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[摘 要]在城市现代化建设中高楼林立而起，放眼望去，高层建筑映入眼帘，并且数量日益增加，也因此高层建筑的施工建筑技术得到飞速提升。在高层建筑中最基础也尤为重要的一部分是基础结构的设计。结构设计是工程建筑的开端，良好的设计能避免许多问题并对高层建筑整体质量有着极大地影响。因此设计时应符合基本原则，满足需求，并综合考虑上层结构等对其的作用力、荷载力等因素，注意强度和刚度，设计出合适的基础结构，并在设计完成后反复考量。
[关键词]高层建筑；基础结构设计；注意事项
中图分类号：TH533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0126-01
前言：自改革开放以来，国民经济发展迅速，生活质量大幅度提升，城市建设现代化。在城市中低层建筑已不能满足城市发展的需求，因此一栋栋功能健全的高层建筑出现在人们视野之中。相比低层建筑，高层建筑对技术水平的要求日益增高。作为高层建筑的设计核心，地基基础的设计对于楼房的安全以及其造价控制尤其是对于高层建筑有着极其重要的影响，是至关重要的一个环节。因此本文着重阐述在高层建筑中地基础结构的设计和其在施工过程中的作用以及重要性。
1 高层建筑基础结构设计
1.1 设计的基本原则
在高层建筑中，上部结构、基础结构及地基构成了一个共同的体系，其中建筑物的全部荷载是通过基础传给地基的。地基与基础的设计原则上是一个节的单元，应设在承载力和变形力基本一致的土层上。地基承受荷载的能力有限，当基础传递给地基的荷载超过地基允许承载力时，地基将变形，甚至失去稳定而破坏。因此原则上地基底面的压力要小于地基承载力容许值，地基及基础的刚度与整体稳定性要有足够的保证，并且基础本身的强度、耐久性也要满足要求。基础埋置深度直接影响着高层建筑的工程造价、施工工期和施工技术措施，因此在满足强度和变形的前提下，基础尽量浅埋，但不小于500mm，同时也要根据工地及周围实际情况，综合考虑，合理的确定基础埋置深度。此外水文地质情况（即地下水位的高低）、地基土的冻结深度及相邻建筑物的基础埋置深度等可知因素都要在设计时考虑进去。
1.2 地基基础结构设计主要依据及要求
影响高层建筑设计的因素有很多又复杂，例如：防震设防的要求，上部結构类，地下查层数，建筑竖向布置和平面布置等。因此在设计基础结构时不能简单的思考某一方面，应依据这些方面全方位思考地基基础设计的安全性，合理性和经济性。且最基本的要求是调查考研中各数据及勘探报告的真实准确性。除此之外高层建筑对基础结构设计要求严格，牵扯到许多问题，比如保证地基的稳定性，结构的整体稳定性，结构的整体倾受，桩基的沉降计算和水平变位的计算、抗裂、裂缝宽度的计算。并且尤为重要的是不仅要在定性设计方面满足要求，也需要进行复杂的精确计算满足承载力和变形的要求。
1.3 地基基础结构设计流程
在投资方提出工程要求后，就可以开始地基结构设计。首先与专业勘察部门合作手机施工现场水文地质条件，分析土层与地质构造，并制定出施工现场的地质报告，根据可用持力层、冻深、地下室等确定基础埋深；用荷载效应的基本组合计算地基净反力作底板抗弯承载力计算、抗剪承载力计算、抗冲切承载力计算确定基础的高、及配筋；按规定必要时用荷载效应的标准组合作地基变形计算；特殊情况的要作抗倾覆、抗滑移计算。基础设计还需与上部结构结合，采取协调和吻合的方案。还可参考相邻建筑的地基设计资料，考虑地基对建筑物及施工进度的影响。
2 高层建筑中基础结构在设计中的注意事项
2.1 基础结构的强度与刚度
要根据工程地质勘探报告、上部结构的类型以及上部结构传来的荷载效应保证基础结构所应具有必要的强度和刚度，保证将髙层建筑上部结构作用于基础顶面的巨大竖向、水平向荷载与力矩，可靠地传给地基或桩顶。也可适当加强强度和刚度，来增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。此外对已选定的地基处理方法， 宜按建筑物地基基础设计等级， 选择代表性场地进行相应的现场试验，并检测其参数和加固的效果。
2.2 变形协调
