通高度建筑的荷载评判标准不能适用于高层建筑，高层建筑有着自己独立的荷载指标。与荷载水平激增伴随而来的就是适应于这种使用条件下的地基加固需求[1]。由于持续的高强度荷载作用，如果所处地区的地基承载力不够会导致地形破坏，出现建筑倾斜，塌陷，裂缝等情况。独立基础形式所拥有的承载力上限会被很容易的突破，所以在高层建筑中一般不会使用此类形式。从目前的施工案例来看，通常设计人员会选择桩基础、梁式基础、筏型基础、箱式基础。每种基础由于形式的不同，承载力表现区别很大。一部分基础形式有着特别适合的使用环境，在特殊环境下使用能够使建筑物的稳定性达到很好的状态。
1.1梁式基础
梁式基础为高层建筑设计中最常用的一种形式，有极强的环境适应性，且发展至今工艺较为成熟，有很稳定的应用效果，造价控制良好。梁式基础形式使用地区一般集中在当地土地承载能力较好的环境，因为梁式基础本身的结构较为简单，没有更多的改造余地，所以对所处地基的影响程度有限，在地基稳定的地区选择此类形式的基础，在保证基本的承载稳定性要求以外，能够很好的兼顾造价成本和工期。但是需要注意的是这一类的基础形式在功能上有部分缺失，由于自身结构限制，此类基础不能有地下室结构存在。
1.2交叉式条形基础
交叉式条形基础形式实际上就是将更多数量的梁式基础进行了组合，这样一来可以提高基础的占地面积，并且使得各自独立的基础单元能够被整合，在整体性上表现更好。适用于大型建筑的地基需求，但是同样不支持地下室结构。
1.3筏形基础
这种基础形式在尺寸的把握上比较灵活，而具体的面积需要设计人员根据现场抽取的
地质土壤情况以及设计方案中建筑选择的荷载分布形式来共同确定，有地下室结构。
1.4箱型基础
箱型基础与其他的形式相比稍有局限，应用在有地下室的高层建筑设计工作中，需要设计人员结合使用要求才能设计完善。
1.5桩基础
桩基础形式可以通过加大所处地区土壤的密度来提高地基的实际承载力，所以适用软弱地基，或者是上部结构的荷载要求很大的情况下。但是桩基础形式在施工过程中由于桩结构的加入会延长整体的施工时长，而且打桩环节影响最终效果的因素比较多，需要专业设备和经验丰富的工作人员配合，造价成本是常见桩基类型中较高的一类。
1.6联合基础
该基础形式是在城市化进程推进，要确保有足够土地为人们所利用的基础上发展起来的，原本不适合或不利于开发的区域伴随技术的优化与升级也得到了开发，但由于地质较为复杂，单一基础类型必然无法满足建筑设计要求，所以联合基础很好地应对了不同区域地质情况，避免环境影响而形成基础组合，充分发挥各自优势，提高对环境的适应性与整体的承载力，在成本投入与使用稳定性上均保持了平衡[2]。
2.高层建筑地基基础设计主要的依据与特点分析
建筑工程的地基基础就是地质土壤和建筑物之间联系的部分，地基就是支撑建筑物的土层。地基基础设计的影响因素有很多，比如外部因素和建筑物的要求。外部的因素包括：地质结构和岩土结构，建筑物的要求包括：建筑物的荷载、层高以及地下室的层数和构造要求等。除了这些影响因素，高层建筑在基础设计的时候，应该考虑建筑地基的抗震性能，高层建筑的设计应该符合国家的相关标准。高层建筑的地基设计具有复杂性，应该分析考虑所有的因素对地基处理的影响。应该根据实际的情况进行地基基础设计，设计人员应该充分考虑各方面的因素进行地基基础设计[3]。高层建筑的地基基础设计具有特殊性和复杂性。高层建筑增加了更多的使用功能，因此，地基设计的要求也比多层建筑的更高。高层建筑的地基要有很强的的抗压能力，地基基础的设计必须满足建筑物地基的稳定性，保证高层建筑地基的承载力，同时也要充分重视高层建筑地基沉降及地下水位以下时的抗浮问题。
3.高层建筑地基基础设计及处理过程的常见问题分析
3.1地基选址存在的问题
高层建筑实际地基处理工作过程中，施工现场土层和地形会直接影响地基质量，因此，在选择地基场址的时候，需要充分考虑研究该区域土层类型与地质状况，并参考建筑实际状况来选择，从根本上确保施工效率与质量。所以，高层建筑施工应当尽量选择地质情况较好的区域开展，假如选址无法避免，那应当进行专门论证研究以后在选出最适宜的地基处理技术。
3.2地基沉降幅度较大
高层建筑与其他低层建筑不同，同一区域内地基土层需要承担的压力更大，就算是较
硬土层的地基也难免出现沉降现象。但是，假如在地基建筑过程中，未采取合适地基处理技术，或者使用质量不过关，随着时间的推移，高层建筑地基很可能发生大幅度沉降现象，导致地基高度出现差异，当达到一定程度的时候，便会破坏地基结构，危害整体建筑。
3.3地基基础保护力度不够
通常情况下，在进行地基处理以前工作人员需要规划区域，分析掌握周围环境状况，以便于选择合适的地基处理技术，不仅可以缩短工期，还能保护环境。但是，一些施工团队为图方便，省略了这一步便开始开展地基处理工作，因基础保护不足使得地质环境恶化。例如，在长江以南的地区，由于气候属于温和多雨的特征，地基处理是一个长期过程，某施工团队一开始并没有对当地的地质状况进行勘察而盲目的进行地基处理，在施工到了一定程度才发现该地因为地表沉降严重，降雨丰富以后造成地下水暴涨，无法再对地基继续深度处理。
