高层建筑基础埋深的几个问题讨论.doc

1、高层建筑基础埋深的几个问题讨论摘要：随着社会经济的快速发展，高层建筑在城市建筑中所占的比例越来越大，而且有效的增加了城市空间的利用率，在城市建设中成为了不可或缺的一部分。但是，高层建筑的快速发展同时也给设计人员带来了许多新的问题。高层建筑基础是高层建筑整个体系中的重中之重，尤其是高层建筑基础埋深的问题最为凸显。本文就针对高层建筑基础埋深的几个问题进行分析，同时也提出了相应的解决对策。 关键词：高层建筑； 基础设计； 基础选型； 分析方法 中图分类号： TU208 文献标识码：A 高层建筑基础埋深的概述 所谓的基础埋深是指从基础底面至室外设计地坪的垂直距离。一般情况下，室外设计地坪分为自然地坪和

2、设计地坪。自然地坪指施工地段的现在地坪，而设计地坪指按设计要求工程竣工后室外场地经整平的地坪。埋深大于等于 5 米或埋深大于等于基础宽度的 4 倍的基础称为深基础；埋深在 0.5 米5 米之间或埋深小于基础宽度的 4 倍的基础称为浅基础。基础埋深不得浅于 0.5 米。而高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，在设计时，应将高层建筑上部结构，基础与地基协同考虑，选择合理的基础形式。基础属于隐蔽工程，是建筑物的根本、基础的设计和质量直接关系着建筑物的安危。大量实例表明，建筑物发生事故，很多与基础问题有关。另外，基础工程费用与建筑物总造价的比例，视其复杂程度和设计、施工的合理

3、与否，可以变动百分之几到百分之几十之间。因此基础工程在整个建筑工程中的重要性是显而易见的。 2、高层建筑基础埋深的常见问题 2.1、基础的选型问题 基础结构的形式很多。设计时应选择能适应上部结构使用、满足地基基础设计两项基本要求以及技术上合理的基础结构方案。作为整体结构之一的基础，其不可替代的功能决定了基础设计除需满足强度和上部结构的其他要求之外，还应满足上部结构对基础结构的强度、刚度和耐久性要求。合理选择基础形式是结构设计很重要的阶段，天然地基上的筏形基础比较经济，宜优先采用，另外依据地质勘察情况还可采用箱基、桩基或采取复合地基形式。 2.2、结构嵌固端的选取问题 高层建筑在进行结构计算之前

4、，要确定结构嵌固端的位置，正确选取其结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响结构产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性。而嵌固端的选择是伴随着高层建筑的出现而产生的，目前我国现行规范所指的高层结构地下室嵌固是指强度嵌固而非力学嵌固。力学嵌固是指完全刚性的固定，嵌固点以下刚度无穷大，嵌固点无平动、转动，实现了完全的约束，即所谓的固结。强度嵌固是指地下室结构以及室外回填土的刚度达到限制结构水平移动的能力，且柱的塑性铰出现在地上一层的下端，而不是出现在梁柱节点两侧的梁上，即强梁弱柱。而带有地下室的建筑结构的一个重要特点是上部结构与地下

5、室具有共同的位移场，相互协调变形，而且地下室外的回填土对结构具有一定的约束作用。这种约束作用主要表现在对地下室水平位移的约束，而对竖向位移和竖向转动的约束作用十分有限，一般可以忽略不计。而对于带较大面积地下室而上部高楼的情况，如何分析地下室受力状况，如何确定对主体结构抗侧移有较大贡献的抗侧力构件范围有重要意义。 2.3、基础埋置的深度问题 高层建筑混凝土结构技术规程对高层建筑的基础埋深有如下要求:“天然地基或复合地基基础，可取房屋高度的 1/15，桩基础可取房屋高度的 1/18”，但这一量化要求仅反映了房屋总高度 H 对基础埋深的影响。通过结构设计计算分析，发现基础埋深除了与房屋总高度 H 有

