南宁市建筑设计院
摘要：随着国家经济体制的不断改革发展，对建筑需求量的不断增加，导致高层建筑物随之产生且不断增长。而高层建筑物的地基质量，直接关乎到高层建筑物的质量和寿命，是高层建筑物建筑过程中的重中之重，占据着极为重要的地位。本文围绕这一主题，对高层建筑地基基础方案进行给出优选性讨论分析。
关键词：高层建筑；地基；基础方案；优化
近几年我国高层建筑物增长迅猛，由于高层建筑在整体造价上相较于普通建筑物来说，造价金额会高出很多，所以其地基基础被格外的受到重视。而对地基基础要求的不断提高，通过优选对高层建筑地基基础方案，合理安排施工形式，提高高层建筑地基基础质量。
1地基处理类型
地基基础主要是针对高层建筑物的地基，而地基牢固与否直接关乎到建筑物的质量，所以对于高层建筑物来说地基基础将在竖直方向上将力直接传递给地上高层建筑部分。而如果一旦这种承载力达不到要求，不能承载住地上建筑部分传递来的力，则需要对其进行采取一定的措施。对于这种软弱的地基土地，可以根据土壤的实际结构情况，进行相应的参考处理。在实地进行考察时，需要观察土壤的结构及构成，有针对性的进行处理应对，同时还要对其周遭环境进行了解，
对于地基基础处理方案有很多，在实际施工过程中，主要采用：
（1）强夯法。为提高软弱地基的承载力，用重锤自一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法。这种加固方法主要适用于颗粒粒径大于0.05mm的粗颗粒土，如砂土、碎石土、粉煤灰、杂填土、回填土、低饱和度的粉土、粘性土、微膨胀土和湿陷性黄土，对饱和的粉土和粘性土无明显加固效果。强夯法具有施工机具简单，加固效果显著，有效加固深度深，节省材料与造价等优点。
（2）振冲法。分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力，减少地基沉降量，还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。
（3）换填垫层。因在实际建筑时，土壤差异性较大，而针对于这种土质分布不均、差别较大，或者过于松软的土质时，如想要改善土质进行搭建建筑物的地基，则可以使用该种方法。此方法可以有效增加了对地上建筑物的承载力和抗沉降，还可以消除土壤膨胀或冻胀带来的问题。
（4）水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基，可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基，可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基，达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。
2.高层基础类型
高层建筑的上层结构载荷很大，基础底面压力也很大，应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。根据上部结构类型、层数、载荷及地基承载力，可以用单独柱基、交叉梁基础、筏型基础或箱型基础；当地基承载力或变形不能满足设计要求时，可以采用桩基或复合地基。
（1）筏型基础?
筏型基础也称为板式基础，多用在上部结构荷载较大、地基承载力较低的情况。一般有两种做法：倒肋形楼盖式和倒无梁楼盖式。倒肋形楼盖的筏基，板的折算厚度较小，用料较省，刚度较好，但施工比较麻烦，模板较费。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空间的利用，但地基开凿施工麻烦，而且破坏了地基的连续性，扰动了地基土，会降低地基承载力；采用倒无梁楼盖式的筏基，板厚较大，用料较多，刚度也较差，但施工较为方便，且有利于地下空间的利用。采用此种形式的筏板，应在柱下板底或板面加墩，板底加墩有利于地下空间的利用，板面加墩则施工较为方便。因此选择施工方案的时候应考虑综合因素。
（2）箱型基础?
当地基极软且沉降不均匀十分严重时，采用筏形基础，其刚度会显得不足，在上部结构对基础不均匀沉降敏感时尤其如此，在这种情况下采用箱型基础就较为合理。
箱型基础是由底板、顶板、外围挡土墙以及一定的内隔墙组成的单层或多层混凝土结构。箱型基础刚度大、整体性好、传力均匀；能适应局部不均匀沉降较大的地基，有效地调整基地反力。由于地基面积较大，且埋置深度也较大，挖去了大量土方，卸除了原有的地基自重应力，地基承载力有所提高，建筑物沉降减小。由于埋深较大，箱型基础外壁与土的摩擦力增大，增大了基础周围土体对结构的阻尼，有利于抗震。但是箱形基础的内隔墙较多，支模等施工时间较费，工期较长；在使用上也受到隔墙太多的限制。
（3）桩箱和桩筏基础?
