1、高層建筑基礎(chǔ)工程施工第一節(jié) 施工方案 一、我國高層建筑建設(shè)的發(fā)展?fàn)顩r 1.高層建筑的界限 在不同的國家、不同的年代，其規(guī)定也不一樣，這與一個(gè)國家當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件、建筑技術(shù)、電梯設(shè)備、消防裝置等許多因素有關(guān)。國外： 美國規(guī)定高度為2225m以上或7層以上的建筑為高層建筑； 英國規(guī)定高度為24.3m以上的建筑為高層建筑； 日本規(guī)定8層以上或高度超過31m的建筑為高層建筑。 1.高層建筑的界限 我國高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（GB50045-2001）中，規(guī)定：10層及10層以上的居住建筑，或高度在24m以上的公共建筑，稱之為“高層民用建筑”。 但在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ 3-2002）（以

2、下簡稱為高層規(guī)程）規(guī)定，10層及10層以上或房屋高度超過28m的混凝土結(jié)構(gòu)民用建筑物為高層建筑 2.超高層建筑的界限 無明確規(guī)定 一般認(rèn)為建筑總高度超過100米，層數(shù)30層以上的建筑稱為“超高層建筑”； 也有認(rèn)為建筑總高度超過60米3.我國高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 50年代中期：建造了幾棟8-10層的磚混結(jié)構(gòu)住宅和旅館。 1959年：建造了幾棟公共建筑，如民族飯店（12層、47.7米）、民航大樓（15層、60.8米） 60年代：建成了廣州賓館（27層、88米） 1974年：建成了北京飯店（19層、87.15米） 1975年：建成了白云賓館（33層、114.05米），標(biāo)志我國高層建筑開始突破1

3、00米. 80年代：高層建筑發(fā)展處于興盛時(shí)期，建造了大批高層建筑。 90年代：隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，各種結(jié)構(gòu)體系得到了應(yīng)用，高層建筑的規(guī)模和高度不斷得到突破。3.高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 深圳國貿(mào)大廈高160米，共53層，由中建三局一公司負(fù)責(zé)施工。從1982年10月至1985年 12月29日共37個(gè)月即竣工，是當(dāng)時(shí)國內(nèi)最高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑。 深圳國貿(mào)大廈以三天一層樓的速度建成，這在當(dāng)時(shí)是絕無僅有，創(chuàng)造了建筑史上的新記錄。因此，“三天一層樓”成為享譽(yù)中外的“深圳速度” 。3.高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程序號名稱城市建成年份層數(shù)高度（m） 結(jié)構(gòu)類型用途1上海環(huán)球金融中心上海2008101492混

4、合多功能2金茂大廈(JinMaoBuilding ) 上海199988421混合多功能3中信廣場（Citic Plaza）廣州199680391混凝土多功能4地王大廈（Shun Hing Square）深圳199669384混合辦公5賽格廣場(SEG Plaza) 深圳200072292混合多功能6明天廣場(Sunjoy Tomorrow Square) 上海199959285混凝土多功能7恒隆廣場(Plaza 66) 上海200162281混凝土多功能8香港新世界大廈(Hong Kong New World building) 上海200158265鋼多功能9深圳特區(qū)報(bào)大廈(Shenzhen

5、 Special Zone Daily Tower)深圳199842264混凝土辦公10大連世界貿(mào)易中心(Dalian World Trade Center) 大連200055242混合辦公3.高層建筑結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展過程 目前上海正在建設(shè)上海中心大廈：上海中心由地上121層主樓、5層裙房和5層地下室組成，總高度達(dá)632米，主樓高度達(dá)580米，建筑面積573223平方米，總投資達(dá)到150億左右。上海中心大廈于2008年11月開建，2009年7月主樓樁基完成施工，整幢大廈將于2014年竣工。建成后上海中心將成為中國第一高樓，在世界上現(xiàn)已竣工的高樓中，排名第二。 目前天津正在建設(shè)117大廈： 天津1

