[转载]论超高层建筑结构设计

【摘要】 对超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异、超高层建筑结构方案选择的主要考虑要素、超高层建筑中混合结构类型设计主要考虑问题及基础设计等问题进行探讨，依据已有的工程实践，进行了初浅的介绍，以供设计人员参考。　
随着我国经济建设的快速发展，自改革开放后的上世纪８０年代中期开始建造超高层建筑以来，我国各大中城市如雨后春笋般的相继建成大量的超高层建筑。除香港以外，以上海市最多。目前国内已建成投入使用最高的是上海环球金融中心，房屋高度４９２ｍ，１０１层；而在建的国内最高的是上海中心大厦，房屋高度达５７４．６ｍ、１２４层。目前世界上最高的摩天大楼是阿拉伯联合奠长国的迪拜塔，房屋高度为８２８ｍ，有１６０多层。我国上海中心大厦建成之后，将是世界高楼的前几位。据有关资料介绍，英国伦敦设想建造３００层的摩天塔楼，即所谓的伦敦通天塔，房屋高度１５２４ｍ，且不是最终高度，只是第一阶段建筑计划中的高度，未来它能继续长高。

超高层建筑的建造，其所以如此之快，除了有的城市为了有一个高大的形象建筑之外，主要还是超高层建筑能在有效面积的土地上，得以发挥最大的使用效益。也尽管建造超高层需要的费用比一般高层建筑高出很多，但在我国的城市建设中，随着日益快速发展的需要，为土地使用率的提高，必然会使超高层建筑以更快的速度发展。

现根据我们近些年来在超高层建筑结构设计中的学习和工作实践，把所了解的粗浅认识和体会向同行们作如下介绍:

一、超高层建筑与一般高层建筑结构设计的差异　
1.1、从房屋高度上比较
超高层建筑的房屋高度在１００ｍ以上直至有几百米甚至上千米的设想，而一般高层建筑的房屋高度则是在１００ｍ以下。　

1.2、从建筑消防要求上比较
超高层建筑由于疏散距离远（最高层到地面），从消防策略考虑，须设置避难层，以保证遇到火灾时，位于建筑上部的人员能在有限的时间内疏散的相对安全的位置，等待救援。一般高层建筑最多100m，目前的消防云梯的作业面能达到60m，加上高压灭火设备，完成能控制火警，可以不设置避难层。

1.3、从机电设备的功率和性价比比较
首先超高层建筑都是高端用户，高端用户对机电设备的要求高，机电的功率和体积就大。其次如果采用从地面到屋面都使用一套设备，由于层数多，设备的功率将会非常大，并且沿竖井布置的管线也会非常大。再次即使不考虑管线消耗建筑使用面积，由于超大的功率，市场中也没有满足要求的设备供应商。针对超高层机电设计的要求，科学的设置机电设备层布置位置，使设备层中的设备性价比最高，设备层的设置也是平衡建筑使用率与机电性价比的综合判断。一般高层建筑首先层数不多，其次单层的面积在1000平方米以内，设备的要求一般，不需要设置设备层，使设备的服务范围减小。对于这些安放有设备的楼层，在设计过程中除考虑实际的荷载之外，更需考虑设备的振动对相邻楼层使用的影响。

1.4、从结构整体刚度的需要比较
一般高层建筑的楼板只做受弯构件考虑，即使楼板平面内刚度在设计的过程中是假定无穷大，对各竖向构成能够传递内力，使各竖向构件有协调的位移，一般楼板除特殊情况下还是以受弯的作用为主。对于超高层建筑来说，楼板的受弯作用由主要作用退化为次要作用，楼板整体协调性在超高层建筑中的作用凸显出来。通过加强楼板，形成结构的加强层，利用楼层的加强层提高结构的整体刚度。（超高层设计过程中常把“避难层”、“设备层”、“加强层”这三层设置在同一位置，使这些特殊功能的层相对集中，减少对建设使用的影响）


1.5、从结构选型的范围上比较
超高层建筑的结构类型选择上相对要广，除钢筋混凝土结构外，还有全钢结构和混合结构。而一般高层建筑结构除了特殊条件需要者外，多为钢筋混凝土结构。　

1.6、从建筑的平面形状上比较
超高层建筑的平面形状多为方形或近似，对于矩形平面其长宽比也是在２以内，尤其抗震设防的高烈度地区更应采用规则对称平面。否则，在地震作用时由于扭转效应大，易受到损坏。而一般高层建筑平面形状选择余地要大。　

1.7、从建筑的基础类型上比较
超高层建筑的基础形式除等厚板筏基和箱基外，由于平面为框架．核心筒或筒中筒，基本没有一般高层建筑中所采用的梁板筏基。同时，由于基底压力大要求地基承载力很高，除了基岩埋藏较浅可选择天然地基外，一般均采用桩基。另外，超高层建筑基本不采用复合地基，而一般高层建筑则有采用。　

1.8、从建筑的舒适度上比较
房屋高度超过１５０ｍ的超高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足风荷作用下舒适度要求，结构顶点最大加速度的控制满足相关规定要求。而一般高层建筑设计在满足抗震要求的情况下，一般建筑很容易满足舒适度要求，基本上不用特别设计，所以一般建筑常常不需要考虑舒适度。

1.9、从政府对建筑的行政审批上比较
超高层建筑结构设计一般都需要进行抗震设防专项审查。《高层建筑混凝土结构技术规程》（以下简称《高规》）、《建筑抗震设计规范（以下简称《抗规》）》中的Ｂ级高度房屋就规定需要进行抗震设防专项审查，还有超过《高规》中第１１章混合结构设计规定的房屋高度也需要进行抗震设防专项审查。即算是采用全钢结构，超过《抗规》）第８章规定的房屋高度时，同样需要进行抗设防专项审查。这是因为超过现有规范规定房屋高度，还没有这样的工程经验，只有经过国内专家的评估和论证，必要时还须进行振动模型试验，才能确保工程的安全。而一般高层建筑的房屋高度多在规范容许高度范围并已有大量的科研成果和实际工程经验，除非是特别不规则结构，否则是不需要进行抗震设防专项审查的。


