高层建筑地基基础方案选型分析

浅谈高层建筑筏板基础的设计丁少润程少彬【文章以某工程为例，对高层建筑基础的选型和平板式筏板基础的结构设计进行介绍，并着重阐述运用上部结构、基础和地基共同作用的分析原理，对筏板基础内力进行分析的有限元法，以供参考。

】1概述建筑物采用何种基础型式，与地基土类别及土层分布情况密切相关。

工程设计中，常遇到这样的地质情况，地下室底板下的岩土层为风化残积土层、全风化岩层、强风化岩层或中风化软岩层，因此，有可能采用天然基础。

高层建筑地下室通常作为地下停车库，建筑上不允许设置过多的内墙，因而限制了箱型基础的使用；筏板基础既能充分发挥地基承载力，调整不均匀沉降，又能满足停车库的空间使用要求，因而就成为较理想的基础型式。

筏板基础主要构造型式有平板式筏板基础和梁板式筏板基础，平板式筏板基础由于施工简单，在高层建筑中得到广泛的应用。

本文以广州白云区某住宅楼的基础设计为例，拟对高层建筑基础的选型和筏板基础的设计方法进行介绍。

2基础选型2.1工程地质概况本工程设地下室1层，塔楼地上20层，采用剪力墙结构。

根据岩土工程勘察报告，场地土层分布自上而下分别为：①人工填土层，厚度0.5m~3.0m；②冲洪积土层，厚度0.60m；③可塑状残积土层，厚度1.6m~8.30m，标贯击数为8~16击；④硬塑状残积土层，厚度2.2m~12.0m，标贯击数为18~29击；⑤岩石全风化带，厚度2.40m~8.60m，标贯击数为30~46击；⑥岩石强风化带，厚度0.60m~12.0m，标贯击数为50~65击；⑦岩石中风化带，厚度1.10m~2.13m，天然单轴极限抗压强度24.55MPa~49.55MPa；⑧岩石微风化带，厚度1.0m~1.60m，天然单轴极限抗压强度43MPa~120MPa。

2.2基础结构方案选择高层建筑常用的基础结构型式为桩基础，本工程岩土工程勘察报告中建议基础型式采用预应力管桩基础或人工挖孔桩基础。

①采用预应力管桩基础，以强风化花岗岩为桩端持力层，由于场地基岩埋深相对较浅，地下室开挖后，最短有效桩长仅为2m左右，且场地局部地段在残积层中存在中风化岩孤石，对预应力管桩施工带来困难。

高层建筑筏板基础选型分析摘要：基础选型在整个建筑结构设计中占重要地位，合理的基础选型不仅可以节约造价，还能缩短工期。

本文根据实际工程案例，对不同的筏基形式进行分析，选取最为经济合理的基础。

关键词：高层建筑；基础选型；筏板一、工程概况某建筑面积约为6300m2，抗震设防烈度为6 度，设计基本地震加速度0.05g，场地类别为Ⅱ类；特征周期 Tg 为 0.35s，结构体系为框架结构，抗震等级为三级。

地下室顶板覆土为800～1400mm，±0.000相当于绝对标高+200.400，室内外高差0.50m。

塔楼为两栋小高层住宅，层高为3m。

二、工程地质根据地勘报告，结构设计地下水位较低（黄海高程为+ 197.000），场内分布有1～2m 杂填土，杂填土底下有6～8m 粉质粘土，其地基土承载力特征值为fak =200KPa（粉质粘土底下无软弱层）。

为了节约造价，采用筏板基础的基础形式，不建议采用桩基础。

根据地勘报告，设计拟采用四种不同形式的筏板基础方案：（1）方案一：采用无梁筏板方案：小高层住宅采用 1300mm厚无梁筏板，单层商业及纯地下室采用 750mm 厚无梁筏板；（2）方案二：采用梁板式筏板和无梁筏板方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用750mm 厚无梁筏板；（3）方案三：采用梁板式筏板和无梁筏板（加柱墩）方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用 350mm 厚无梁筏板（加柱墩）；（4）方案四：采用梁板式筏板和独基加防水板方案：小高层住宅采用梁板式筏板，筏板厚度为 600mm；单层商业及纯地下室采用柱下独基加防水板。