6、17大廈，地下4層，地上117層，高597米，總建筑面積84.7萬平米，系一幢集甲級辦公、酒店、旅游觀光和精品商業(yè)于一體的特大型超高層摩天大樓。 目前天津正在建設(shè)117大廈： 由中建三局承建的天津117大廈超越天塔，成為我國北方最高建筑物。長120米的國內(nèi)房建領(lǐng)域最長樁基、重210噸的國內(nèi)單根最重防屈曲鋼支撐、達(dá)3兆帕的超高層建筑水管壓力世界之最、位于564米高度的全球最高室內(nèi)游泳池 ，579米全球最高觀景平臺(tái) ，597米的高度成為中國結(jié)構(gòu)第一高樓 。 目前，主塔樓正以最快兩天一個(gè)結(jié)構(gòu)層的速度攀升，預(yù)計(jì)明年主體結(jié)構(gòu)封頂。 現(xiàn)在我國城市中的高層建筑越來越多二、高層建筑基礎(chǔ)的特點(diǎn) 基礎(chǔ)受力更為復(fù)雜

7、：承受垂直荷載、水平荷載、地震荷載等； 地基應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性； 高層建筑的基礎(chǔ)選型較為特殊，需考慮如下原則：土的種類與分布以及地下水位、上部結(jié)構(gòu)型式、考慮經(jīng)濟(jì)與施工方面的因素； 基礎(chǔ)埋置深； 大體積混凝土施工。三、高層建筑常用基礎(chǔ)型式 筏形基礎(chǔ) 箱形基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 樁箱基礎(chǔ)1.筏形基礎(chǔ) 包括： 梁板式：單向肋梁板式、雙向肋梁板式（圖（a）； 平板式（圖（b）。不埋板式基礎(chǔ)構(gòu)造不埋板式基礎(chǔ)構(gòu)造 （a）示意式；（）示意式；（b）剖面）剖面1.筏形基礎(chǔ) 筏形基礎(chǔ)可以較大地滿足地基容許承載力和容許變形的要求。 適用于： 軟土地基：用條形基礎(chǔ)不能滿足上部變形和承載力要求時(shí)； 高層柱距較小、荷載較大、

8、基礎(chǔ)需連成一體式； 基礎(chǔ)需有足夠的剛度和穩(wěn)定性抵抗風(fēng)荷載和地震荷載時(shí)。2.箱形基礎(chǔ) 由底板、墻和頂板形成箱，具有很大的剛度，整體性更好。內(nèi)墻外墻底板2.箱形基礎(chǔ) 適用于上部荷載大而地基土有比較軟弱的情況。能對地基不均勻沉降起到調(diào)節(jié)和減小作用，原因： 1）箱形基礎(chǔ)加大了高層建筑基礎(chǔ)的埋置深度，使建筑物的重心下移； 2）箱基于周圍土體協(xié)同工作，增加了建筑物的穩(wěn)定性。2.箱形基礎(chǔ) 箱基是一種補(bǔ)償式基礎(chǔ)： 若箱基埋置在地面以下H深度處，可計(jì)算相應(yīng)于深度H處的自重壓力PH和水壓力PW，因此可用來補(bǔ)償建筑物重量的壓力為： PC= PH + PW2.箱形基礎(chǔ) 若上部壓力為P: 若PPC:箱基會(huì)產(chǎn)生回彈變形（

