高层住宅的基础设计论述范文

1基础设计概况

本工程所建高层住宅层数为33层，基底单位面积荷载较大，如采用预制桩，受最小桩中心距须满足4d限制（国家标准《建筑桩基技术规范》表3.3.3），若采用墙下布桩，桩数较少，桩端须穿越第⑨层进入较深土层，获得较大的承载力方可满足上部荷载需要。场地土层中，第⑨层黄褐色粉砂层厚度较大，其双桥静探qc平均值=15.440MPa，中下部标贯击数N达到36~44，沉桩阻力很大，根据现有设备，很难将工程桩送至设计标高，因此本工程高层住宅桩型宜选择混凝土钻孔灌注桩。确定桩型后，再根据持力层确定桩长。根据地质报告，本工程的第⑨层为粉砂层，第⑩层为粉质黏土层均可作为桩端持力层。分别为两种桩长的做了两组试桩（各3颗）。第一种桩有效桩长为22m,采用桩端桩侧同时注浆，桩端注浆3t，桩侧注浆1.5t；第二种桩有效桩长为35.5m,采用桩端桩侧同时注浆，桩端注浆1.5t，桩侧注浆1.5t。

在达到规范要求时间后，做静载荷试验。根据检测报告，第一种桩的单桩竖向抗压极限承载力为6000kN,已接近极限状态。第二种桩的单桩竖向抗压极限承载力为6700kN,还未达到近极限状态。因为检测时，实际桩长大于有效桩长，还应再减去桩顶标高以上侧摩阻力约400kN，才是单桩竖向抗压极限承载力。经过与地质勘察单位及检测单位讨论，认为第一种桩的沉降量较大，而且群桩的沉降量远大于单桩的沉降量，作为摩擦型桩，加长桩长可以有效地减小沉降量；并且根据计算第一种桩的承载力计算，很多墙下布桩布不开。最后采用第二种桩有效桩长为35.5m，桩端桩侧同时注浆，桩端注浆1.5t，桩侧注浆1.5t，单桩竖向抗压极限承载力取6000kN。桩长及承载力确定后，进行基础设计，本工程采用中国建筑科学研究院PKPM之JCCAD的桩筏筏板有限元程序进行计算，具体参数取值如图2。

在计算模型中最常采用的是前两种。本工程采用的是弹性地基梁板模型，因为这种模型采用的是文克尔假定，地基梁内力的大小受地基土弹簧刚度的影响，并且考虑了整体弯曲变形的影响，计算出来的梁端剪力与柱子的荷载是相平衡的。而倒楼盖模型中的梁只是普通钢筋混凝土梁，其内力的大小只与该板传递给它的荷载有关，而与地基土弹簧刚度无关。底板只是一块刚性板，不受整体弯曲变形的影响。各点的反力均相同，由此计算得到的梁端剪力无法与柱子的荷载相平衡。但这种方法比较接近于手算结果。在上部结构影响选项中选取考虑上部结构影响。由于本工程的高宽比比较大，在考虑上部结构刚度影响时，风荷载产生的弯矩较大，为满足桩效应计算，布桩时适当增加了南北两端的桩数。

本工程有两种基础形式可以选择：一种是桩筏，另一种是墙下布梁+抗水板；选用桩筏时，根据计算，桩筏厚度取为1300mm,由于单桩承载力较大，布桩大多在墙下或附近。用桩筏筏板有限元程序进行计算，布桩如图3，沉降图如图4。筏板的配筋大都为构造配筋。当选用墙下布梁+抗水板时，基础梁尺寸900mm×1300mm，抗水板厚500mm。为了使地梁的受力合理，减小地梁内力，桩尽量布置在剪力墙下。在结构的中拉设基础梁，在梁下布桩，可减少南北两端的桩数。具体桩位图参见图5。由于桩大多布置在墙下，只有不在墙下的地梁配筋较大。基础底板的配筋考虑了水浮力的影响，计算结果表明，基础底板也大多按构造配筋。沉降量也满足计算要求。如图6所示。

以上两种布桩方式均满足要求，并且总体桩位形心与上部结构重心重合，各墙下局部布桩数也和上部荷载重心相平衡。桩筏基础，施工比较简便，但混凝土量和钢筋用量均较高，当使用墙下布梁+抗水板时，施工比较复杂，但混凝土量和钢筋用量均较少，综合考虑这两种基础形式在造价上相差较大，最后采用墙下布梁+抗水板这种基础形式。

2建议与结论

本文针对滨州市某33层高层建筑基础设计做了详细的探讨。首先根据地质情况与工程的实际情况确定了桩的形式及桩的入土长度。然后采用大型通用设计软件PKPM中的JCCAD进行计算与设计。以结构安全性为首要，对JCCAD的运算结果沉降图做了精确的分析。最后，在满足沉降安全的条件下，综合节约经济方面考虑，最终确定了采用墙下布梁+抗水板这种基础形式。

建筑结构设计人员应该根据所处工程的具体情况，遵从“具体问题具体分析”原则，并且本着在满足安全的基本条件下，节约成本，减少资源浪费。只有这样，建筑师才能设计出既安全又合理的方案。

作者：张云海李春智张新鑫单位：滨州市规划设计研究院滨州市建筑设计研究院