三、基础设计方案比较本项目两栋小高层住宅与地下车库在地下室底板合为一体，基础底板受力情况复杂。

由于地下水位较低，施工时可采取降水措施（地下室顶板及覆土完成后方可停止降水），且在使用期间其上部恒载总重大于水浮力，故可不考虑地下水浮力的影响。

浅谈关于高层建筑的地基基础施工设计方案研究【摘要】筑于软土地基上的高层建筑，其变形大部分来自软土地基，地基承载力不足，容易失稳，发生沉降或不均匀沉降过大，必须采取有效的工程措施进行加固处理.本文首先探讨了高层建筑地基的稳定和变形情况，论述了振冲碎石桩改善软基性能的工作机理，最后进行了施工工艺与质量控制的探讨。

【关键词】高层建筑；地基；沉降；振冲碎石桩1 高层建筑地基的稳定和变形在软土地基上修筑高层建筑，需要解决的关键问题是地基的稳定和变形。

1.1 软土地基的稳定软土地基的破坏主要是地基边坡的滑动失稳，大多数是由于施工速度过快，地基边坡太陡或地基承载力不足引起的。

若边坡太陡，且地基荷载超过地基承载力，就会产生较大的剪切变形并导致滑动破坏。

遇到这种情况，就应对地基边坡范围内的地基进行加固，提高地基的承载力和抗剪能力，以保证地基和地基的稳定。

1.2 软土地基的变形随着我国建筑事业的发展，高层建筑不仅要求地基稳定，而且对工后沉降有较高要求，特别是需要严格控制工后不均匀沉降量。

从已建软土地基上高层建筑的运行情况看，工后沉降较大。

因此，软土地基的设计重点由稳定控制转为变形控制。

同时软土的地形性质十分复杂，它与软土的种类、状态，以及外界条件有很大关系。

2 振冲碎石桩改善软基性能的工作机理软土地基采用振冲碎石桩法处理后，其工程性能大为改善：一是直接加固了松散土体，使土的密实度显著增加，强度增大，压缩性减少、抗震性能提高；二是复合地基的工作效能提高。

在松软土中构筑了刚度较软土大得多的碎石桩，组成复合地基，一起参与工作，共同承担其上的荷载。

在基础的整体变形下，通过桩、土的变形协调，大部分荷载传递给刚度大、强度高的碎石桩体，土体上的负荷大为减少，所以复合地基的工程性能明显地改善，强度增大，沉降与不均匀沉降减少，沉降期也大为缩短。

从机理上分析，碎石桩复合地基的工程性态较原软土地基大为改善的原因是加进了竖向增强体碎石桩。

高层建筑地基基础设计分析摘要：高层建筑对地基的要求更高，同时地基的影响也更为显著，会对高层建筑整体质量、安全适用性以及稳定性等方面的影响也更大。

因此做好高层建筑地基基础设计工作具有十分重要的意义，是保障高层建筑整体质量以及安全适用性的前提。

本文对高层建筑地基基础设计进行分析，并结合实际案例对设计方案进行探究，仅供大家参考。

关键词：高层建筑；地基基础；设计方案引言：随着城市化的发展以及建筑科技的进步，越来越多的高层建筑拔地而起，相应的高层建筑地基问题也越来越突出。

做好高层建筑地基基础设计工作，是保障高层建筑整体质量以及安全适用性的前提，因此要高度重视高层建筑地基基础设计工作，并积极探索更加科学的设计方式方法，保障设计方案的科学性与合理性，为高层建筑的整体质量安全奠定基础。

