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[摘 要]随着我国经济的飞速发展，超高层建筑在我国工程建设中越来越普遍，桩基础在超高层建筑中的运用也越来越频繁。那么如何选择合理的基础形式，既能保证安全可靠，又能做到经济合理？这已经成为建筑设计研究中的一个重要问题。本文将具体分析建筑工程常用的桩基础类型，重点探讨桩基础承载力控制因素，希望能够为建筑同行在桩基础选型时提供一些参考意见。
[关键词]超高层建筑 桩基础 选型 承载力
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0115-01
层数较多，高度较高，重量较大是超高层建筑的主要特征。现今，时代飞速发展，一座座高楼拔地而起，超高层建筑也越来越多。超高层建筑物虽然在一定程度上节省了地面空间，但是由于过于高耸，稳定性成为了建筑业的一个重要问题。由于超高层建筑重心高，竖向荷载较大，对于倾斜十分的敏感，风荷载和地震荷载都会使其产生巨大的倾覆力矩，所以基础和地基必须要有足够的承载能力，即使在风荷载或者地震荷载的作用下，也足够稳定。
超高层建筑的主楼采用的型式大都是内筒外框架结构，这种结构的特点是建筑物中间的沉降量越大，所需要的地基反力就会越大；反之，地基反力的需要程度就越小。所以建筑师在设计基础时采用变刚度调平设计来降低承台内里和差异沉降。
就当代建筑行业来看，超高层建筑通常采用桩基作为基础型式。桩基的设计受到很多因素的制约：当地地质结构、上部结构、建筑整体体型、地下空间的利用形式和施工操作的可行性等等。为了合理的选择桩型，要注意以下几个方面：第一，为了保证建筑物产生的沉降和差异沉降适中，单桩的承受能力要足够大；第二，在进行桩型施工时要确保符合地质条件，同时保障施工质量；第三，对环境不会造成太大的影响；第四，能够选择的桩型在技术上和经济上都足够优越。
一、 建筑桩基础的特点
桩基础主要是由设置在土中的桩和承接建筑上部结构的承台构成的。桩基础能够将上部建筑物所承载的重量传递到具有较大承受力的土层上，或者使软土层相互挤压，进一步增强了土壤的承受力和紧密度，从而减少了低级的沉降量，保障了建筑物的稳定性。
桩基础的特点主要有以下几点：
一，承载力较高。桩埋在比较坚硬的持力层，能够竖向单柱承载，也可以群主承载，具有较强的刚度。超高层建筑重心较高，荷载较大，而桩基础能够承载所有的压力。
二，稳定性较好。由于超高层建筑较为高耸，所承受的风荷载也就较强。发生地震时，建筑就会受到地震荷载。而桩基础能够保证建筑在这些荷载作用下而不至于完全倾覆。
三，沉降较小。由于桩基础有很强的单桩刚度或群桩刚度，即使受到其他载荷影响，也不会产生太大的沉降。
四，施工时，便于机械化操作。桩基础都是通过打桩机打入地下的，操作十分方便。
二、建筑工程中桩基础常用类型
（一）预制桩简介
预制桩是指预先制作好的桩通过专用的机械设备打入地下桩型之中，预制桩按照材料制作可以划分为钢筋混凝预制桩、钢桩、木桩和组合桩。下面将选取两个具有代表性的桩进行介绍。
1、 钢筋混凝预制桩简介
钢筋混凝预制桩由于其制作十分方便，强度较好，抗腐蚀性能力较高，在超高层建筑中运用较为广泛。当然，其自身也有存在一些缺点：价格偏贵、产生的噪音大、接桩和截桩较为困难等等。
2、 钢桩简介
钢桩主要有钢管桩和H形桩两种类型。钢桩由于桩身表面积比较大，截面积较小，在压桩时受土层摩擦较小，贯透力较高。但是其造价比较高，容易被腐蚀，所以并不被广泛运用。
（二） 灌注桩简介
灌注桩是在建筑工地现场制造而成的桩，首先要通过各种手段形成桩孔，然后在桩孔中放置钢筋笼，注入混凝土，最后形成桩。而不同的成孔方法，可以将灌注桩分为泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩、沉管灌注桩和成孔灌注桩三大类。
