摘要：随着我国社会的发展，人们对建筑工程的关注度也越来越高。与其他工程相比，高层建筑结构设计相对来说是比较复杂的，同时也是较为系统的工程项目。在进行相关的工程设计期间，与之相关工作人员的创新理念以及丰富的经验是必不可少的。而且，设计人员还要关注到工程中的各个环节，以此来保障基础的设计与施工。工作人员要注意到基础工程的质量是极其重要的，基础工程不仅可能影响造价问题，还会影响到工程的质量，进而影响工程的稳定性和使用寿命。
关键词：高层建筑；地基；基础方案；优化
随着城市化进程的不断加快，城市人口不断增加，城市用地越来越紧张。近几年，我国城市建设过程中，高层建筑为越来越多，高层建筑极大的节约了用地，拓宽了人们的活动空间。在高层建筑工程施工过程中，地基基础设计十分重要，其关系到建筑的稳定性和使用寿命，因此对高层建筑地基基础优化设计进行分析，意义深远。
1 地基基础设计的重要性
在工程的建筑期间，地基的施工质量是极其重要的，会对高层建筑的整体质量产生重要影响。但是，工作人员要注意的是地基基础的设计会受到多种因素的影响，如施工周围的地质情况可能会是比较复杂的。还有就是地基是埋在地下的，所以地下水等方面因素都可能会对地基的质量产生不同影响。这种种因素的影响都会导致地基基础的设计比较困难。调查显示，地基在整个工程中的资金投入所占的比例是比较大的，通常可能会在5%～6%之间，而且这个比例仅仅是普通情况下建造地基的造价。在地质状况比较复杂时，就需要工作人员用相关的技术来解决问题，这样的造价就会更加高，可能会达到10%之上。综上所述，地基基础的设计是具有相当重要的意义的。因此，多种方案进行比较分析，挑选较好的方案，减少资金的投入是极其重要的。
2 高层建筑地基基础方案设计以及比较分析
2.1 筏形基础的应用
筏形基础在工程中的应用会产生相应的作用。一般情况下，筏形基础的面积比较大，所以，这种方式的应用会使工程出现在相同荷载的作用下，筏形基础能够减小地基单位面积压力的情况。与此同时，还可以提升土基承载能力，以及降低不均匀沉降状况的出现等。通常情况下看来，筏形基础会有两种方式可以供人选择，分别是平板式与梁板式。但是，因为柱网的尺寸是比较大的，而且柱间距也是比较大的，还有就是柱承受的荷载能力也是不同的，这些情况可能会出现比较大的弯矩，这也就是说，在没有特殊的情况下，大多选择梁板式筏形基础方案。
2.2 预应力管桩基础方案设计
在进行预应力管桩基础方案设计期间，在一般情况下，预应力混凝土管桩的应用，桩身混凝土的强度等级为C80，同时，管桩每节长度为4-13m之间。在进行管桩沉桩的过程中，可以选择使用液压静力压桩机静力压入的方式，桩尖可进入强风化岩层。
2.3 方案的比较分析
在进行地基工程方案的选择时，要根据工程的各个方面因素来择优选择。比如工程的地质特点、施工条件等因素都可以当作选择的依据，可以从筏形基础以及预应力管桩基础两者之间进行比较分析，进而选择比较适合的方案。如果是要进行施工工程，因为地下的残积层比较厚，人工挖孔桩桩较长，单桩的承载力比较高，施工的效率不太高，施工的时间也比较长，而且还会受到地下水等因素的影响，同时对工程整体安全性的要求也是比较严格的。这样看来，筏形基础是不适合的，因为筏形基础位于地下的位置是比较深的，可能受到的地下水的影响比较重。而预应力管桩基础的机械化程度是比较高的，这样受到地下水的影响也会比较小。这种方式的工作效率也比较高，可以在一定程度上减少工作时间，还可以提高工程的安全性。所以说，预应力管桩基础相对来说是比较合适的方案。
3 案例分析
3.1 工程概况
