文/陳哲 北京 100037

隨著建筑高度的不斷增加，結(jié)構(gòu)設(shè)計也朝著多樣化發(fā)展，設(shè)計過程愈加復(fù)雜，難度增大。設(shè)計人員和結(jié)構(gòu)工程師所面臨的壓力也在不斷加大。而基礎(chǔ)設(shè)計毫無疑問是高層建筑設(shè)計的重中之重，加強(qiáng)對基礎(chǔ)設(shè)計的重視和研究具有現(xiàn)實意義。但值得注意的是，目前中國的高層建筑設(shè)計依然存在著一系列的問題，設(shè)計效果不理想，質(zhì)量不過關(guān)的現(xiàn)象仍然存在。因此，對高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的優(yōu)化進(jìn)行探究顯得很有必要，而要對這一課題進(jìn)行探究，首先我們就要明白高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的主要依據(jù)和要求。

1、房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計當(dāng)中的影響因素

1.1 上部結(jié)構(gòu)

建筑工程由上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)兩部分組成，上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)共同作用，變形協(xié)調(diào)。上部結(jié)構(gòu)的安全與否，不僅取決于自身各種受力構(gòu)件的強(qiáng)度，同時還受地基基礎(chǔ)變形的影響。地基基礎(chǔ)的設(shè)計也要充分考慮上部結(jié)構(gòu)的剛度問題，不同的上部結(jié)構(gòu)形式對地基基礎(chǔ)變形的適應(yīng)能力也不用，因而需要設(shè)計人員在了解上部結(jié)構(gòu)的剛度特點后制定出合理的地基基礎(chǔ)形式。

1.2 地質(zhì)條件

建筑物在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計前，必須對現(xiàn)場進(jìn)行充分的調(diào)查研究，掌握必要的資料。一般可通過勘測工作去掌握擬建場地的有關(guān)地形、地貌、周圍建筑物以及附近交通、給排水、供電等狀況。同樣的建筑物，選擇不同的地基方案和采用不同的基礎(chǔ)構(gòu)造，其工程造價和施工難度也將產(chǎn)生很大的區(qū)別。通常應(yīng)盡可能選擇良好的天然地基，簡易快捷的施工方式，使設(shè)計符合經(jīng)濟(jì)合理的原則。但有時候有些特定的工程需要在特殊的地形上建造，譬如地基強(qiáng)度穩(wěn)定性不足或壓縮性較大，不能滿足設(shè)計要求，就需要針對不同情況對地基進(jìn)行處理，通過處理增加地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性、減少地基變形等。

1.3 施工環(huán)境

高層或大型建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計中，由于天然地基滿足不了承載力和沉降量的設(shè)計要求，常常采用樁基礎(chǔ)。在城市建筑物密集的地方，沉樁作業(yè)引起的環(huán)境危害明顯增多。樁施工對周圍環(huán)境的影響直接影響到工程質(zhì)量、進(jìn)度、安全、造價，甚至影響到企業(yè)經(jīng)營和社會形象，特別是打樁施工對周圍環(huán)境產(chǎn)生的噪音、振動和擠土等方面的不良影響，有時會造成無法挽回的損失。在建設(shè)新建筑物的同時，又不影響原有建筑的正常使用，這就要求我們對樁基施工產(chǎn)生的危害進(jìn)行分析并采取經(jīng)濟(jì)合理的預(yù)防措施。

2、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的優(yōu)化策略

2.1 建筑基礎(chǔ)方案的選擇

對于建筑結(jié)構(gòu)而言，建筑基礎(chǔ)的合理布置和選擇是重中之重。在同一塊場地內(nèi)，也可能出現(xiàn)多種基礎(chǔ)方案供設(shè)計人員進(jìn)行選擇。所選擇的基礎(chǔ)形式與之后施工成本和難度都有著緊密的聯(lián)系。正因如此，在進(jìn)行選擇時，要注重綜合性，多層次，結(jié)合實際情況，選擇最優(yōu)的基礎(chǔ)形式。在進(jìn)行選擇前，要對施工場地的巖土情況進(jìn)行采樣，對有關(guān)資料細(xì)致分析，并以此作為重要依據(jù)。在工作中，要考慮到施工地的地質(zhì)條件，地下水情況，巖層的物理性質(zhì)，抗壓力等。此外，在選擇基礎(chǔ)布局和其形式的過程中，一定要把基礎(chǔ)問題和建筑的上層結(jié)構(gòu)相結(jié)合，充分考慮二者可能產(chǎn)生的作用，對于互相作用而產(chǎn)生的問題要進(jìn)行防范，如有問題出現(xiàn)立即加以解決。