1、 泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩简介
为了防止孔壁在成孔过程中坍塌，可以向孔内注入制备泥浆或者用水与黏土混合而成的自制泥浆。在钻孔排出泥浆后，立刻向孔内进行补水或者补浆。当钻孔钻到规定的深度后，就要清除孔底的泥渣。最后把钢筋笼吊放起来，在泥浆下面浇灌混凝土。
2、夯扩成孔灌注桩简介
夯扩成孔灌注桩为了增加地基的紧密度，会在桩管内增加一根桩靴，它的长度与外桩管的长度基本一样，最终和外管一起打入预先设计好的深度，在锤击力的作用下夯扩成大头形。同时，外管里浇筑的混凝土在内管和桩锤的重力作用下压密成形，然后向桩侧土注入水泥浆，使桩侧的土更加密集，大幅度提高了桩的承载力。
三、超高层建筑桩基础承载力设计分析
（一）设计刚性桩基
目前超高层基础建设工程大都采用的是传统刚性桩基。在设计的时候为了确定工程所需桩的类型和参数，要考虑建筑物的结构、工地地质、施工条件和桩的类型等等各种因素。具体操作如下：首先，要确定承台压入的深度和承台尺寸大小；然后把桩基的类型、数量给确定下来，同时设计安装位置；最后验算桩基中每一根桩所承受的荷载值。如果有必要，在验算群桩基础的沉降量和地基强度后再进行承台设计。
桩的数量是按照承台递接的垂直载荷和单桩承受力的特征值来确定的。桩与桩之间的距离则是在6至8倍的桩半径左右。现在所采用的方法是假定承台以上的荷载是完全传递给地基层，完全忽略桩间土分担的荷載值。如果轴心桩的数量用n来表示，那么n就要满足的条件是n≥（N+G）/Pa（N表示作用在承台上的垂直荷载；G是指承台自身的重量和承台上土的重量总和；Pa是单桩承受力特征值）。
（二）设计减沉桩基
减沉桩的设计是为了降低地基沉降，很多地基设计的承载力满足要求，但是沉降量比较大，设置少量的桩就可以减少地基的沉降。为了降低地基沉降量，最有效的方法就是减少地基土中的荷载。然而减沉桩设置的数量相对较少，所以减沉后地基的沉降量仍然要多于单桩达到极限荷载时的沉降量，甚至可以达到160mm以上的深度，而一般单桩达到极限时所达到的沉降量也不会超过30mm。所以，减沉桩一般都会达到极限荷载。如果用f表示地基荷载值，fo表示地基承受力设计值，Pu代表单根减沉桩设计荷载值，减沉桩的数量用n表示，承台面积用A表示，a指的是每根减沉桩与承台相对应的面积，那么f=（foA-2nPu/3a）/A=fo-2Pu/3a。
（三）处理软土地基
在软土上安装地基修建超高层建筑需要注意软土变形问题。由于软土压缩性比较大，强度较软，透水性比较差，在上面修建的建筑物存在很多不稳定性因素，所以要建立承载力较强的地基。为了使软土地基强度增大、压缩性减小，降低桩基础沉降，目前可以实施的方法有三种：水泥深层浇灌、降低附加应力、超载预压。每一种方法都针对不同的情况，具体方法选择，还要结合实际，确保建筑施工的安全性。
四、 总结
一直以来，我国超高层建筑的主要基础类型都是桩基础。由于桩基础在施工的时候受到装置配备、地质结构、自然条件、周围环境等各方面的因素影响，所以在预先进行桩基础设计时，就要综合施工项目的各方面要求，提前进行现场工程勘探和数据测量，从而保证工程中各项数据都与实际相吻合。在进行桩基础技术改进的时候要综合考虑主观和客观因素，最终达到设计要求。
参考文献
[1] 郁素红.高强复合地基载荷试验成果的分析与应用研究[D].广州大学，2012.
[2] 李平.人工神经网络在高层建筑桩基工程中的应用研究[D].内蒙古科技大学，2012.
[3] 朱俊峰.超深层岩溶基础高层建筑上部结构与桩筏基础共同作用研究[D].上海交通大学，2012.
