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摘要：伴随着城市化进程加快，城市高层建筑工程也逐步增多。现在的建筑基本上都设有地下室，且为多棟建筑的大型建筑。本文论述的主要内容就是大型高层建筑的设计时，需注意的及思考的要点。
关键词：地下室；抗浮水位；嵌固层；高层建筑；抗震参数
一、工程概况
本项目位于江北城，是重庆两江交汇处，地处长江西岸，嘉陵江北岸。本项目由一栋结构嵌固端至主屋面约110m的钢筋混凝土结构办公塔楼（以下简称“T1塔楼”）和两栋结构嵌固端至主屋面约157m的钢筋混凝土结构办公塔楼（以下简称“T2、T3塔楼”）和与T1、T2、T3塔楼相邻的结构嵌固端至主屋面约50m的钢筋混凝土结构商业裙楼组成。本项目长220米，宽
由于本工程坐落于江边坡地上，结构临江面与背江面有较大高差，故本工程结构地下室顶板定位建筑楼层B1楼层楼面，此楼面标高以下结构为“结构地下室”，此楼面标高以上结构称为“地上结构”。在地上结构部分，T1塔楼和T2T3塔楼之间的商业裙楼设抗震缝分开直至地下室顶板，即B1层楼板；T2、T3塔楼之间的裙楼不设抗震缝。各塔楼及裙楼上部主体结构竖向构件（结构墙、柱）绝大部分贯通落地，仅T1~T3塔楼个别柱需A型斜柱转换。
（一）没有结合上部结构进行设计
高层建筑基础需要承受上部建筑的巨大压力，上部建筑的体型、结构、墙底轴力、地下室结构等都会对地基基础产生影响。在进行基础设计的时候，必须要将这些因素纳入考虑范围之中。目前设计师在进行基础设计的时候还相当缺少对上部结构设计的考虑，具体表现为以下几点：
1、建筑体的平面变化、设施的安排布置、墙体分布及其用材都会对基础产生影响，设计不合理。如果说上层建筑结构比较简单，那么它的基础设计也不会受太大影响，但对于高层建筑来说，上层建筑结构比较复杂，体型较大，设施布置和墙体分布比较密集，这就需要底下基础设计更加稳固，基础设计不合理，就会影响到上层结构的稳定。上层建筑体应该与其基础融为一体。
2、不同类型的上部建筑结构，其压力值、变形值与承重值各有不同，基础设计不能结合上部建筑结构进行，就很难承受住来自于上部建筑的压力，不能为上部建筑起到良好的支撑作用。
3、如果上部建筑设计还未完成就进行施工，基础的结构设计就会根据墙底轴力值进行选择。墙底轴力值受墙受荷面积、楼层数、结构单位面积荷载取值的影响，（如下图所示）要精准的估计墙底轴力值就必须在上部建筑设计完成以后进行。上部设计未完成就参考其墙底轴力值选择基础结构是不合理的。
4、现代的高层建筑一般都设计有地下室，用作地下停车场，地下商场之类的。在进行基础设计时，通常会把桩基承台与地基梁作为地下室底板的支撑梁，在没有设计其它支撑梁柱的情况下，单纯依靠桩基承台和地基梁的力量并不能完全的支撑地下室与上部建筑的压力，影响了整个高层建筑的稳定性和安全性。
（二）缺少考察施工地段的地质条件
地基基础施工属于底下施工作业，地质条件的优劣直接对地基基础施工产生影响，地基基础施工条件、施工环境、施工效果都受到施工区地质条件的影响。施工地段的地质条件包括持力层条件与所穿越土层条件。持力层是地基的支撑土层，起到防止地基塌陷、沉降的作用；穿越土层指地基开挖与桩柱需要穿过的土层，穿越土层对桩基的支撑作用产生影响。由此可见，地质条件对整个地基工程的影响之大。很多的设计师进行基础设计时没有对施工工地的地质条件进行考察，直到施工作业时才考虑是否需要换土、采取何种支护作业，延迟了施工工期，这种临时选择施工工艺的方式也不能够应对地基施工的潜在危险因素和影响因素，是不可取的。
（三）缺少对周边环境的考察
1、振动和噪音对周边环境的影响。进行建筑工程基础施工时，大型的施工机械，例如捶击桩机、混凝土搅拌机等发出的噪音比较高，严重的影响了周边地区人们的生产和生活，机械排出的油污对水质的污染也是相当严重。
2、施工空间预留。建筑工程基础施工的条件本身不是非常的优越，在进行基础设计时由于没有预留出较大的施工空间，使作业面积更加的狭隘，不利益作业开展与机械操作。底下作业经常会遭遇市政管网，城市管网设施进一步缩减了施工空间。
