高层建筑基础

高层建筑基础高层建筑的基础是整个结构的重要组成部分，关系到整个结构的安全与经济。高层建筑的基础必须具有足够的刚度和稳定性，能对上部结构构成可靠的嵌固作用，避免不均匀沉降，防止在偶然荷载作用下建筑物发生倾覆或滑移。基础底面积的形心，应与上部结构永久荷载的合力中心相重合。基础形式高层建筑的基础类型有筏型基础和箱型基础。一般情况下，筏板基础和箱型基础下均布置桩，也称为桩基础。钢筋混凝土筏形基础筏型基础是指用平板或梁板作为建筑物的基础底板，承受框架柱、剪力墙或支撑传递下来的轴力、剪力和弯矩，通过自身平面内和平面外的刚度协调上部建筑传递的内力和变形，并将其传递至桩基础。筏形基础根据其平面特征分为平板式筏形基础和肋梁式筏形基础。肋梁的作用是有效加强筏板的抗弯、抗剪和抗冲切能力，当竖向构件（框架柱、剪力墙或支撑）传递到筏板的内力较小时，可以采用平板式筏形基础，其特点是建筑空间使用灵活、施工便捷。一般情况下，当高层建筑地下需布置商场、车库时，由于大空间的需要，则采用平板式筏形基础或下肋梁式筏形基础。箱形基础箱型基础是指利用地下室剪力墙和基础筏板形成箱体，承受框架柱、剪力墙或支撑传递下来的轴力、剪力和弯矩，通过箱体的刚度协调上部建筑传递的内力和变形，并将其传递至桩基础。与筏形基础相比，箱型基础的空间刚度更大。需要指出的是，并不是有几道剪力墙落地，或者有基础外围地下连续墙围合就是箱型基础。箱型基础要求围合的剪力墙截面面积不小于被围合的基础底板面积的1/10。由此可见，对于车库、商场或有大空间要求的地下室，因其落地剪力墙的面积难以达到箱型基础的要求，一般都是筏形基础，如图2-12所示。当上部结构荷载较大，对基础空间刚度要求高，筏形基础难以满足其刚度和承载力要求时，可采用箱型基础。一般情况下，箱型基础的地下空间常用于设备房或管理用房。frrflfflffla） b）图2-12筏板基础与箱型基础结构剖面示意图a）筏板基础示意图b）箱型基础示意图3.桩基高层建筑由于楼层高，单位面积竖向荷载力大，水平荷载对建筑物的剪力和弯矩大，因此一般采用桩基础，利用桩的植入，将上部结构的竖向力传递至深层地基。筏形基础和箱型基础起到承上启下的作用，将柱、剪力墙或支撑的荷载转换后传递至桩基础。桩位的布置与基础底板的设计密切相关，可以布置成柱（墙）下桩基础和板下桩基础。根据不同的受力方式，桩可分为端承桩和摩擦桩。端承桩是指桩的反力来源于桩端土体的法向承载力，由桩端头的截面面积和土体的强度决定，不考虑桩侧面积与土体产生的摩擦力。摩擦桩是指当桩端土体软弱、强度低时，桩的承载力仅有桩侧与土体之间的摩擦反力得到，不考虑桩端的承载力。实际工程中的桩受到桩端承载力和桩侧摩擦力的共同作用，在设计中可根据设计规范按一定的方法选用。桩基础具有承载力可靠、沉降小的优点，已广泛应用于高层建筑结构的地基与基础设计，特别是该部分基土和可能液化的地基条件。当为端承桩时，桩身穿过软弱土层或可液化土层支承载坚实可靠的土层上；当为摩擦桩时，桩身可穿过可液化土层，深入非液化土层内。基础埋深高层建筑宜设地下室，抗震设防建筑的高层结构部分，基础埋深宜一致，不宜采用局部地下室。为防止建筑物在地震和风荷载作用下产生侧移和倾覆，高层建筑的基础应有一定的埋置深度，埋置深度可从室外地坪算至基础底面（见图2-

13）。在确定埋置深度时，应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素。一般情况下，基础埋深不宜小于表2-1中的数值。图2-13高层结构基础埋深表2-1基础埋深基础结构形式钢筋混凝土结构钢结构天然地基H/12H/15桩基H/15H/18注：H为室外地坪至屋顶檐口的高度。当采用天然地基或复合地基时，埋置深度可取房屋高度的1/15；当采用桩基础时，埋置深度可取房屋高度的1/18（桩长不计在内）；当建筑物采用岩石地基或采用有效措施时，在满足地基承载力、稳定性及基础底面与地基之间零应力区面积不超过限值的前提下，基础埋置深度可不受上述条件的限制。因此，当主楼与裙房用沉降缝分开时，主楼基础的有效埋深只能从裙房地下室底板标高起计，这时，如果主楼、裙房基础标高相同，则主楼的有效标高为零，地震时则将无侧限，相当危险。因此，当主楼、裙房间设沉降缝后，宜将主楼基础