9、基底隆起） 若PPC:基礎(chǔ)的變形和承載力問題應(yīng)重視 若PPC:可以發(fā)揮基礎(chǔ)的補(bǔ)償作用，為通常設(shè)計(jì)情況。3.樁基礎(chǔ)（1）組成：若干根樁、承臺(tái)（承臺(tái)梁）組成：若干根樁、承臺(tái)（承臺(tái)梁）3.樁基礎(chǔ) （2 2）種類）種類 1）按受力性質(zhì)分：摩擦樁、端承樁、抗拔）按受力性質(zhì)分：摩擦樁、端承樁、抗拔（?。叮ǜ。?2）按材料分：鋼、混凝土、鋼筋混凝土、鋼）按材料分：鋼、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管混凝土管混凝土 3）按形狀分：方、圓、多邊、管）按形狀分：方、圓、多邊、管 4）按制作方法分：預(yù)制樁、灌注樁）按制作方法分：預(yù)制樁、灌注樁3.樁基礎(chǔ) （3）樁基的適用范圍 1）地基軟弱、地下水位高、高層建筑荷載大，天

10、然地基不能滿足承載力及變形要求； 2）高層建筑有很大的豎向和水平荷載，限制傾斜嚴(yán)格； 3）地表軟弱土層較厚，不宜用作基礎(chǔ)持力層； 4）地震區(qū)、地基土有可能液化的土層； 5）土層厚薄不同，或荷載變化可能引起不均勻沉降時(shí)。3.樁基礎(chǔ) （4）樁的承載力的確定 單樁垂直承載力：宜根據(jù)荷載大小、樁的類型、土層分布、樁本身強(qiáng)度、靜荷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等確定。 群樁承載力：一般不等于單樁承載力之和。 摩擦樁：群樁中每根樁的平均承載力 小于單樁承載力 端承樁：一般認(rèn)為群樁承載力等于單 樁承載力之和3.樁基礎(chǔ) （5）群樁的沉降量：與單樁不同，比單樁大 （6）樁的合理布局： 1）是垂直荷載的質(zhì)量重心與群樁的重心盡可能地接近

11、； 2）使高層建筑的垂直荷載作用下樁的受力比較均衡，以控制建筑物的傾斜。（包括控制：整體偏心和局部偏心）4.樁-箱基礎(chǔ) 將箱基底板代替群樁承臺(tái)就組成了樁箱基礎(chǔ)內(nèi)墻外墻底板4.樁-箱基礎(chǔ) （1）適用于： 高層建筑的層數(shù)增多，地基承受的垂直力和水平力也會(huì)增多； 抗震和人防要求基礎(chǔ)常需有一定的埋深。 （2）樁箱基礎(chǔ)是一種復(fù)合基礎(chǔ)。其作用： 箱基可以使基礎(chǔ)平面內(nèi)和平面外剛度增大，箱基底板傳遞剪力的能力有所增強(qiáng)； 樁基可以使上部荷載通過箱基有效傳遞給樁和土體，既提高了正在能力，又減少了垂直沉降量。4.樁-箱基礎(chǔ) （3）樁箱基礎(chǔ)和箱基比較，受力和變形明顯不同： 樁箱基礎(chǔ)由于底板下有樁基，底板和箱基的整體變

12、形均受到樁的約束，因此大大增強(qiáng)了體系的剛度； 底板上有頂板和墻體約束，下有樁基約束，因此可以認(rèn)為底板在平面內(nèi)的剛度為無限大。四、高層建筑基礎(chǔ)施工方案選擇 高層建筑基礎(chǔ)應(yīng)選擇安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的類型。 基礎(chǔ)方案和施工方案的選擇有著密切的關(guān)系。四、高層建筑基礎(chǔ)施工方案選擇 1.基礎(chǔ)選型的要求 （1）建筑物與結(jié)構(gòu)類型、平面布局、荷載大小及分布； （2）擬建場地的地質(zhì)條件、水文情況和是否為地震區(qū)或強(qiáng)風(fēng)區(qū)； （3）工程的重要性及施工工期要求； （4）施工單位的設(shè)備條件和技術(shù)水平； （5）技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。四、高層建筑基礎(chǔ)施工方案選擇 2.基礎(chǔ)施工方案的選擇 要根據(jù)：基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)埋深、地質(zhì)水文、周圍情況確定。 通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇最優(yōu)方案2.基礎(chǔ)施工方案的選擇 選擇重點(diǎn)是： （1）放坡