1高层建筑地基基础设计概述1.1重要性分析地基基础是高层建筑的根本立足点，是最先施工的部位。

地质情况复杂，在不同的地质情况影响下，使得地基基础的受力状况也十分复杂，因此要结合地质状况进行针对性设计。

另外高层建筑地基基础相对更深，工程量更大，造价成本也更高。

高层建筑地基基础设计是造价的主要影响因素，科学合理的高层建筑地基基础有助于降低工程造价，节约工程成本。

1.2主要依据在高层建筑地基基础设计过程中，一方面要以建筑本身的结构等为依据，另一方面要以岩土成分以及土质结构等为依据，还要考虑建筑物地下室层数等方面的因素。

为保障高层建筑的安全适用性，在高层建筑地基基础设计过程中还要以抗震标准为依据[1]。

高层建筑自重更大，地下室层数也不相同，因此要依据多方面内容进行科学设计。

2高层建筑地基基础设计应注意的问题2.1合理设置沉降缝沉降缝是保障高层建筑结构稳定的关键，可以更好地避免由于不均匀沉降所导致的建筑物破坏。

对于高层建筑而言，其结构差异性较大，再加之地基的土质不同，导致其不均匀沉降的发生概率相对更高，这使得沉降缝的重要性更为突出。

通过合理设置沉降缝，可以利用沉降缝把整个建筑结构划分为几个单元，同时各个单元之间也彼此独立，借此来避免不均匀沉降。

高层建筑的上层结构载荷很大,基础底面压力也很大,应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。

根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力,可以用单独柱基、交叉梁基础、筏型基础或箱型基础;当地基承载力或变形不能满足设计要求时,可以采用桩基或复合地基。

1 筏型基础筏型基础也称为板式基础,多用在上部结构荷载较大、地基承载力较低的情况。

一般有两种做法:倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式。

倒肋形楼盖的筏基,板的折算厚度较小,用料较省,刚度较好,但施工比较麻烦,模板较费。

如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用,但地基开凿施工麻烦,而且破坏了地基的连续性,扰动了地基土,会降低地基承载力;采用倒无梁楼盖式的筏基,板厚较大,用料较多,刚度也较差,但施工较为方便,且有利于地下空间的利用。

采用此种形式的筏板,应在柱下板底或板面加墩,板底加墩有利于地下空间的利用,板面加墩则施工较为方便。

因此选择施工方案的时候应考虑综合因素。

2 箱型基础当地基极软切沉降不均匀十分严重时,采用筏形基础,其刚度会显得不足,在上部结构对基础不均匀沉降敏感时尤其如此,在这种情况下采用箱型基础就较为合理。

箱型基础是由底板、顶板、外围挡土墙以及一定的内隔墙组成的单层或多层混凝土结构。

箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀;能适应局部不均匀沉降较大的地基,有效地调整基地反力。

由于地基面积较大,且埋置深度也较大,挖去了大量土方,卸除了原有的地基自重应力,地基承载力有所提高,建筑物沉降减小。

由于埋深较大,箱型基础外壁与土的摩擦力增大,增大了基础周围土体对结构的阻尼,有利于抗震。

但是箱形基础的内隔墙较多,支模等施工时间较费,工期较长;在使用上也受到隔墙太多的限制。

3 桩箱和桩筏基础在浅层地基承载力比较软弱,而坚实土层距离地面又较深的时候,采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。

这是应当考虑采用桩基础。

桩基础由两部分组成:一是桩基承台,二是桩基本身。

高层建筑结构基础考虑地基和桩基刚度分析摘要：针对高层建筑结构分析了筏式和箱形基础及地基等共同工作问题，这一问题根据受理体系采取有限单元法来研究，且结合了静力凝聚概念，将自由度一致，获取了刚度矩阵。