2.2 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的計算

第三次科技革命以后，計算機(jī)深入到了社會的各個領(lǐng)域，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)計算方面，計算機(jī)也發(fā)揮了不小的作用，設(shè)計人員利用計算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計和數(shù)據(jù)的計算等工作往往能達(dá)到省時省力的效果，而隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算的精準(zhǔn)度也大大提高。但是需要注意的是，計算機(jī)技術(shù)在帶來這些便捷的同時，在計算時也產(chǎn)生了一些問題。在使用計算機(jī)程序時必須要考慮到以下因素：首先，由于計算機(jī)計算的便捷，許多工作人員對計算機(jī)產(chǎn)生了極強(qiáng)的依賴性。有時候計算上的錯誤正是由于電子計算的失誤產(chǎn)生的，而工作人員又沒有對其進(jìn)行必要的校對，導(dǎo)致對設(shè)計產(chǎn)生很不利的影響。因此，工作人員必須提供計算的自主性，加強(qiáng)自身的計算能力，對計算機(jī)產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行分析和核對，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，為設(shè)計的順利進(jìn)行保駕護(hù)航。其次，對于已經(jīng)產(chǎn)生的計算結(jié)果，在選用時要做好把關(guān)，科學(xué)選擇。我們知道，目前市面上的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算機(jī)軟件紛繁復(fù)雜，而不同的軟件對于某一種結(jié)構(gòu)計算的結(jié)果經(jīng)常存在差異。再加上對于設(shè)計而言，往往只有一部分的計算結(jié)果是適用的，因而在選用結(jié)果時，工作人員必須進(jìn)行全面系統(tǒng)性的分析，選擇真正合理的適用的結(jié)果。除此之外，還要考慮到計算模型與實際情況的差異。由于計算機(jī)在計算時默認(rèn)的是理想狀態(tài)，所以自然與實際結(jié)果有一定的差異，實際結(jié)果一般會隨著實際情況不斷變化。因此工作人員要將實際結(jié)果與計算得出結(jié)果進(jìn)行比對，如果二者不同，要重新設(shè)定計算模型進(jìn)行計算。

2.3 提高材料利用率

在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的優(yōu)化策略中，提高建筑材料的利用率是非常有效的一種手段，當(dāng)然這是在不違反相關(guān)法律法規(guī)和保證安全的前提下。比如，鋼筋混凝土是目前我國高層建筑的主要結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，如果柱以受壓為主，那么就要依據(jù)材料的受壓能力進(jìn)行選擇，在保證質(zhì)量的前提下通過提高材料的性能減少材料的用量。除此之外，要盡量使得鋼筋和混凝土的強(qiáng)度匹配，使材料的性能能夠得以完全發(fā)揮，這樣也能減少材料的使用量?？傊褪且嗅槍π缘剡x擇材料，注重性能，減少材料的使用量，最大化地提高材料的利用率，從而達(dá)到降低成本，提高利潤的目的。

2.4 對于規(guī)范保持正確的認(rèn)識和使用

規(guī)范是對工作的具體要求，對于高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的優(yōu)化起著重要的指導(dǎo)作用，也是優(yōu)化的基礎(chǔ)。工作人員必須準(zhǔn)確認(rèn)識規(guī)范中的各個條目，嚴(yán)格按照規(guī)范中的要求進(jìn)行工作。同時，將規(guī)范和具體情況有機(jī)結(jié)合，讓規(guī)范指導(dǎo)實踐，實踐補(bǔ)充規(guī)范，保證設(shè)計符合實際情況和需求。

結(jié)語：

對于高層建筑來說，基礎(chǔ)設(shè)計扮演著非常重要的角色，根基不穩(wěn)，上層自然存在著巨大隱患。在對基礎(chǔ)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化時，需要工作人員不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，總結(jié)以往的經(jīng)驗教訓(xùn)，設(shè)計出最優(yōu)的方案。在本文中，筆者對高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的優(yōu)化策略進(jìn)行了一定的分析，希望能為相關(guān)工作和研究的展開提供一定的參考，也希望我國的建筑工程水平和質(zhì)量能夠繼續(xù)發(fā)展，為社會和人們造福。

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[2]程文剛.高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計的優(yōu)化探討[J].現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊),2015,(06)：28-29.

[3]姜海菊.江浙地區(qū)高層建筑基礎(chǔ)的選型與優(yōu)化設(shè)計——以某高層住宅樓工程為例[J].建筑 ,2011,(08)：57-58+63.