通过以上两点，我们可以得知：施工环境与工地周边环境相互影响。进行基础设计时，不仅需要巧妙的避开周边环境的不利因素，还要善于利用周边基础设施的优势辅助基础施工，但是很少有设计师能够考虑的这一点。
二、如何解决高层建筑基础设计存在的问题
针对高层建筑基础设计存在的问题，我们可以改进地基设计中几个相对主要的施工设计，从而降低客观条件对基础工程的影响，使基础设计建设更具科学性。
（一）桩筏复合基础的设计
根据我国现行的建筑地基基础设计条例，桩基设计应当结合桩、土、承台的共同作用。在进行基础设计时，会运用到一些计算公式，对地基所承受的压力、压力分布、桩基筏复合基础等进行计算，具体的计算方法，我们可以根据施工场地的实际情况决定，确保计算的精准度。目前较为优秀的计算方式有两种：
1、设定上部建筑的所有质量都施加在地基上，平均分布桩基受力，那么承台板只需要连接桩顶、传递上部建筑荷载。这种情况下，我们要使桩群形心与上部建筑传递给基础的荷载基本保持平衡，按照荷载大小，在底下集中布桩，设计一个密集型的桩基框架结构。
密集型桩基结构设计均匀的分散了上部建筑的压力，属于“外密内疏”布桩法，也就是将上部建筑的压力集中在桩基外围，密集排布桩群外围的桩基，承载上部建筑压力。这种桩基结构设计适用于土质比较松软的施工地段，如果施工地区的土质条件较好，持力层支撑作用明显，就可以适当减少中心桩基分布，解决经济成本，缩短施工工期。
2、结合土层与人工桩基的共同作用力，利用土层的天然承载力，使人工桩基与自然桩基形成优势互补，控制土壤沉降，改由桩基与筏板共同承担上部建筑压力。简化桩基结构，降低地基基础施工的难度和复杂程度。既能精简地基结构，又减轻了地基的自重，起到良好的支撑作用。
（二）减沉设计
减沉设计是通过桩筏基础设计控制地基基础的沉降作用。沉降设计多用于土质疏松、地质结构不稳定的高层建筑施工地区。一般的减沉设计会采用换土法置换先天条件不足的土壤，再对置换后的土壤进行碾压，提高置换土层的密度，减少土壤中的空洞，这类施工方式比较简单，专业性要求不高，施工成本也比较低，但是它的地基工程寿命比较段，受自然条件影响较大。在设计时，我们可以通过控制桩基数量将土壤沉降控制在一定范围以内，增加每根桩基的承载能力弥补桩基数量减少缺失的桩基承载力，尽量让桩基穿过压缩性较高的土壤，合理设计打桩深度和桩基分布，充分的利用桩基施工的优势削弱土壤沉降作用。
（三）变形度调平
桩群强度与筏板强度的比值受桩筏面积的影响。如果桩筏面积较大，我们就可以通过增加桩群强度与筏板强度的比值来减少沉降作用。为了能够充分的利用桩承载力作用，就要充分的开发的测摩阻力。变形度调平设计应该参考建筑工程的性质、施工条件、上部建筑荷载设定布桩板厚，结合上部建筑的结构特性和桩筏基础、地基地基的共同作用，设计沉降等值线，根据地基的天然沉降作用对局部地基进行强化加固处理设计，例如采用密集布桩、复合地基等，削弱局部地区的沉降作用，使之与周边地基的变形达到平衡一致。
结束语
高层建筑的基础设计是高层建筑工程设计中最为重要的一个环节，基础设计是否科学合理预示着整个建筑工程施工是否能够顺利完成。在进行基础设计时，设计时要注意拓宽思维，全面考虑客观存在的施工条件，通过调整施工工艺，完善基础设计。
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[2]郭全全.高层建筑基础设计中几个问题的探讨[J].科技情报开发与经济，2001/02.
[3]蒋璐.关于高层建筑基础设计的几点思考[J].低温建筑技术，2009/10.
[4]黄伟.基于高层建筑基础设计关键分析[J].中华民居（下旬刊），2013/12.
论文作者:黄月妮
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/3/28
标签：桩基论文; 基础论文; 地基论文; 建筑论文; 结构论文; 塔楼论文; 条件论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;