在地基处理后，建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求，并在施工期间进行沉降观测，必要时应在使用期间继续观测，用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。并确定现场复合地基载荷试验， 或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力参与变形协调，减少不均匀沉降基础结构介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时， 设计要综合考虑土体的特殊性质， 选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过特征值结合经验确定。在高层建筑中，当采用条形基础不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，或当建筑物本身的基础结构具有足够的刚度来调节不均匀沉降时，可采用筏型基础。筏型基础的平面尺寸，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与上部结构竖向永久荷载的重心重合。当不重合时，在荷载效应准永久组合下，宜通过调整基底面积使偏心距符合要求。
2.3 高层建筑的整体分析
由于基础结构、上部结构和地基相互作用，共同影响高层建筑的整体质量，因此应通过整体分析来考虑基础结构的设计，把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体，在连接点和接触点上满足变形协调的条件下求解整个系统的变形与内力，可以采用有限单元法、有限条法、有限差分法或解析方法建立上部结构和基础的刚度矩阵， 并利用变形协调条件与地基的刚度矩阵稱合起来。也可以采用有限单元法、有限差分法或解析法建立地基的刚度矩阵。当然，在实际工程设计中往往不可能顾及到所有因素，但要尤其注意地基模型及其参数的选取，其对共同作用的结果影响甚大；并且考虑在构造和配筋上共同作用结果的反应是非常有必要的。比如：在同一大面积整体筏型基础上建有高层和低层建筑时，筒体下筏板厚度和配筋按上部结构、基础与地基的共同作用的基础变形和基底反力计算确定。且在设计阶段必须根据实际情况进行论证分析，确保建筑设计合理、科学，使地基更加完整，通过合理的设计方案，确保工程可以順利开展。施工队伍技术水平与施工经验代表了地质建设质量，并必须在施工设计阶段考虑许多客观因素，提出符合实际的方案，使施工更加快速、安全。
3 结语
综上所述，高层建筑是一个各个作用力统一作用的整体，不可单一的考虑基础结构设计，注意上层建筑结构等部分对其的作用力。又因为基础结构设计是整个高层建筑的基础，应着重考虑。在设计基础结构时首先应该考虑人为因素，即提高工人技术，将可控因素对高层建筑的影响降至最低。其次了解基础结构设计基本原则及其主要依据，符合国家建筑标准。设计过程中依据真实的勘探数据设计出符合当下施工场地及其地理环境的地基结构，并及时检验，做出调整。
参考文献
[1] 胡甜甜.地基与基础结构分析 [J].四川水泥，2016，1（1）：71.
[2] 李宏.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].门窗，2014，1（1）：97.
[关键词]高层建筑；基础结构设计；注意事项
中图分类号：TH533 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）34-0126-01
前言：自改革开放以来，国民经济发展迅速，生活质量大幅度提升，城市建设现代化。在城市中低层建筑已不能满足城市发展的需求，因此一栋栋功能健全的高层建筑出现在人们视野之中。相比低层建筑，高层建筑对技术水平的要求日益增高。作为高层建筑的设计核心，地基基础的设计对于楼房的安全以及其造价控制尤其是对于高层建筑有着极其重要的影响，是至关重要的一个环节。因此本文着重阐述在高层建筑中地基础结构的设计和其在施工过程中的作用以及重要性。
1 高层建筑基础结构设计
1.1 设计的基本原则
在高层建筑中，上部结构、基础结构及地基构成了一个共同的体系，其中建筑物的全部荷载是通过基础传给地基的。地基与基础的设计原则上是一个节的单元，应设在承载力和变形力基本一致的土层上。地基承受荷载的能力有限，当基础传递给地基的荷载超过地基允许承载力时，地基将变形，甚至失去稳定而破坏。因此原则上地基底面的压力要小于地基承载力容许值，地基及基础的刚度与整体稳定性要有足够的保证，并且基础本身的强度、耐久性也要满足要求。基础埋置深度直接影响着高层建筑的工程造价、施工工期和施工技术措施，因此在满足强度和变形的前提下，基础尽量浅埋，但不小于500mm，同时也要根据工地及周围实际情况，综合考虑，合理的确定基础埋置深度。此外水文地质情况（即地下水位的高低）、地基土的冻结深度及相邻建筑物的基础埋置深度等可知因素都要在设计时考虑进去。
1.2 地基基础结构设计主要依据及要求