[4] 马志力.高层建筑桩筏基础补桩加固分析与应用[D].武汉科技大学，2013.
[5] 沈志刚.超高层建筑结构构筑及使用阶段对紧邻地铁运营隧道的影响分析[D].北京交通大学，2014.
[关键词]超高层建筑 桩基础 选型 承载力
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0115-01
层数较多，高度较高，重量较大是超高层建筑的主要特征。现今，时代飞速发展，一座座高楼拔地而起，超高层建筑也越来越多。超高层建筑物虽然在一定程度上节省了地面空间，但是由于过于高耸，稳定性成为了建筑业的一个重要问题。由于超高层建筑重心高，竖向荷载较大，对于倾斜十分的敏感，风荷载和地震荷载都会使其产生巨大的倾覆力矩，所以基础和地基必须要有足够的承载能力，即使在风荷载或者地震荷载的作用下，也足够稳定。
超高层建筑的主楼采用的型式大都是内筒外框架结构，这种结构的特点是建筑物中间的沉降量越大，所需要的地基反力就会越大；反之，地基反力的需要程度就越小。所以建筑师在设计基础时采用变刚度调平设计来降低承台内里和差异沉降。
就当代建筑行业来看，超高层建筑通常采用桩基作为基础型式。桩基的设计受到很多因素的制约：当地地质结构、上部结构、建筑整体体型、地下空间的利用形式和施工操作的可行性等等。为了合理的选择桩型，要注意以下几个方面：第一，为了保证建筑物产生的沉降和差异沉降适中，单桩的承受能力要足够大；第二，在进行桩型施工时要确保符合地质条件，同时保障施工质量；第三，对环境不会造成太大的影响；第四，能够选择的桩型在技术上和经济上都足够优越。
一、 建筑桩基础的特点
桩基础主要是由设置在土中的桩和承接建筑上部结构的承台构成的。桩基础能够将上部建筑物所承载的重量传递到具有较大承受力的土层上，或者使软土层相互挤压，进一步增强了土壤的承受力和紧密度，从而减少了低级的沉降量，保障了建筑物的稳定性。
桩基础的特点主要有以下几点：
一，承载力较高。桩埋在比较坚硬的持力层，能够竖向单柱承载，也可以群主承载，具有较强的刚度。超高层建筑重心较高，荷载较大，而桩基础能够承载所有的压力。
二，稳定性较好。由于超高层建筑较为高耸，所承受的风荷载也就较强。发生地震时，建筑就会受到地震荷载。而桩基础能够保证建筑在这些荷载作用下而不至于完全倾覆。
三，沉降较小。由于桩基础有很强的单桩刚度或群桩刚度，即使受到其他载荷影响，也不会产生太大的沉降。
四，施工时，便于机械化操作。桩基础都是通过打桩机打入地下的，操作十分方便。
二、建筑工程中桩基础常用类型
（一）预制桩简介
预制桩是指预先制作好的桩通过专用的机械设备打入地下桩型之中，预制桩按照材料制作可以划分为钢筋混凝预制桩、钢桩、木桩和组合桩。下面将选取两个具有代表性的桩进行介绍。
1、 钢筋混凝预制桩简介
钢筋混凝预制桩由于其制作十分方便，强度较好，抗腐蚀性能力较高，在超高层建筑中运用较为广泛。当然，其自身也有存在一些缺点：价格偏贵、产生的噪音大、接桩和截桩较为困难等等。
2、 钢桩简介
钢桩主要有钢管桩和H形桩两种类型。钢桩由于桩身表面积比较大，截面积较小，在压桩时受土层摩擦较小，贯透力较高。但是其造价比较高，容易被腐蚀，所以并不被广泛运用。
（二） 灌注桩简介
灌注桩是在建筑工地现场制造而成的桩，首先要通过各种手段形成桩孔，然后在桩孔中放置钢筋笼，注入混凝土，最后形成桩。而不同的成孔方法，可以将灌注桩分为泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩、沉管灌注桩和成孔灌注桩三大类。
1、 泥浆护壁钻（冲）孔灌注桩简介
