第九章 基础设计 9.1概述 基础是高层建筑结构的重要组成部分[F11,P164]。在整个工程中，基础部分的工程量大、造价高、工期长，同时，由于基础承托着上部结构的全部重量和外部作用力，又属于地下隐蔽工程，其设计和施工质量直接关系着建筑物的安危，一旦出事补救并非容易[F13,P2]。因此，应当充分认识到基础设计的重要性。 基础设计应满足以下要求：[F11,P187][F27,P511] ⒈ 基础的型式、构造和尺寸应能适应上部结构的需要，符合使用要求； ⒉ 基底压力不超过地基承载力或桩基承载力，基础总沉降量和差异沉降量应控制在允许值范围内； ⒊ 要有足够的强度、刚度和耐久性。 9.1.1基础选型 基础结构的型式很多[F13,P１]，选择哪一种基础型式，应根据建筑物的性质、上部结构的特点及荷载大小、工程地质、水文地质、施工条件、场地和环境等因素综合考虑、认真比较，不可机器套用。概括地说，要在保证安全和使用的前提下尽量选择施工周期较短及经济的方案。［F14，P326］ 地基－基础－上部结构是一个相互作用的整体，因此基础设计一定要考虑它们三者共同工作和相互制约的内在关系。当上部结构的刚度和整体性较差、地基软弱、不均匀时，基础刚度应适当加强；而上部结构刚度和整体性较好，地基较均匀，也不特别软弱时，基础的刚度要求可适当放宽。［F14，P326］ 目前我国高层建筑常用的基础型式主要有筏板基础、箱形基础和桩基础。 筏板基础适用于上部结构荷载较大、地基较好、无地下室或地下室使用空间要求灵活的房屋。箱形基础刚度大，整体性好，适用于软弱地基上的荷载大、对不均匀沉降或防水要求较高的情况。当基底以下持力层有足够的承载力[F13,P210]，并且地基沉降计算范围内土层的压缩性较低[F13,P76]，易满足沉降计算要求时，宜优先选用浅基础。当地基土质较差，采用上述各类基础仍不能满足设计要求或不经济时，宜采用桩基础。表9-1［F21，P265］列出了我国部分高层建筑的基础型式。 我国部分高层建筑基础现状表 表9-1 名 称 层数 高度 (m) 150 49.59 66.2 62.0 88.0 结构体系 钢结构 （框—剪） 剪力墙 剪力墙 剪力墙 框—筒 基础型式 北京国贸中心 沈阳沈铁招待所 北京燕京饭店 广州中国大酒店 武汉晴川饭店 39 37 22 19 23 筏板基础 箱形基础 箱形基础 箱形基础 箱基下打30m长 预制混凝土管桩 箱基下打预应力 混凝土管桩 箱基下打55m长 Φ609钢管桩 箱基下打21m长 预制混凝土桩 冲孔灌注桩 Φ400钻孔灌注桩 Φ650钻孔灌注桩 挖孔灌注桩 北京昆仑饭店 28 101 剪力墙 上海联谊大厦 30 101 框—筒 天津内贸中心大楼 广州白天鹅宾馆 北京崇文区住宅 上海唯海大厦 贵阳贵州饭店 33 29 14 28 30 107 103 42 88 106 框—筒 剪力墙 剪力墙 剪力墙 筒体—剪力墙 深圳金城大厦 上海雁荡大厦 25 28 80 84 框—剪 大直径扩底墩；扩底直径2.1～4.5m 50m长钢管桩 9.1.2 基础埋置深度 基础埋深一般是自室外地面标高算起至基础底面标高的距离［F10，P197］[F27,P513]。高层建筑的基础应有足够的埋置深度，这是为了： ⒈ 防止水平风力和地震作用下建筑物发生滑移和倾斜，提高基础的稳定性； ⒉ 提高地基承载力，减少基础沉降量。 高层建筑的基础埋深一般为 天然地基：不宜小于建筑物高度的112； 桩基：自室外地面至承台底面的距离不宜小于建筑物高度的115； 非抗震设计或6度抗震设计时，基础埋深可酌情减小； 主楼和裙房基础埋深相同时，基础有效埋深为零，即没有侧限是不合适的。此时，宜将主楼基础加深，利用高差形成侧限。 当基岩埋藏较浅而不满足埋深要求时，可采取在基底打地锚的方法来增加其稳定性。 9.2 地基承载力和地基变形计算 9.2.1 地基承载力 地基承载力是基础设计的重要依据。所谓地基承载力是指满足强度和变形要求的地基土单位面积上的承载能力[F27,P515]。 对高层建筑，地基承载力主要根据地质勘察报告确定。[F4,P782]当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，应按下式计算地基承载力设计值：[F13,P206]