以某高层建筑为例，项目为高层住宅楼，主楼部分地上32层，地下2层，长65m，宽18.8m，层高3m，结构总体高度为96.45m，室内外高差为0.45m。建筑结构的主要形式为剪力墙结构，其中的主楼四周是一层地下车库，层高为4.5m，结构形式是剪力墙结构。主楼的四周有一层地下车库，层高为4.5m，其主要结构形式为框架结构、±0.000相对与绝对标高为1008.25m，建筑的基础埋深为8.2m。建筑企业对场地抗震设防裂程度进行设置，程度为Ⅷ度，所设计的基本地震加速度值控制在0.2g，地震分组设计为第一组。
3.2 场地地质概况和地基基础设计方案对比
结合对该地地质勘查报告结果，发现该地的地基土层主要是第四系全新统冲击层，对土质从上到下进行划分，分别为素填土、粉砂、粉质粘土、细砂共同构成，场地没有液化土层，存在三种类型的场地土，属于抗震一般的地段。主楼传至就出的作用效应在正常使用极限状态下作用的主要标准组合是478kPa，其基底的持力层位于③层粉质粘土，这时的地基场地承载力所具备的特征值为faK=100kPa，对其进行深度修正之后，还是无法满足设计需要，这种情况下，需要对其进行地基处理，或者使用深基础。
（1）对CFG桩复合地基施工技术进行使用，在具体施工过程中，施工速度较快，工期较短，施工过程中质量控制相对容易，同时工程造价相对低廉。这种技术已经成为当地和周边地区高层建筑建设过程中应用的比较普遍的技术之一。该项目在实施CFG桩时，使用的桩径为500mm，桩距控制在1500mm，采用正三角形满堂布桩的方式进行施工，所设置的桩的长度为20m，同时对混凝土强度等级进行控制，本工程使用的是C25，桩端进入5层粗砂不小于100000mm，技术人员在桩的顶端设置了级配砂石褥垫层，这一垫层的厚度为300mm，上面设置了1400mm厚的筏板，CFG工程一共使用了574根桩。技术人员在施工现场完成了CFG桩的检测，其中的单桩承载力已经达到了1000kN，同时对复合地基承载力进行计算，得出的结果为520kPa。
（2）在一些高层建筑当中，其竖向荷载较大，对桩基进行应用，能够减小地基变形情况，还能够在一定程度上提高结构整体安全方面的复合地基[5]。对本工程地基进行勘察，结合勘察结果，发现5层细砂工程具有良好的性能，厚度也相对较大，埋藏的深度较浅，和基底之间相差12m左右的距离。但是，在桩的极限端位置，所具备的阻力为2500kPa某，桩基是否和这一工程相符合，还需要作出进一步分析。图1为该项目桩平面布置图。
图1 桩平面布置图
3.3 管桩的使用
使用挤土夯扩混凝土大头桩，要比CFG桩造价低，大约低出5%左右。
在进行试桩施工检测结果进行分析，发现这一工程当中大头桩存在一定问题，这些问题包括：①桩的端头仅进入了第④层细砂层中的1m左右的深度，地勘报告所提供的极限端阻力为1200kPa，通过这种方式能够使其被提升到7000kPa，这种情况下难以保障其安全性。②对柴油锤进行使用，对其进行施打，产生较为剧烈的震动，同时也发出较大的噪音，当穿透3层粉质粘土层时，施工相对困难，击打的次数较多，施工进度比较缓慢。对工期影响进行综合考虑，采用挤土夯扩混凝土大头桩进行施工，在本工程中并不合理。
4 结 语
地基是整个高层建筑的基础，因为高层建筑的整体都是位于地基之上的，所以说地基工程的质量是十分重要的。也就是说，地基基础的设计方案是否良好在工程施工过程中发挥着非常重要的作用。良好的地基设计方案可以在一定程度上为地基的稳定提供保障，当然，这种情况也会确保工程整体的质量和安全性。
参考文献：
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论文作者:李祖星
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/22
标签：地基论文; 工程论文; 基础论文; 高层建筑论文; 预应力论文; 地基基础论文; 方案论文; 《基层建设》2019年第12期论文;