为了防止孔壁在成孔过程中坍塌，可以向孔内注入制备泥浆或者用水与黏土混合而成的自制泥浆。在钻孔排出泥浆后，立刻向孔内进行补水或者补浆。当钻孔钻到规定的深度后，就要清除孔底的泥渣。最后把钢筋笼吊放起来，在泥浆下面浇灌混凝土。
2、夯扩成孔灌注桩简介
夯扩成孔灌注桩为了增加地基的紧密度，会在桩管内增加一根桩靴，它的长度与外桩管的长度基本一样，最终和外管一起打入预先设计好的深度，在锤击力的作用下夯扩成大头形。同时，外管里浇筑的混凝土在内管和桩锤的重力作用下压密成形，然后向桩侧土注入水泥浆，使桩侧的土更加密集，大幅度提高了桩的承载力。
三、超高层建筑桩基础承载力设计分析
（一）设计刚性桩基
目前超高层基础建设工程大都采用的是传统刚性桩基。在设计的时候为了确定工程所需桩的类型和参数，要考虑建筑物的结构、工地地质、施工条件和桩的类型等等各种因素。具体操作如下：首先，要确定承台压入的深度和承台尺寸大小；然后把桩基的类型、数量给确定下来，同时设计安装位置；最后验算桩基中每一根桩所承受的荷载值。如果有必要，在验算群桩基础的沉降量和地基强度后再进行承台设计。
桩的数量是按照承台递接的垂直载荷和单桩承受力的特征值来确定的。桩与桩之间的距离则是在6至8倍的桩半径左右。现在所采用的方法是假定承台以上的荷载是完全传递给地基层，完全忽略桩间土分担的荷載值。如果轴心桩的数量用n来表示，那么n就要满足的条件是n≥（N+G）/Pa（N表示作用在承台上的垂直荷载；G是指承台自身的重量和承台上土的重量总和；Pa是单桩承受力特征值）。
（二）设计减沉桩基
减沉桩的设计是为了降低地基沉降，很多地基设计的承载力满足要求，但是沉降量比较大，设置少量的桩就可以减少地基的沉降。为了降低地基沉降量，最有效的方法就是减少地基土中的荷载。然而减沉桩设置的数量相对较少，所以减沉后地基的沉降量仍然要多于单桩达到极限荷载时的沉降量，甚至可以达到160mm以上的深度，而一般单桩达到极限时所达到的沉降量也不会超过30mm。所以，减沉桩一般都会达到极限荷载。如果用f表示地基荷载值，fo表示地基承受力设计值，Pu代表单根减沉桩设计荷载值，减沉桩的数量用n表示，承台面积用A表示，a指的是每根减沉桩与承台相对应的面积，那么f=（foA-2nPu/3a）/A=fo-2Pu/3a。
（三）处理软土地基
在软土上安装地基修建超高层建筑需要注意软土变形问题。由于软土压缩性比较大，强度较软，透水性比较差，在上面修建的建筑物存在很多不稳定性因素，所以要建立承载力较强的地基。为了使软土地基强度增大、压缩性减小，降低桩基础沉降，目前可以实施的方法有三种：水泥深层浇灌、降低附加应力、超载预压。每一种方法都针对不同的情况，具体方法选择，还要结合实际，确保建筑施工的安全性。
四、 总结
一直以来，我国超高层建筑的主要基础类型都是桩基础。由于桩基础在施工的时候受到装置配备、地质结构、自然条件、周围环境等各方面的因素影响，所以在预先进行桩基础设计时，就要综合施工项目的各方面要求，提前进行现场工程勘探和数据测量，从而保证工程中各项数据都与实际相吻合。在进行桩基础技术改进的时候要综合考虑主观和客观因素，最终达到设计要求。
参考文献
[1] 郁素红.高强复合地基载荷试验成果的分析与应用研究[D].广州大学，2012.
[2] 李平.人工神经网络在高层建筑桩基工程中的应用研究[D].内蒙古科技大学，2012.
[3] 朱俊峰.超深层岩溶基础高层建筑上部结构与桩筏基础共同作用研究[D].上海交通大学，2012.
[4] 马志力.高层建筑桩筏基础补桩加固分析与应用[D].武汉科技大学，2013.
[5] 沈志刚.超高层建筑结构构筑及使用阶段对紧邻地铁运营隧道的影响分析[D].北京交通大学，2014.