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摘要：现阶段，我国建筑行业有了突飞猛进的发展，与此同时，土地资源面积占有量越来越多，各种类型高楼大厦拔地而起。对于每一个高层建筑来说，地基基础的设计都是非常重要的一个部分。从高层建筑的功能角度和结构要求出发，很多高层建筑都带有地下室，利用土体的侧压力来防止水平荷载作用下结构的倾斜和。每一个建筑最重要的都是建筑的稳定性和安全性，而想要做好这俩个部分的前提就是做好地基基础设计。本篇文章主要针对高层建筑地基基础设计进行简单的探讨与分析。
关键词：高层建筑；地基基础；设计
引言
地基基础是整个建筑的基础，是建筑质量的一个决定性因素。进行建筑地基基础设计时，应结合当地的地质情况和工程目标确定建筑地基基础的最优设计，为保值建筑物的质量打下坚实的基础。与此同时，要采用科学的施工技术，通过设计与施工的密切配合，强化基坑的稳定性，保证后期施工的顺利开展。
1高层建筑地基基础设计的重要性
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作用，设计时应将上部结构、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。建筑物的事故很多与基础问题有关，且一旦发生事故，不易补救。此外，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、施工的合理与否，从百分之几到百分之几十之间。可见基础工程的重要性是显而易见的。根据有关资料统计，一般地基基础及地下室的造价占整个土建造价的5%～6%之间，对埋置较深，地质情况复杂，需要特殊处理的地基基础，其造价更可达10%以上。所以，设计过程中通过对不同基础形式方案的比较，择优而用，降低造价可以产生较好的经济效益。
2高层建筑地基基础设计应注意的问题
2.1地基土与结构的问题
高层建筑与地基的共同作用是指将地基、基础、高层建筑看作一个整体，满足3部分接触部位的变形协调情况。高层建筑地基基础设计中，应根据上部结构对变形的敏感程度以及地基土的力学性质来选择适宜的基础形式，保证上部结构具有足够的安全性和适用性。
2.2沉降缝问题
在基础设计的过程中，常常会出现一些沉降缝问题，这些问题会导致建筑体的开裂，给建筑体的安全使用带来了巨大的威胁，造成沉降缝出现的原因包括有土质基础不稳定、相邻部分的荷载过大、高度和结构形式不合理等。当沉降缝问题出现时，通常情况下会采用垂直缝处理法来进行治理，通过垂直缝处理法能够将建筑物分割成多个建设单元，这样就能够在一定程度上避免建筑体的错位与开裂。由于高层建筑的建筑体结构本身就需要承载巨大的建筑压力，所以高层建筑的地基建设就变得非常复杂，沉降缝的存在会影响地下室在土壤中的嵌固作用，会给建筑体结构带来额外的负担，从而使建筑体结构的稳定性和安全性受到威胁。所以在高层建筑基础设计的过程中，就应该充分考虑到这些可能出现的问题，在基础设计时尽力采取能够避免这些影响因素产生的施工方案。
2.3桩端进入持力层的问题
要解决桩端持力层的问题，应考虑以下几方面：（1）桩端持力层可以选择岩层或较硬的土层，而桩端进入持力层的深度有一定要求；（2）当施工现场存在液化土层时，桩身要进入稳定土层（液化层以下），其深度要求需要通过计算确定；（3）当施工现场存在季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入稳定土层的深度应通过抗拔稳定性的验算。
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3高层建筑地基基础设计策略
3.1高层框架结构基础设计
对于高层建筑结构而言，随着建筑层数的增加，基础设计的荷载也会增加。基础产生沉降的原因是由于竖向荷载产生的，但是由于柱的上部结构具有一定的刚度，边柱会产生较小的沉降，如果内柱的沉降程度较大，就会在拉伸作用下产生卸载现象。在对高层建筑框架结构基础进行设计时，基础设计要偏柔，不宜过刚，但是如果地基土属于高压缩性土壤时，则需要采用比较刚性的基础，如果在建设的过程中采用桩基础的话，则需要采用变刚度布桩的方式来对地基以及桩基的竖向支撑力刚度进行调整，使差异沉降减到最小，从而减小基础的内力，提高建筑结构的稳定性。
3.2沉降缝设计
高层建筑工程施工过程中一定要重视沉降缝设计应用问题，否则建筑物容易产生不均匀沉降及至墙体裂开后果，直接造成重大安全问题。国内现在普遍建设的建筑物多以高层建筑为主，建筑物因楼层数量不同会产生不同的沉降状况。相关建筑施工单位及设计人员，一定要在建筑设计中设置沉降缝，才能有效解决沉降状况，避免建筑物的后期墙体裂开现象，保障人民群众生命财产安全。但是，很多建筑物实际施工中却不适合应用沉降缝。沉降缝不仅不能有效提高建筑物安全性能，对于后期建筑物维护也造成困扰。所以，在建筑物实际施工中，多数设计人员都会选择应用沉降后浇带办法，减少地基基础间差异沉降产生，降低建筑地基基础与上层建筑物间影响。随后把裙房及基础设计部分暂时分开施工，待建筑主体施工完毕后，建筑物沉降总量已经产生一半以上，再应用高一级混凝土浇筑连接部位，将建筑物的高低层连接为一个整体。
3.3高层建筑内力分析
在高层建筑结构设计过程中，对建筑内力进行分析是重点内容，而在对内力进行分析时，应该尽可能考虑基础结构和地基土的共同作用。内力在高层建筑的基础结构、上部结构、地基三者之间是共同存在的，当然在实际结构设计中，可能无法对建筑体结构的方方面面进行详细的内力分析，但是在地基模型的选择时要提高重视。例如，在大面积的基础上设计高层建筑的建设方案时，就需要对基础内部的受力情况进行详细的分析，要对基础的反力进行准确计算。
3.4地基基础加固设计
地基基础设计中加固方法涵括有：换填土施工、排水挤密加固方法以及加紧加固法等。当设计图纸无法满足建筑物承载力需求时，可以依照正确置换方法实行规范操作，将地基基础周遭涵括的土质用换填土置换。而排水挤密加固则是软土地基含水量较高状况下，利用排水和吸水操作方法，提升土体密度、强度，最终达到建筑物土体加固及有效提升地基承载力的建筑实效。此外，人填土路堤的设计中采用加筋加固法，利用合成型材料或碎石桩来对建筑物边坡进行加固。
结语
综上所述，地基工程作为建筑工程的基础部分是工程的重中之重，其施工阶段合理运行，对建筑工程有着决定性的影响。因此在施工过程中必须对地基部分采取有效的措施，保证地基的稳定性，也要不断的提高我们施工人员的职业素养，如果在施工中发现任何问题应该深入剖析，针对问题找到最佳的解决方案，根据实际情况运用合理的处理方法，来实现固化土壤的目的，从而进一步促进我们国家高层建筑的良性发展。
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论文作者:孙家亮,李志伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年4期
论文发表时间:2019/6/17
标签：高层建筑论文; 基础论文; 建筑物论文; 地基论文; 建筑论文; 地基基础论文; 结构论文; 《建筑学研究前沿》2019年4期论文;