高层建筑地基基础及处理过程中常见问题探析

朱平

（中通服咨询设计研究院有限公司）

1 引言

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。

2 高层建筑基础结构形式

高层建筑与普通建筑相比，由于其上部结构楼层数量更多，所以对于下部地基基础的整体压力更大，需要更加合理的分配方案，对各部分荷载进行合理的设计，同时地基基础所在地区的地质情况和地下水位也会反映到土壤的含水量和压实度等与荷载相关的因素中，只有将以上两个主要因素综合考虑才能够获得更加有效的设计方案[1]。

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。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。几种适用于高层建筑的基础形式介绍如下。

1）梁式基础

这是目前各地区在进行高层建筑设计时最常使用的一种形式，对使用环境的适应性很强，且工艺成熟，使用效果稳定，造价控制较强[2]。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。

2）交叉式条形基础

这类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。

3）筏形基础

此类基础的尺寸把控较为灵活，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。

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

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。

6）联合基础

随着当前城市化快速发展，为了保证有足够的土地资源进行开发，原先一些不适合或不利于开发的区域也在技术的不断升级优化影响下得到了开发。但是这些非传统建筑开发地区的地质情况要更为复杂，单一基础类型在大面积的建筑开发过程中难以应对不同区域地质变化的影响，所以需要设计人员将多种基础形式进行组合，发挥其各自的优势，使基础在环境适应性、承载力表现、成本投入、稳定性上取得平衡[3]。

3 现阶段高层建筑基础结构设计存在的问题

3.1 高层建筑的剪力墙受力问题

剪力墙主要承受两类荷载：一类是楼板传来的竖向荷载，在地震区还应包括竖向地震作用的影响；另一类是水平荷载，包括水平风荷载和水平地震作用。剪力墙的内力分析包括竖向荷载作用下的内力分析和水平荷载作用下的内力分析[4]。在竖向荷载作用下，各片剪力墙所受的内力比较简单，可按照材料力学原理进行。

3.2 结构规范性问题

随着近些年来建筑技术的不断发展，新工艺，新材料和新设备的加入，使得原本复杂的建设情况得到了缓解，适应与行业日新月异的变化速度。相比当前行业规范标准的制定，则需要通过更加严格的审核，由于固定流程的限制，导致目前很多规范性文件的修改间隔时间长，很大一部分条款内容已经不适用于当前的行业实际发展情况。对于自身就拥有丰富施工经验，并在新技术使用过程中起到带头作用的大企业而言，在过去的施工过程中已经总结出了相应的经验，并对新技术、新工艺的操作流程有自己一套完整的内部规范，可以指导作业人员完成相关工作，并保证在作业过程中能够消除一些会影响到最终效果的因素。但是对于另外一部分企业而言，由于其自身没有接触过更多与其相关的先进技术，所以在操作过程中如果没有规范文件对其进行指导，那么在参数设定和操作过程中会出现影响到最终质量安全的问题。由于目前行业中各个企业的使用标准不统一也会影响到市场行业的发展。

3.3 地基基础设计问题

对于地基基础的设计需要从实际出发，这要求设计人员具有丰富的工作经验，并且要频繁的到施工的现场收集关键的数据作为自己设计方案的技术支撑。但是某些设计人员在进行方案设计时，对现场的情况并不了解，缺乏有效的信息收集手段，无法将现场的实际情况反映到设计方案中，导致对现场情况误判，选择错误的地基基础形式来应对设计项目需求，导致在后期指导作业人员完成施工中出现了严重的基础性问题，使得整个施工建设都会受到波及。各个部门在实际的运作过程中，应该将现场实际情况进行信息共享，以提高信息的使用效率，避免设计部门的闭门造车[5]。

4 结语

高层建筑能够更好的适应当今社会发展，有效解决房地产开发行业面临现代城市化土地资源紧张，单价过高的现状。但高层建筑对于地基承载力要求极高，为了能够确保高层建筑的安全在进行基础设计时应根据当地的实际情况选择合适的方案。