高層建筑基礎(chǔ)工程.doc

高層建筑基礎(chǔ)施工分析摘要：高層建筑已經(jīng)越來越普遍，由于高層建筑高度大，從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度考慮其基礎(chǔ)必須有一定的埋深，因此施工難度大。高層建筑的基礎(chǔ)通常采用筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)及樁基等，尤以樁基（或樁基加箱基）為多。高層建筑一般情況設(shè)有地下室，所以妥善解決高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫度縫的問題是高層建筑施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來隨著城市化的快速發(fā)展, 各城市的地上、地下交通網(wǎng)絡(luò)也日趨完善, 特別是地鐵軌道線, 它在城市的地下發(fā)展迅速, 縱橫交錯, 不斷向四周區(qū)域延伸, 構(gòu)成了快捷、便利的交通網(wǎng)絡(luò)線, 但同時也帶來了地鐵口上蓋物業(yè)新建高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的復(fù)雜性。本文主要對高層建筑基礎(chǔ)施工加以介紹。關(guān)鍵字：高層建筑基礎(chǔ)；施工；樁基礎(chǔ)；地下室；地下網(wǎng)絡(luò)交通在城市建設(shè)中，由于人口密集而土地有限，人們便向空中及地下發(fā)展，建造了大量高層建筑，以獲得更大的活動空間；高層建筑的施工主要包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工與主體結(jié)構(gòu)施工兩個方面，當(dāng)然還包括裝飾工程施工。高層建筑的施工具有“高”、“深”的特點，即上部結(jié)構(gòu)施工高度大、基礎(chǔ)施工的深度大，由此也帶來施工難度大的特點。高層建筑的基礎(chǔ)常采用筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)及樁基等，尤以樁基（或樁基加箱基）為多。樁基礎(chǔ)適用于建造在軟弱地基上的高層或上部荷載很大的建筑。同時，高層建筑通常均設(shè)有地下室，故在施工前需先進行基坑支護，以保證土方開挖及地下室結(jié)構(gòu)施工的順利進展。1 高層建筑基礎(chǔ)類型高層建筑的上部結(jié)構(gòu)荷載很大, 基礎(chǔ)底面壓力也很大, 一般的獨立基礎(chǔ)己不能滿足承載力的技術(shù)要求,因此,應(yīng)采用特殊形式的基礎(chǔ),其常用的有如下幾種類型。1 1 交梁式條形基礎(chǔ)當(dāng)高層建筑上部的柱子傳來的荷載較大而單獨基礎(chǔ)或柱下條形基礎(chǔ)均不能滿足地基承載力要求時,可在柱網(wǎng)下縱橫兩向設(shè)置鋼筋混凝土條形基礎(chǔ), 這樣就形成了交梁式基礎(chǔ)(也成十字交叉條形基礎(chǔ))。這種結(jié)構(gòu)的形式比單獨基礎(chǔ)的整體剛度好, 有利于荷載分布。1 2 筏板基礎(chǔ)若上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載很大, 上述交梁基礎(chǔ)還不能夠提供足夠的底面積時, 可將條形基礎(chǔ)的底面積擴大為整板基礎(chǔ), 簡稱筏板基礎(chǔ)。采用筏板基礎(chǔ)不僅能使地基土單位面積的壓力減小而且提高了地基土的承載能力,增強了基礎(chǔ)的整體性,并可以減少高層建筑的不均勻沉降。所以,采用筏板基礎(chǔ)能使地基土的承載力隨著基礎(chǔ)深度和寬度的增加而增大, 而基礎(chǔ)的沉降隨著基礎(chǔ)埋深的增大而減少。1 3 箱形基礎(chǔ)當(dāng)高層建筑的上部結(jié)構(gòu)荷載較大, 底層墻柱間距過大,地基承載能力相對較低,采用筏板基礎(chǔ)不能滿足要求時, 可采用箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土底板、頂板和縱橫交錯的隔墻組成的一個空間的整體結(jié)構(gòu),這樣基礎(chǔ)自身剛度很大,可以減少高層建筑的不均勻沉降, 同時還可利用被作為地下室。