高层建筑基础设计 [陈国兴] 2000年版.pdf

高等学校土木工程专业系列选修课教材
高层建筑基础设计
本系列教材编委会组织编写
陈国兴主编
A0938052
立筑工业故版社
图书在版编目(CP)数据
高层建筑基础设计/陈国兴主编.一北京:中国建筑
工业出版社,2000.12
高等学校土木工程专业系列选修课教材
ISBN7-112-04209-7
I.高…Ⅱ.陈…Ⅲ.高层建筑-基础(工程)
建筑设计高等学校-教材Ⅳ.TU470
中国版本图书馆CIP数据核字(2000)第30956号
本书是高等学校土木工程专业系列选修课教材中的一册。内容包括:
地基的计算模型、多层与高层建筑条形基础、多层与高层建筑片筏基础、高
层建筑箱型基础、高层建筑桩基础、高层建筑桩復(箱)基础、高层建筑基础
抗展设计。
本书可作为士木工程专业高年级学生选修课教材,也可作为土建类研
究生的教学参考书,并可供广大建筑设计人员参考。
高等学校土木工程专业系列选修谋数材
高层建筑据础设计
本系列教材委会组织编写
陈国兴主编
中国建筑工业出颇社出版(北京西郊百万庄)
新华书店总店科技发行所发行
北京市彩桥印刷厂印刷
开本:787×1092毫米1/16印张:14字数:350千字
2000年12月第一版2000年12月第一次印刷
印数:1-4,000丹定价:17.80元
ISBN7-112-04209-7
TU.3318(9690)
印必究
如有印装质量问题,可寄本社退换
邮政码100037)
前
教育部于1998年颁布了新的本科专业目录。为了满足调整后新的土木工程专业的教
学需要,由南京建筑工程学院牵头,组织合肥工业大学、苏州城建环保学院、扬州大学、河海
大学等院校编写了一套高等院校土木工程专业本科生系列选修课教材。本书是系列选修课
教材之
根据我们多年的教学经验,编写中遵循“内容充实,取材新颖,注重实用,便于自学”的原
则,努力做到不仅包括学科的基本内容,而且反映学科的最新成果。既重视理论概念的阐
述,也重视工程实例的分析。全书共分八章,第1章为绪论,第2章为地基的计算模型,第3
章为多层与高层建筑条形基础,第4章为多层与高层建筑片筏基础,第5章为高层建筑箱型
基础,第6章为高层建筑桩基础,第7章为高层建筑桩筏(箱)基础,第8章为高层建筑基础
抗震设计。
本书由南京建筑工程学院陈国兴教授主编,宰金珉教授担任主审。全书由陈国兴教授
制订编写大纲,并撰写第6、第8章南京建筑工程学院杨嵘昌副教授撰写第1、第7章,南京
建筑工程学院朱定华硕士、陈国兴教授共同撰写第2、第4章,苏州城建环保学院陈甦副教
授撰写第3章,合肥工业大学马克俭副教授撰写第5章。最后,陈国兴教授负责全书的定稿
和修订工作
感谢朱定华硕士、硕士研究生王志华同学为本书统稿和校对所付出的辛勤劳动。
由于业务水平所限,书中如有错误与不足之处,恳请读者批评指正。
土木工程专业系列选修课教材
编委会名单
主任委员:宰金珉
副主任委员:刘伟庆
委
员(按姓氏笔划为序):
王国体艾军刘平孙伟民刘伟庆
刘瑞朱聘儒陈忠汉陈国兴吴胜兴
完海鹰李琪柳炳康宰金珉章定国
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第1章绪论
高层建筑基础工程是应用岩土力学、结构力学及工程地质学等基本理论与经验知识,研
究高层建筑的基础形式、地基与基础的力学性状、基础的设计理论与施工方法的一门综合性
的学科,是多层房屋基础工程学科的发展,是结构工程和岩土工程的-一个交叉学科。
高层建筑的主要特征是高(层数多与总高度高)、重(荷载大与重量重)、大(往往带裙楼
而基础面积大)、深(基础埋置深度深)。日前因外已建的最高建筑物为马来酉亚的佩特罗纳
斯大度,8层452m;国内已建成的最高建筑物为上海金贸大厦,88层420.5m;上海94层
460m高的环球金融中心正在建造之中;香港城市规划委员会已经批准在西儿龙机场兴建
橦13层580m的高层建筑。由于建筑物高耸,竖向荷载大而集中,风荷载和地震作用引起
的倾覆力矩成倍增长,因此对基础的设计与施工提出了更高、更严的要求。多数情况下多层
房屋用的基础形式、设计与施工方法,不能简单地搬用于高层建筑,而必须在认识高层建
筑地基基础工作特性的基础上选择和创造与高层建筑特性及要求相适应的基础形式、设计
理论与设计方法。因此,在常规地基基础学科的基础上,随着高层建筑的建设实践和设计理
论研究的进展,发展了高层建筑基础工程这一学科。
1.1高层建筑中基础工程的地位
从《土力学与地基基础》教科书中,我们就已经知道:“万丈高楼平地起”,基础是大楼正
常使用和稳定与安全的根本。貝有高、重、大、深特征的高层建筑基础工程更是如此,更要求
基础和地基能提供足够承担上部建筑的重大荷载和风与地震引起的巨大倾覆力矩,以保证
建筑物貝足够的稳定性,同时要求基础和地基具有足够的刚度使沉降和倾斜控制在允许的
范围内。因此高层建筑基础工程设计与施工的情况更复杂,难度更大,技术要求更高更严
责任更重。由于它的高、重、大、深的特征,一旦考虑不周或处理不当,将导致远比一般多层
房屋更为严重的不良后果。轻则产生难以纠正的过大沉降、倾斜和不均匀沉降,造成结构局
部损坏或几乎永久地影响使用功能和美观;重则导攷整个建筑的倾覆或破坏,造成比一般多
层房屋大许多倍的经济损失。
例如,上海某宾馆,地基为深厚软土,采用振冲碎石桩加固地基,箱形基础。由于这种加
固方法在软土中的设计理论尚不够成熟,对施工质量与加固效果还缺乏完善的检测手段,加
之承包商施工管理不严,偷工减料,致使该建筑物建成后产生不能允许的沉降与倾斜,裙房
局部挤压损坏,不得不采取昂贵的地基加固措施。又如南美洲某大厦,设计时未查明地质情
况,桩长不足,未达到坚硬上层,桩基承载力也不足,结果当结构施工到顶尚未装修时便开始
倾斜,几天后,一夜之间整个大楼倾覆于地面。这些例子有力地说明了基础工程的设计与施
工质量乃高层建筑安全之所系,设计、施工人员必须给予极度重视。
此外,高层建筑基础工程的造价和施工工期在建筑总造价和总工期中所占的此例,与上
部结构形式和层数、基础结构形式、桩型以及地质复杂程度和环境条件等因素有关。除了钢