高层建筑基础的选型

正确合理的选择基础的形式，既能降低工程造价，又能与上部结构相适应、相协调。

一、选型条件

高层建筑与多层建筑相比较，有承载能力要求大，稳定性要求高，抗风、抗震能力要求强的特点。有了上部结构的正确合理的选型，还需要有与之适应的基础形式。根据工程实践经验，高层建筑基础选型的条件可概括如下：

1.建筑场地的工程地质、水文地质条件，由工程勘察部门准确提供，根据初步设计和施工图阶段需要，可分期提供。勘察部门根据设计部门的钻孔布点要求及勘察规范进行勘察，遇地质条件复杂时，还要适当增加钻孔和深度，查清建筑场地的地质构造和持力层范围内的土层物理力学性能。

2.根据建筑平面布置、建筑结构类型、上部结构荷载大小及其分布、基础的布置、形状与相邻建筑物基础的关系，考虑地基、基础及上部结构的协同工作，基础形式必须适应上部结构，合理地配合上部结构的构造和要求。

3.要紧密结合新材料、新技术的推广应用，基础选型要不断有所创新、有所发展。

4.建筑物的周围环境，施工队伍的装备和技术水平、施工经验和习惯做法，力争施工方便，缩短工期。

5.通过技术经济分析，进行基础选型多方案比较，确定结构上安全、技术上合理、经济上造价低廉的最佳基础形式。

二、形式分析

1.筏形基础。高层建筑的上部结构荷载较大，遇地基软弱，又不均匀，十字交叉梁基础往往基础底面积不能满足承载要求，这时可考虑采用筏形基础。遇地基较强，且较均匀，对刚达到高层建筑的要求，其上部荷载不很大，也可考虑十字交叉梁基础。筏形基础由底板、侧墙、顶板组成，但其顶板可以是预制板，不要求与墙整体连结。对于墙体数量、厚度、基础的整体性无严格要求，因此，基础的整体刚度较差。对那些有地下室的高层建筑，而又要求地下室比较空旷，可以采用筏形基础。柱子可直接通到底板的交叉倒梁上，因而不必设置许多内墙。筏形基础按基底反力作用在倒置的楼盖计算，不考虑整体弯曲，只考虑局部弯曲作用，因而节省材料，造价也较低。

2.箱形基础。由底板、顶板、外墙及一定数量的内隔墙构成的整体刚度较好的箱形结构是高层建筑最常用的基础形式。当地基软弱、上部结构荷载较大，且不均匀，同时对沉降要求严格时，可采用箱形基础。箱形基础的整体刚度好，它有调整不均匀沉降和抵抗地震作用的能力。由于有一定的埋深，其换出土方量大，从而大大减少了附加压力及沉降量，可以充分利用地基的承载力。由于视上部结构嵌固于箱形基础之上，因而有利于抗震、抗风、减少建筑物倾斜。箱形基础有一定的埋置深度，恰好利用这一埋深可以做地下室，增加使用面积。尽管与天然浅基相比，箱形基础的材料用量较大，造价也较高，但高层建筑，在一定条件下，箱形基础仍经常被采用。因为箱形基础不仅技术上合理，而且充分利用其做地下室，其综合经济效益还是显著的。

3.桩基础。建筑物上部结构荷载较大，地基上部土层较软，而下部有可做为桩基持力层的较好的土层时，最适宜采用桩基。建筑物受竖向荷载大，或受地面大面积荷载影响的结构，对沉降方面有较高要求的结构也可考虑桩基。其有较大倾覆力矩的高耸结构，采用桩基能较好地承受水平力及抗拔力。桩的种类很多，仅列举几种常用的。

（1）预制桩。可以穿过可液化砂层和软弱土层将上部荷载传到承载能力较大的土层中去，因承载力大，抗震能力好，沉降量小。

（2）钻孔灌注桩。一般不考虑施工荷载，只按使用期内出现的内力进行钢筋配置，钢筋不必通长配置。但由于桩径较小，承载以摩擦力为主，因而单桩承载力较低。

（3）大孔径灌注桩。高层建筑中上部结构荷载大，基底压力大，单桩承载力达几千千牛，小孔径灌注桩无法承担，只有大孔径桩才能承受。大孔径桩的直径一般为800mm以上，有的达到3000mm左右。桩底一般都坐在砂卵石层或基岩上，桩为支承摩擦桩，以端承为主，承载力大，沉降量小。根据上部荷载及柱距，可一柱一桩，或一柱多桩。

（4）扩底墩。当上部结构荷载较大，柱距较大，在不过深的持力层为强度较高的粘性土等，可选用扩底墩。扩底墩的适用范围：地表以下6～12m有较硬的土层作为持力层，如粘性土层、砂层、砂石层，下卧层不宜有软弱土层，如遇软弱土层，应做下卧层验算，或做静载试验，取得单桩允许承载力；地表下有较厚的软弱土层、湿陷性土层、膨胀土层等，其下有强度较高的持力层；新老建筑距离较近，其基础相互干扰，采用扩底墩基础，解决新老建筑的沉降缝问题，避免新老基础的干扰。

以上所述几种基础形式，可联合使用，如箱基加桩基，均应视具体工程情况，紧密结合工程地质条件，做出多种地基基础方案，进行技术经济分析比较，必要时还要请专家论证，以期优选出与地质条件吻合、与上部结构协调、技术经济上先进合理的最佳基础形式。

（任振甲）