6、关外，还与高宽比 H/B、抗震设防烈度、建筑物的用途、有无地下设施、基础型式和构造、工程地质和水文地质条件、相邻建筑物的基础埋深、工程造价及施工方法和条件等因素有关。因此，在满足建筑物使用功能及地基稳定和变形要求的前提下，基础埋深宜浅埋，并尽量放在地下水位以上，以便于基础施工，并合理降低工程造价。在确定基础埋深时，要根据众多影响因素，综合考虑多种基础选型与基坑开挖工程量、支护系统规模和降水、施工技术要求等方面的对比方案，从综合经济分析和施工难易程度上合理确定基础选型及埋深。 高层建筑基础埋深的常见问题解决对策 3.1、基础选型的问题措施 基础是否发生倾斜是高层建筑是否安全的关键因素。高层建筑由

7、于质心高、荷载大，对基础底面一般难免有偏心，故在沉降过程中，建筑物总重量对基础底面形心将产生新的倾覆力矩增量，而此倾覆力矩增量又产生新的倾斜增量，倾斜可能随之增长，直至地基变形稳定为止。因此，为减少基础产生倾斜，应尽量使结构竖向荷载重心与基础平面形心相重合，当偏心难以避免时，应对其偏心距加以限制。而本文主要研究的是关于洛阳周边大面积地下室的高层建筑的基础埋深问题，不仅要注重上述的基础选型问题，还要注重带地下室高层建筑基础深埋问题，因此，地下室在具有足够的刚度、承载力和整体性的条件下，可作为基础结构的一部分。高层建筑基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性的要求。位于岩石地基上的高层建筑，其

8、埋深应满足抗滑的要求。本人建议同一结构单元应全部设置地下室，并应当有相同的埋深。基础的埋置深度为建筑物室外地面至基础底面的距离，可按以下要求进行估算：首先一般天然地基，不宜小于建筑物的高度的 1/15，并大于 3 m；第二岩石地基可不考虑埋深的要求，但应验算倾覆和滑移；第三桩基础不宜小于建筑物高度的 1/18。在城市居住密集的地方往往新旧建筑物紧靠在一起。为保证施工期间相邻原有建筑物的稳定，通常新建高层的埋深不宜大于原有建筑的基础。当新基础埋深大于原有建筑基础时，应根据建筑荷载大小、基础形式和土质情况使基础间保持一定的距离。 3.2、结构嵌固端的选取问题措施 高层建筑的嵌固端通常是选择在地面标

9、高处，但地面标高要真正成为结构嵌固端是有条件的。对于设有地下室的，首先地下室顶板标高与室外地坪高差不能太大，如半地下室，其侧壁没有良好的侧限，则首层楼面不能成为结构嵌固端，我们认为室内外高差一般不大于 500mm 才能考虑。地下室顶板应为梁板体系（不能设计成无梁楼盖） ，且该层楼面不得留有大孔洞，楼面框架梁的抗弯刚度要足够大，楼板也要有相当的厚度。其次，建筑抗震设计规范有规定，地下室作为上部结构的嵌固部位时，位于地下室顶板的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上、下柱端实际受弯承载力之和。对于高层建筑来说，由于首层处的柱截面一般远大于框架梁截面，故即使有意增大框架梁截面并增加抗弯钢筋

10、用量， 建筑抗震设计规范要求也很难满足，所以说真正意义的高层建筑则完全排除了地下室作为上部结构的嵌固部位的可能性。只有小高层在满足上述所有条件时才有可能。 3.3、合理确定基础埋置深度的技术措施 影响基础埋置深度的因素很多，但就每项工程而言，起决定作用的往往是其中一二种因素，设计时要综合考虑，抓住主要因素确定合理的技术措施。本文就对于高层建筑筏形和箱形基础，在确定埋置深度时应满足地基承载力、变形和稳定性的要求进行说明。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的筏形和箱形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的 1/181/20。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应按抗滑计算确定。 4、结束语 高层建筑地下室的结构设计综合性很强，涉及到的内容繁多而复杂，有些问题至今尚未得到很好的解决，如地基与基础的相互作用、上部结构刚度对地基基础的影响等等。设计时应正确地把握结构模型进行分析计算，并采取适用的构造措施，力争做到技术与经济同步，安全与适用协调。 参考文献： 1陆向军.带非周边约束地下室高层建筑嵌固端选择分析J.科技致富向导,2012,11:287. 2刘冬柏,王璇.高层建筑基础埋深的几个问题讨论J.中外建筑,2010,04:40-42. 3李新发.高层建筑结构嵌固端技术分析J.科技致富向导,2012,27:344.