例如：箱式倒拱板基礎(chǔ)工程實踐：華家飯店是一幢十層樓框架結(jié)構(gòu)的旅館建筑, 在使用上需要設(shè)置地下室, 而土質(zhì)在地面下米以內(nèi)很差, 因此它的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)就設(shè)計為一個由地下4米深的空間箱體結(jié)構(gòu), 其中每個開間都有四個4米高的鋼筋鹼墻板作為周邊的箱體壁板空問的分隔板, 箱體的頂部有底層的樓板與壁板整體相連, 而箱體的底板則采用了新型的倒拱板結(jié)構(gòu)形式, 這樣,4米深的地下室間就構(gòu)成一個箱式倒拱板基礎(chǔ)。1 4 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)是高層建筑常用的基礎(chǔ)形式,具有承載能力大, 能抵御復(fù)雜荷載以及能良好地適應(yīng)各種地質(zhì)條件的優(yōu)點, 尤其是對于軟弱地基土上的高層建筑, 樁基礎(chǔ)是最理想的基礎(chǔ)形式之一。一般樁基礎(chǔ)可選用預(yù)制鋼筋混凝土樁、灌注樁和鋼管樁等。具體選擇時應(yīng)結(jié)合地基土的土質(zhì)情況、上部結(jié)構(gòu)類型、荷載的大小、施工單位的打樁設(shè)備和技術(shù)條件、單樁設(shè)計承載能力、建筑場地的環(huán)境等因素,通過技術(shù)經(jīng)濟綜合分析后決定。常用的樁基礎(chǔ)支撐型式按樁的傳力及作用性質(zhì)可分為端承樁、摩擦樁基礎(chǔ)。端承樁主要靠樁的支承力起作用,而摩擦樁主要靠樁與土的摩擦力來支承。上述幾種基礎(chǔ)型式是高層建筑設(shè)計中所采用的幾種典型的基礎(chǔ)型式。隨著高層建筑的發(fā)展,目前在設(shè)計中已不僅僅采用上述的單一基礎(chǔ)型式,而是采用多種基礎(chǔ)的混合型式,如樁筏基礎(chǔ),樁箱基礎(chǔ)等等。且這些基礎(chǔ)的采用均取得了較好的技術(shù)成果。2 高層建筑樁基礎(chǔ)的混合結(jié)構(gòu)型式歸納起來主要有下述幾種2 1 樁一柱基礎(chǔ)樁柱基礎(chǔ)即在獨立樁基礎(chǔ),可以是單根樁,亦可以由幾根樁聯(lián)合組成。為了加強基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性,特別是提高其抵御水平荷載的能力,在各個樁-柱基礎(chǔ)之間通常設(shè)置拉梁相互連接,或?qū)⒌叵率业装暹m當(dāng)加強。樁柱基礎(chǔ)是框架結(jié)構(gòu)或含有部分框架結(jié)構(gòu)(例如框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)等)的高層建筑的一種造價較低的基礎(chǔ)型式,有較嚴格的適用條件。單樁的柱基一般只適應(yīng)于端承樁,群樁的柱基多用于摩擦樁的情況。2 2 樁一梁基礎(chǔ)樁梁基礎(chǔ)指框架柱荷載通過基礎(chǔ)梁(或承臺梁)傳遞給樁這種型式的樁基礎(chǔ)。沿網(wǎng)軸線布置一排或多排樁, 樁頂用剛度很大的基礎(chǔ)梁相連, 以便將柱網(wǎng)荷載較均勻地分配給每根樁, 它比僅靠拉梁相連的樁一柱基礎(chǔ)具有較高的整體剛度和穩(wěn)定性,在一定程度上具有調(diào)整不均勻沉降的能力。一般說來,樁梁基礎(chǔ)主要適用于端承樁的情況。2 3 樁墻基礎(chǔ)樁墻基礎(chǔ)系指剪力墻或?qū)嵏雇脖谙碌膯闻艠痘蚨嗯艠痘A(chǔ)。剪力墻可看作特殊的深度,以其巨大的剛度足以把荷載較均勻地傳給各支承樁,無需再設(shè)置基礎(chǔ)梁。2 4 樁一筏基礎(chǔ)當(dāng)受地質(zhì)或施工條件限制, 單樁的承載力不高,而不得不滿堂布樁或局部滿堂布樁才足以支承建筑荷載時,常通過整塊鋼筋混凝土板把柱、墻(筒)集中荷載分配給樁。沿襲淺基礎(chǔ)的分類習(xí)慣將此板稱為筏,故這類基礎(chǔ)為樁一筏基礎(chǔ)。筏可做成梁板式或平板式。2 5 樁一箱基礎(chǔ)樁箱基礎(chǔ)系由底板、頂板、外墻和若干縱墻內(nèi)隔墻構(gòu)成的空箱結(jié)構(gòu)把上部荷載分配給樁,由于其剛度很大,具有調(diào)整各樁受力和沉降的良好性能, 因此在軟弱地基土上建造高層建筑時較多采用基礎(chǔ)型式。