影响高层建筑设计的因素有很多又复杂，例如：防震设防的要求，上部結构类，地下查层数，建筑竖向布置和平面布置等。因此在设计基础结构时不能简单的思考某一方面，应依据这些方面全方位思考地基基础设计的安全性，合理性和经济性。且最基本的要求是调查考研中各数据及勘探报告的真实准确性。除此之外高层建筑对基础结构设计要求严格，牵扯到许多问题，比如保证地基的稳定性，结构的整体稳定性，结构的整体倾受，桩基的沉降计算和水平变位的计算、抗裂、裂缝宽度的计算。并且尤为重要的是不仅要在定性设计方面满足要求，也需要进行复杂的精确计算满足承载力和变形的要求。
1.3 地基基础结构设计流程
在投资方提出工程要求后，就可以开始地基结构设计。首先与专业勘察部门合作手机施工现场水文地质条件，分析土层与地质构造，并制定出施工现场的地质报告，根据可用持力层、冻深、地下室等确定基础埋深；用荷载效应的基本组合计算地基净反力作底板抗弯承载力计算、抗剪承载力计算、抗冲切承载力计算确定基础的高、及配筋；按规定必要时用荷载效应的标准组合作地基变形计算；特殊情况的要作抗倾覆、抗滑移计算。基础设计还需与上部结构结合，采取协调和吻合的方案。还可参考相邻建筑的地基设计资料，考虑地基对建筑物及施工进度的影响。
2 高层建筑中基础结构在设计中的注意事项
2.1 基础结构的强度与刚度
要根据工程地质勘探报告、上部结构的类型以及上部结构传来的荷载效应保证基础结构所应具有必要的强度和刚度，保证将髙层建筑上部结构作用于基础顶面的巨大竖向、水平向荷载与力矩，可靠地传给地基或桩顶。也可适当加强强度和刚度，来增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力。此外对已选定的地基处理方法， 宜按建筑物地基基础设计等级， 选择代表性场地进行相应的现场试验，并检测其参数和加固的效果。
2.2 变形协调
在地基处理后，建筑物的地基变形应满足现行有关规范的要求，并在施工期间进行沉降观测，必要时应在使用期间继续观测，用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。并确定现场复合地基载荷试验， 或采用增强体的载荷试验结果和其周边土的承载力参与变形协调，减少不均匀沉降基础结构介于上部结构与地基土之间，其刚度大小及其在平面上的分布。复合地基设计应满足建筑物承载力和变形要求。地基土为欠固结土、湿陷性黄土、可液化土等特殊土时， 设计要综合考虑土体的特殊性质， 选用适当的增强体和施工工艺。复合地基承载力特征值应通过特征值结合经验确定。在高层建筑中，当采用条形基础不能满足上部结构对地基承载力和变形的要求，或当建筑物本身的基础结构具有足够的刚度来调节不均匀沉降时，可采用筏型基础。筏型基础的平面尺寸，在地基土比较均匀的条件下，基底平面形心宜与上部结构竖向永久荷载的重心重合。当不重合时，在荷载效应准永久组合下，宜通过调整基底面积使偏心距符合要求。
2.3 高层建筑的整体分析
由于基础结构、上部结构和地基相互作用，共同影响高层建筑的整体质量，因此应通过整体分析来考虑基础结构的设计，把上部结构、基础和地基看成是一个彼此协调工作的整体，在连接点和接触点上满足变形协调的条件下求解整个系统的变形与内力，可以采用有限单元法、有限条法、有限差分法或解析方法建立上部结构和基础的刚度矩阵， 并利用变形协调条件与地基的刚度矩阵稱合起来。也可以采用有限单元法、有限差分法或解析法建立地基的刚度矩阵。当然，在实际工程设计中往往不可能顾及到所有因素，但要尤其注意地基模型及其参数的选取，其对共同作用的结果影响甚大；并且考虑在构造和配筋上共同作用结果的反应是非常有必要的。比如：在同一大面积整体筏型基础上建有高层和低层建筑时，筒体下筏板厚度和配筋按上部结构、基础与地基的共同作用的基础变形和基底反力计算确定。且在设计阶段必须根据实际情况进行论证分析，确保建筑设计合理、科学，使地基更加完整，通过合理的设计方案，确保工程可以順利开展。施工队伍技术水平与施工经验代表了地质建设质量，并必须在施工设计阶段考虑许多客观因素，提出符合实际的方案，使施工更加快速、安全。
3 结语
综上所述，高层建筑是一个各个作用力统一作用的整体，不可单一的考虑基础结构设计，注意上层建筑结构等部分对其的作用力。又因为基础结构设计是整个高层建筑的基础，应着重考虑。在设计基础结构时首先应该考虑人为因素，即提高工人技术，将可控因素对高层建筑的影响降至最低。其次了解基础结构设计基本原则及其主要依据，符合国家建筑标准。设计过程中依据真实的勘探数据设计出符合当下施工场地及其地理环境的地基结构，并及时检验，做出调整。
参考文献
[1] 胡甜甜.地基与基础结构分析 [J].四川水泥，2016，1（1）：71.
[2] 李宏.高层建筑的结构设计特点及基础结构设计[J].门窗，2014，1（1）：97.