在浅层地基承载力比较软弱，而坚实土层距离地面又较深的时候，采用其他类型的基础就不能满足承载力或变形控制的要求。这是应当考虑采用桩基础。
桩基础由两部分组成：一是桩基承台，二是桩基本身。桩承台的作用是将上部荷载传给桩，并使桩群连成整体，而桩又将荷载传至较深的土层中区。桩基承台一般可利用筏形基础的底板或箱形基础的底板。这时称这种形式的基础为桩筏基础或桩箱基础。
桩的类型应根据工程地质资料、结构类型、荷载性质、施工条件以及经济指标等因素确定。桩按受力性能来区分，有摩擦桩和支承桩两种。按施工方法区分，有预制桩和灌注桩两种。在桩基平台面积确定的情况下，不同桩径、不同的桩基持力层会有不同的单桩承载力，桩的平面随之也可以确定。当箱形或筏形基础下桩的数量较少时，桩基布置在墙下、梁板式筏形基础的梁下或平板式筏形基础的柱下。桩距应尽可能的大，在充分发挥单桩承载力的同时，还能发挥承台土反力作用，以取得最佳效果。
3高层建筑地基基础设计实践
根据实际施工情况和需求，提出了不同的地基基础方案，由于设计方案的差异性，可以通过实践进行分析讨论。首先根据建筑物的周围环境和实际需要进行有针对性的选择方案，并在基础方案上进行一定的优化，然后选择最优方案。
工程实例：
工程场地位于广西南宁市，本建筑为2栋32层商住楼，地下2层，地上商业为1～2层，局部三层，住宅为3～32层，建筑高度最高为99.9米。结构体系为剪力墙结构。本工程地下室两层层高分别为4.3米和4.4米，±0.00与室外高差0.75米。±0.00高程按74.15米考虑的话，则底板面高程为64.7米，考虑主楼筏板或承台厚约1.8米，基底高程约为63.0米。根据岩土勘察报告，基底下土层依次为粘土②、③，砾砂④1，圆砂乐④，强风化泥岩⑤，中风化泥岩⑥。现就基础方案选型论述如下：
（1）复合地基基础方案
粘土②、③承载力特征值分别为230KPa和160KPa，承载力低，不能满足高层建筑承载力的要求；圆砾④层面高程为58.0米，距基底高度约为7米。CFG桩复合地基施工技术具有施工速度快、工期短、质量容易控制、工程造价低等特点。初步方案采用桩径为500mm，桩距1.5m，桩长8~9米，混凝土强度等级为C25，复合地基承载力特征值要求达到470kPa。
（2）桩基础方案
目前常用的桩基础型式有人工挖孔桩、静压预制桩、钻孔灌注桩、旋挖灌注桩等。因本场地砾砂、圆砾层厚7～10米，人工挖孔桩若以圆砾层为持力层，则不能满足承载力要求，若穿越圆砾层，则易塌孔，地下水较丰富，人工挖孔桩在本场地不适合采用；静压预制桩可采用圆砾层为桩端持力层，但因静压桩进入圆砾伴有挤土效应，常常导致接头处断桩，施工不理想，故本场地也不适合采用静压预制桩。适合本场地的桩型只有钻孔灌注桩或旋挖灌注桩。初步方案采用桩径800~1000mm带扩大头的旋挖灌注桩，桩长13~15m.经造价对比分析，较经济的为CFG复合地基处理，造价比旋挖灌注桩低约20%。通长所认为的CFG复合地基在经济性上高出灌注桩较多的观点应有所改变。需要指出的是，不是某种桩型在任何咋样下都是最经济的，还要结合土层分布情况、桩端持力层情况等实际因素做具体分析。
结语：在设计和优化高层建筑地基基础方案时，要充分考虑不同环境影响和建筑自身需求，不断优化选择最优方案，提高建筑物的质量和使用性能。在选择确定基础方案后，需要相关工作人员具备专业技术水平进行实地勘测，优化出最终的方案，严格把控对方案的执行性，明确设计要求和设计形式，降低不可控因素的影响，从而提高建筑物的建筑质量。