4.高层建筑地基基础处理过程存在问题的解决对策
4.1做好前期准备工作
保障高层建筑工程质量的首要工作是地基的建设问题。应该在建筑工程施工之前做好相关的准备工作，保证工程的顺利实施，应该勘测现场的土层和地质的结构，根据勘测的实际情况对工程的建设进行合理的选址，制定科学的施工方案，做好施工相关的安全检查工作，从而保证地基基础建设的质量。
4.2结合实际条件选择方案
施工方案的不同也会影响高层建筑的质量，在实际的施工过程中，应该根据地基的实际情况选择施工的方案。倘若土层比较的疏松，高层建筑应该选择桩型的地基结构，加大现场土层的强度，避免地基出现沉降的现象。如果建筑的规模比较大，应该采用局部施工的技术，先进行试验之后才能在现场施工，根据实验的实际情况对原先的施工方案进行合理的调整，保证施工的方案是安全可靠的。
4.3强化地基基础建设质量控制
高层建筑地基的基础建设的质量决定着整个高层建筑的质量问题，在建筑实际的建设施工过程中，技术人员应该认真控制施工的技术问题，加强自身的责任意识，保证施工的质量。相关的管理人员应该加强高层建设的质量监督，保证施工的质量和施工的技术，从而保证整个高层建筑地基处理的质量。
4.4选择应用合理的地基处理技术
（1）素混凝土桩法处理技术。要求混合素混凝土和粉煤灰等工业废料进行灌注，施工人员需要将承载压力分摊到每一根桩柱上，保持受力均衡，同时，为了保证柱桩的承载力，还需要强化灌注技术，不单要优化技术，还要在实际施工中提高施工质量，如此最终便能获得质量高且强度优的承载柱桩[4]。该地基处理需要注意的是，因为是使用柱状来承担整体高层建筑压力，所以柱桩的承载力在一定程度上来自于地基土层对柱桩的支撑力，因此，施工人员必须夯实柱桩地基土层，确保土层能发挥最佳支撑作用。夯实土层可以采取的方法是使用沉桩机，使柱状周围土层能紧紧包裹住柱状，从而使土层达到最大承载力，如此还能预防柱桩受力地基土层下陷而致使地基承载受力不均这一问题的出现。（2）砂岩垫层置换法处理技术。施工人员需要将承载压力分摊到每一根桩柱上，保持受力均衡，同时，为了保证柱桩的承载力，还需要强化灌注技术，不单要优化技术，还要在实际施工中提高施工质量，如此最终便能获得质量高且强度优的承载柱桩。该地基处理需要注意的是，因为是使用柱状来承担整体高层建筑压力，所以柱桩的承载力在一定程度上来自于地基土层对柱桩的支撑力，因此，施工人员必须夯实柱桩地基土层，确保土层能发挥最佳支撑作用。夯实土层可以采取的方法是使用沉桩机，使柱状周围土层能紧紧包裹住柱状，从而使土层达到最大承载力，如此还能预防柱桩受力地基土层下陷而致使地基承载受力不均这一问题的出现。（3）强夯法处理技术。与其他技术相比该技术较为简单，且有着较广的使用范围。处理地基的时候，一般使用十几吨甚至上百吨重量的重锤从几米到十几米高度自由落下，以重锤锤击的方式来夯实施工地基土层，能够提高地基土层整体密度，该方式的处理效果显著，其成本也很低。强夯法对许多土层都能起到加固作用，不过对粘性土与饱和粉土的效果一般[5]。因此，在处理地基的时候，应当根据地基土层实际类型来选择处理技术，才能充分发挥强夯法的作用效果，优化地基承载力，保证地基稳固安全。该方法的优点是操作简单成本低，但缺点也十分显著，那就是重锤落下会发出巨大声响，产生噪音，因此该方法不宜在城市人口聚集的区域应用。
5.结束语
综上所述，随着建筑行业的不断发展，高层建筑地基的质量问题是整个工程建设的核心内容。高层建筑地基的处理比普通的多层建筑地基处理更具复杂性，地基质量的要求也比普通建筑的要求更高，因此应该根据现场不同的施工条件进行合理的选址，并制定科学的施工方案，技术人员应该采用先进的施工处理技术，加强责任意识，保证高层建筑地基基础处理
的质量和工程的顺利进行。
【参考文献】
[1]田文阳.高层建筑地基基础及处理过程中常见问题探析[J].建材与装饰,2019,2(13)：29-30.
[2]许志超.浅谈高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].建筑工程技术与设计,2018,2(28):1152.
[3]骆沙.试论高层建筑工程施工中地基处理技术要点[J].建筑工程技术与设计,2018,2(36):1765.
[4]赵亮.高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术的分析[J].屋舍,2018,4(10):65.
[5]裴云乾,任娜.高层建筑基础施工及地基处理技术现状及发展趋势[J].建材发展导向,2017,15(10):27-28.