并且还推导了共同工作时所增加的矩阵，在此基础上构建了总体刚度方程，继而便能够获取沉降量以及借助公式获取内力以及应力。

关键词：筏式基础；箱形基础；静力凝聚；沉降量；刚度矩阵引言：高层结构基础通常选择筏式、箱形基础中的一种来支承结构，针对软基还选择桩基等一起来支承。

地基以及桩基刚度在一定程度上能够直接决定于基础内力，若可以考虑共同工作，则能够降低内力，这是优化承载潜力的关键渠道，在设置基础尺寸方面存在着较大的意义。

将基础的顶板和底板当作薄板处理，这存在着近似性，并且也未加以考虑桩基问题。

文章探讨了基础和地基等共同工作问题，且把这一问题当作整体根据受力体系采取有限单元法来研究。

分析过程中针对筏式基础板，把其剪切影响当作弹性厚板，且离散成组合体进行模拟；针对箱形隔板，假设仅受平面内力，因此离散成组合体模拟；针对箱形顶底板，因为和隔板进行衔接，除了考虑剪切影响与弯曲变形，也考量了中面变形，所以当作弹性厚壳且离散成组合体模拟；针对地基采取弹性体模型；而针对桩基则看成大弹簧，这一种模型是相对符合实际的。

根据所选择的模型，研究共同工作的空间效果，就能够借助超级微机有效处理基础内力计算。

1.箱形基础以及筏式基础（1）箱形基础。

它属于一种整体空间结构包含着较多的成分，比如顶底板以及隔墙等，适用于软基上存在较高要求的建筑。

同筏形基础进行对比，它存在较大抗弯刚度，仅可以产生差不多均匀的沉降，继而避免了由于地基变形进而出现开裂现象。

它的埋深较深，基础中空，继而让挖卸的土重有效抵偿了荷载，所以和普通实体基础进行对比，它可以极大降低基底压力，切实减小沉降量，并且还存在较强的抗震能力。

箱形基础示意图见图1。

（2）筏式基础。

它也常常被叫为片筏基础，从构造上来看和倒置楼盖类似，一般可以分成两种，也就是平板式以及梁板式，能够直接设于地基上，在承载力不大的情况下也能够设于桩上。

石灰岩地区高层建筑地基处理方案实例分析论文导读：4、粗砾砂:黄褐色，黑褐色，湿，稍密，钻孔揭露厚度２.０～4.0m，属中软土层，为强透水性地层，赋存有较丰富的地下水。

本场地地下水类型属上层滞水，潜水和岩溶裂隙水类型，均较丰富，水量大，地下水与海水具有水力联系，平均水位高于本工程地下室室内地面。

根据本场地岩土层分布的情况，桩基方案拟采用人工挖孔桩或机械钻孔桩。

3.1在有溶蚀现象的灰岩区，灰岩埋藏较深的，可结合场地周边情况考虑充分利用上层土层，作为复合地基，本工程中，经过测算，软基处理方案在工期及造价上均优于桩基方案。

关键词：地下水，岩溶，桩基方案，软基处理方案1工程概况及地质条件1.1工程概况本工程地处金州石河子，地上15层，地下一层，地下室为公用站房及停车库。

采用现浇框架剪力墙结构。

1.2场地水文地质条件本场地原始地貌单元属海蚀阶地，后经人工整平。

根据地勘报告，场地内埋藏地层有人工填土、中细砂、淤泥、粗砂、碎石、粉质粘土、含砾粉质粘土、下伏基岩为全风化石灰岩、中风化石灰岩。

论文参考。

从基础底面往下各岩土层如下：1、素填土：黑色，黄褐色，干～湿，松散，层厚1.０～3.5m。

论文参考。

2、中细砂：黄褐色，稍密，湿，层厚2.5～5.0m，属中软土层。

3、淤泥：黑褐色，湿，流塑～软塑，含有少量贝壳等海生物遗骸，具恶臭味，层厚1.5～3.5m，强度低，属软弱土层。

4、粗砾砂:黄褐色，黑褐色，湿，稍密，钻孔揭露厚度２.０～4.0m，属中软土层，为强透水性地层，赋存有较丰富的地下水。

5、碎石：黄褐色，稍湿，松散～稍密，颗粒间由中细砂充填，碎石含量50～65%，粒径5～10cm，碎石呈棱角状、次棱角状，钻孔揭露厚度5.0～8.0m，具中等强度，为强透水层，赋存有较丰富的地下水。

6、粉质粘土：褐色，湿，软塑，层厚6.０～10.0m，具高压缩性，属中软土层。

7、含砾粉质粘土：褐色，红褐色，稍湿，可塑～硬塑，层厚１.５～2.5m，具中等强度及中等压缩性。