高层建筑基础设计的优化策略分析

高层建筑基础设计的优化策略分析

周炜荣

广东广龙建筑设计有限公司广东东莞523000

[摘要]高层建筑，一直都是逐渐成为城市的标志性建筑，能够充分体现出一个城市社会经济发展的全貌。伴随人们对现代高层建筑整体建造质量及基础设计部分要求的逐渐提高，以至于社会各界对于高层建筑的基础设计要求及标准逐步提升，关注度也明显增加。鉴于此，本文主要针对高层建筑的基础设计部分优化策略进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

[关键词]高层建筑；基础设计；优化策略；

前言：

基础设计，属于高层建筑整体结构设计当中关键内容，直接关系着高层建筑总体建造品质。对此，需得到广大设计者的充分重视，结合实践经验，总结分析出高层建筑的基础设计部分优化策略，以确保今后能够更好地开展高层建筑的基础设计优化实践工作，充分满足于现代高层建筑各项设计标准及要求。

1、优化策略

1.1合理选择基础方案

针对建筑结构来说，合理选择与布置基础部分往往至关重要。相同场地当中，极有可能会出现不同基础方案可供设计者择选。实际所择选基础形式往往直接关系着后期施工操作难度系数及总体建设成本等。故而，实际选择期间务必要做到综合性、多角度的分析，并与实际情况相结合，择选最佳基础形式。择选前期，需针对施工建设现场岩土状况实施采样操作，掌握最全面的资料。充分考虑施工现场地质环境与地下水实际状况、抗压力及岩层物理性质等。选择基础布局及形式期间，需将建筑物上层结构与基础部分结合在一起，应当考虑到两者可能会产生的各种作用情况，以提前防范两者作用之下所产生的各种问题状况并予以高效处理。

1.2计算分析基础结构

计算分析基础结构期间，计算机属于重要的辅助性工具，重要作用不容忽视。设计者可借助计算机信息系统软件开展设计及数据计算分析工作，不但省事且还省力，可确保工作效率显著提升。但是，实际计算分析基础结构期间，也难免会有一些问题状况出现，对此需广大设计者实际开展计算分析基础结构工作期间充分考虑到下列因素：①提高计算分析的精准度，广大设计者在开展基础结构的计算分析工作期间，应当时刻保持着严谨的工作态度，切勿因人为疏忽而造成计算偏差情况出现，切实地保证计算精度；②善于运用各项计算机信息化技术。广大设计者在计算分析基础结构期间，应当善于运用各项计算机系统软件程序，科学构建计算模型，以尽量缩小偏差，进一步提升基础结构实际计算的精准度。

1.3注重材料实际利用率的提升

高层建筑的基础设计部分优化策略当中，注重材料实际利用率的提升属于重要的一项策略或者手段。如钢混属于高层建筑主要结构部分，若柱主要是以受压为主，则应在充分考虑到材料自身受压性为基础上进行材料择选，并在保证质量的基础上尽可能地将材料实际用量减少，以实现材料实际利用率的有效提升。要确保钢筋与砼强度相互匹配，以促进材料各项性能的有效发挥，处于正常范围为缩减材料用量，节约总体建设成本。

2、应用案例

2.1工况

以某高层建筑作为此次研究案例，结构体系属于部分框支的剪力墙式结构，在性质上属于A级高度钢混建筑。该高层建筑物总体上主要包含着地上与地下两个部分，地上共为26层，地下为2层。地下部分，一层为人防的地下室与设备用房，另外一层为车库。地上部分，最下两层为商业层，由于实际的功能需求该高层建筑项目有着大跨柱距的设计，属于塔式的住宅。该高层建筑物总面积约为4800㎡，总建筑高度约为78.5m。该场地土为2类，丙类抗震等级，六度抗震烈度。

2.2优化方案

该高层建筑项目采用钻孔的灌注桩，桩径设计成0.6m，桩的长度约为18m。桩端的持力层选用具备较强耐受力及坚固性风化的闪长岩。结合实际性需求选用满堂布桩形式，桩的总数设定为862棵，其单桩的承载力实际特征值为1800KN。结合实际需求，选用了桩筏基础，所用筏板厚度为1.8m，上/下皮的钢筋网应满足于Φ25@150的受力标准，板厚中部的钢筋网应满足于双向双排Φ12@300的受力标准。

优化设计期间，为在保证基础稳固性、安全性的同时，控制总体造价，把原有的基础更改成桩承台的基础。如此一来，实际所需桩的数量会大幅度减少。把单桩的承载力当成主要的考虑标准，修提高单桩的承载力，可通过改变持力层、增大直径、桩身加长等设计手段来实现，还可在总体工艺上下功夫。如改变成桩的工艺或桩型等，经多次对比研究、试算与调研之后，决定在提高单桩的承载力基础上，采用钻孔式灌注桩的后压浆该项技术手段。该项技术手段最适宜应用在高层建筑当中，研发该项技术手段主要是以攻破实际使用钻孔式灌注桩中所存在的各种缺陷问题，两者相关的弱点可归结为：①桩端往往沉积着大量的泥沙很难清除掉，以至于沉积量处于超标状态；②桩身砼需水下实施浇注，因加装护壁该项措施，导致桩侧的阻力相对较弱。而后压浆该项技术手段，可以把导管预埋在桩身，受砼作用之下，水泥砂浆能够沿导管逐渐流向至桩端位置，桩端虚土能够得以充分的压实，而后会沿桩身四周逐渐提升到地面位置。故而，采用后压浆该项技术手段，能够大幅度降低桩基的沉降力，让桩侧具备较强受力性能，提高单桩实际的承载力。后压浆该项技术手段，因具备较强可操作性，无需使用特殊的设备，也无需额外投入人力、物力等，总体成本能够得以有效控制，应用效果较为显著。

经此次优化设计之后，该高层建筑项目基础部分桩使用数量缩减成388棵，桩径可增0.1m，桩的长度可缩短约2m。因采用钻孔式灌注桩的后压浆该项技术手段，单桩实际的承载力得以有效提高，经计算分析后单桩实际承载力的特征值可提高到3500KN，基础设计方面，改变原有满堂桩的筏基础该种形式，从柱下独立的承台或墙下条形的承台与构造防水的底板来代替。筏板为1.8m厚度，与承台的厚度相一致。但需于承台之下配备好钢筋，防水的底板处需维持0.6m厚度。经此次优化设计周，岁桩身砼实际使用量并未得以显著减少，但因长度、数量发生变化，促使砼总体用量得以明显减少，可达到在保证高层建筑物整体稳固性、安全性、高质量的同时，缩减工期、降低成本，工程建设效率能够得以有效提升这一效果。

3、结语

综上所述，针对高层建筑，不同基础设计实施方案往往决定着不同搞工程造价及经济效益。故而，需广大设计者积极投身于实践探索当中，多积累相关的实践经验，不断提升自身专业化的设计水平，充分结合高层建筑项目工程各项需求及标准，科学合理地采集各项优化设计手段，开展基础设计工作，以更好地满足于现代高层建筑项目工程基础设计标准，确保高层建筑总体设计建造品质能够得以显著提升。

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