它適用于包括框架結(jié)構(gòu)在內(nèi)的任何結(jié)構(gòu)型式。采用樁箱基礎(chǔ)的框剪結(jié)構(gòu)高層建筑可達百米以上的高度。樁基礎(chǔ)目前是我國高層建筑的主要基礎(chǔ)類型，當(dāng)建筑物場地上部的土層比較軟弱時，采用普通的擴大基礎(chǔ)，則地基的強度、穩(wěn)定性和變形將均不能滿足建筑物的要求，這時往往采用樁基礎(chǔ)。在地基中沉入多根樁，把上部的荷載傳入深層土中或傳入巖層，這個方法在我國得到廣泛應(yīng)用。高層建筑一般情況設(shè)地下室，所以妥善解決高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土施工溫度縫的問題是高層建筑施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地下室工程a,地下室墻體、暗柱、梁和樓板分層綁扎鋼筋。b,按照規(guī)范規(guī)定分層支模板。c,混凝土強度等級為C45，抗?jié)B等級S8，屬于典型的大體積混凝土施工。d, 地下室工程施工分為四段，地下2層墻體，地下2層樓板，地下1層墻體，地下1層樓板。設(shè)計要求基礎(chǔ)底板、承臺及地下室側(cè)壁-3.9 m 以下（止水帶處） 的混凝土必須一次連續(xù)澆注成形，不留施工縫（后澆帶設(shè)在DN1-4 # 樓與DN1-5# 樓之間），以保證底板的整體性、剛度要求和側(cè)壁的防水要求。在高層建筑基礎(chǔ)地板大體積混凝土施工過程中，通過選定適宜的混凝土原材料及其配合比、進行準(zhǔn)確的熱工計算、嚴格控制混凝土澆注與振搗、對混凝土及時進行測溫、保溫和養(yǎng)護等系列措施，可以滿足高層建筑基礎(chǔ)地板設(shè)計的要求。但是由于地鐵隧道的建設(shè)、地鐵及公交車站臺的設(shè)置, 整個高層建筑可能不能設(shè)置地下室, 只能采用基礎(chǔ)淺埋; 而且因地鐵換乘公交線路及站臺的空間要求, 所有高層建筑的柱距、墻距都比較大, 導(dǎo)致整個建筑的基礎(chǔ)剛度偏弱, 難以滿足高層建筑基礎(chǔ)部分下端嵌固的要求, 而且整個建筑的基礎(chǔ)受力也比較復(fù)雜, 要同時考慮豎向荷載和水平荷載的作用。規(guī)范建設(shè)對于多高層建筑宜設(shè)置地下室以減少地基的附加壓力和沉降量, 也有利于滿足天然地基的承載力和上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性; 同時基礎(chǔ)要有一定的埋置深度, 除了滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求外, 對于減少建筑物的整體傾斜, 防止傾覆、滑移, 都將發(fā)揮一定的作用, 尤其對結(jié)構(gòu)的抗震有利，且與結(jié)構(gòu)的動力特性關(guān)系密切。然后，我們要通過對地鐵上蓋物業(yè)高層建筑基礎(chǔ)淺埋的整體傾覆分析、基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)分析、水平荷載作用下的樁基設(shè)計、大震彈性反應(yīng)譜作用下的樁基驗算, 針對性采取技術(shù)構(gòu)造措施: 加強基礎(chǔ)底板、增加地梁、增加建筑基底寬度、增加樁的抗拔鋼筋, 并從結(jié)構(gòu)的整體布置上加以調(diào)控, 確保位移比、周期、剛重比、剪重比、側(cè)向剛度比等滿足規(guī)范要求, 并從嚴控制, 從而保證了結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)在水平荷載、豎向荷載的作用下, 能夠完全滿足承載力的使用要求及正常使用極限狀態(tài)下的變形要求、和穩(wěn)定性要求。最后，良好的完成高層建筑基礎(chǔ)工程的施工, 會為工程以后的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)，只有這樣，才會有好的建設(shè)。因此堅實的基礎(chǔ)對整個工程尤為重要。 參考文獻1高層建筑基礎(chǔ)應(yīng)用研究吳志勇 科技創(chuàng)新導(dǎo)報2009年第20期2高層建筑樁基礎(chǔ)施工分析李常 科技信息2009年第35期3高層建筑樁