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超高层建筑结构设计基础设计

0概述

近年新建的超高层建筑高度主要以200~300m左右为主，本次共收集42个已建及

在建超高层结构设计相关资料，共涉及19个城市，最低建筑高度179.2m，最高建筑

高度348m，对200~300m超高层建筑进行结构布置复盘。

超高层建筑场地的岩土工程条件差异很大，基础设计需考虑承载力及变形的影响，

变形包括短期沉降、不均匀沉降、固结沉降等。通常，天然地基筏板基础扩展基础是

最经济的基础解决方案，对于受较大荷载的墙柱来说，使用筏板基础通常会减少差异

沉降和总沉降。当承载力低或施加的荷载很大时，需要考虑由桩或墩组成的深基础。

超高层建筑随着高度增加，使得建筑的地基基础向超深、超大和更复杂的方向发

展，给设计及相关的计算都提出了新的挑战。

一、桩基础

1.1钻孔灌注桩

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通过对国内300m级超高层灌注桩基础复盘如下：

通过复盘案例可知，300m级超高层灌注桩基础具有如下特征：

o对于土质、软岩区域，以800~1200mm桩径为主，单桩承载力约为7500~11000kN；

o对于花岗岩等硬岩区域（中风化、微风化），以大直径桩径为主，单桩承载力可达

20000kN及以上，与地质条件密切相关；

o桩径及承载力的选择与当地施工工艺密切相关；

对国内500m级超高层苏州中南中心、武汉绿地中心、上海中心、天津117、天津

周大福、成都绿地中心等项目灌注桩基础复盘，具有如下特征：

o桩径以1000~1200mm为主；

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o单桩承载力约为13000~20000kN；

o持力层多为砂岩、泥岩及以上，多为摩擦桩为主；

世茂福州108大厦，原规划高度518m，桩端持力层为中(微)风化岩，故采用桩径

1.3m钻孔灌注桩，充分利用端阻，单桩承载力特征值约为22000kN，有效桩长约70m，

该项目由于规划限高原因已暂停。

1.2人工挖孔桩

人工挖孔灌注桩是指桩孔采用人工挖掘方法进行成孔，然后安放钢筋笼，浇注混

凝土而成的桩，一般桩径均较大。人工挖孔桩施工方便、速度较快、不需要大型机械

设备，基础造价节省。但挖孔桩井下作业条件差、环境恶劣、劳动强度大，安全和质

量显得尤为重要。对于基岩较好，且浅露时，超高层也可以采用人工挖孔桩或墩基础。

当桩端持力层好，且桩长较短时，可采用人工挖孔桩（超大直径），一般地方政

府对人工挖孔桩都有特殊要求，需了解当地行政规定。

1.3桩基承载力检测

1）静载试验

单桩竖向抗压静载试验时采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法，确

定单桩竖向抗压承载力，是检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的传统方法。

静载试验一般采用油压千斤顶加载，千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件

取。

o锚桩横梁反力装置：锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷

载的1.2-1.5倍。采用工程桩作锚桩时，锚桩数量不得少于4根，并应对试验过程锚

桩上拔量进行监测。

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o压重平台反力装置：压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍；压重应在试

验开始后z分级施加，并均匀稳固放置于平台上；

o锚桩压重联合反力装置：当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时，可在横梁

上放置或悬挂一定重物，z