二、超高层建筑结构方案选择的主要考虑因

2.1、建筑物的抗震设防烈度
抗震设防烈度是超高层结构体系选用首要考虑因素之一　
现在的《抗规》和《高规》中已明确规定，结构体系的选用与抗震设防烈度相关。同时，从《抗规》和《高规》中规定的同一结构体系，对于房屋高度超过１００ｍ的高层建筑，不同的抗震设防烈度，房屋高度也是不相同的。很显然，抗震设防烈度６度最有利于建造超高层建筑，抗震设防度７度次之。而抗震烈度８度的高烈度区是不宜建造３００ｍ以上的超高层建筑的。因为地震作用太大，要满足三个水准的设防性能目标，其结构构件截面尺寸大，用材指标很高，并导致工程造价也相当高。如一座房屋高度为１５０ｍ的框架—核心筒结构，抗震设防烈度６度区是《高规》中的Ａ级高度房屋且为正常设计；而在抗震设防烈度８度区是《高规》中的Ｂ级高度房且高度还超限，需经抗震设防专限审查批准后方可进入正式设计。另外，在结构类型上，前者可采用钢筋混凝土结构，而后者则需采用混合结构。像这样的工程实例，如中国中元国际工程公司设计的重庆金融街金融中心和北京财富中心房屋高度近同，结果如上所述。

2.2、超高层建筑方案应受到结构方案的制约　
建筑专业是民用建筑设计中的龙头专业，一个具有较强建筑方案能力和有经验的建筑师，每一建筑方案都应考虑到结构，具有结构方案的可实施性。　而对于超高层建筑方案更应首先就要考虑结构方案的可行性，否则不是一个合理的建筑方案。所以，国外承担超高层建筑设计的事务所提出的每一个方案都要经过权威的结构顾问认可。对于我们国内设计单位来说，在建筑方案设计时应有结构专业的参与和配合。否则，有可能出现方案的大调整。海口某工　程是一座拟建３９层、房屋高度为１５２ｍ（实际顶部高度为１７５ｍ）的综合楼，其平面为熨斗形（见图１），平面的开口面向大海。方案设计的意向要让在这个楼内工作和生活的人员都能在楼内欣赏到美好的自然海景。由于海口抗震设防度８度且设计地震基本加速度值为0.30g，该方案能否可行要求结构专业提前参与配合建筑方案设计。该方案在平面上是非对称的，不是超高层建筑的理想平面。方案的主要问题是核心筒位于底部和底部角位设有转角墙，但顶部是完全开口的，存在抗扭刚度明显不足。经对方案结构的初步计算分析，地震作用下的平面开口位的扭转位移比远大于规范限值，因此，结构方案必须考虑提高该部位的抗扭刚度。为了不影响开口位对观赏海景和使用上的不便，经与建筑方案设计人共同研究，　结构方案拟在该位设置支撑，以增大结构的抗扭刚度。同时为使用上方便和具有更好的抗震性能，方案采用了八字形的偏心支撑（见图２）。从而，使该建筑方案得以实现。现已完成初步设计并经省建设厅组织抗震设防专项审查通过。总之，超高层建筑方案的实施应有结构专业在方案阶段的密切配合，保证结构方案实施的可行性。另外，也要在与建筑方案的研究结合中，结构方案力求做到有所创新。如广州珠江新城西塔房屋高度４３２ｍ，结构体系为筒中简，但它不是通常的外框密柱筒。为了减少传统的外框密柱筒的剪力滞后，设计采用了外框筒由斜柱与横梁组成网格筒（见图３）。从而，既减少外框筒角部的剪力滞后，同时获得了较大的抗侧刚度。因此，结构方案的创新是超高层建筑方案实现的新途径。





2.3、超高层建筑结构体系中结构类型的选择
超高层建筑结构体系中结构类型的选择，应据拟建场地的岩土工程地质条件和抗震性能目标的确定及经济的合理性综合考虑。　
１）拟建场地的岩土工程地质条件，是合理选择超高层建筑的结构类型时要考虑的因素之一。　
一个拟建在基岩埋藏极浅场地上的超高层建筑，具有采用天然地基的条件。一般这样的场地其建筑场地类别为Ｉ类或ＩＩ类，同时抗震设防烈度又低，故所采用的结构体系在《高规》规定的房屋高度范围内，则可优先考虑采用钢筋混凝土结构，如我国的重庆和青岛地区。而对在第四纪土层上的抗震设防烈度７度或８度区拟建的超高层建筑，为降低地震作用，结构选型应考虑采用结构自重较轻的混合结构或钢结构。如在北京、上海等地区就不可能优先考虑选用钢筋混凝土结构。　

２）抗震设计时，所确定的抗震性能目标是超高层建筑结构选型应考虑的因素之二。
前面所述超高层建筑结构设计都普遍存在结构超限，即超出我国现行《抗规》和《高规》的相关规定。一般抗震设计的性能目标要求竖向构件承载力达到中震不屈服或剪力墙底部加强区达到抗剪中震弹性，受弯及框架柱达到中震不屈服。显然，抗震设防烈度７度区、特别是８度区，钢筋混凝土结构就很难或不可能满足这一要求。所以，为减小结构自重在地震作用下产生的内力，应考虑选用混合结构或钢结构，这样即可以基本由型钢承担地震作用产生的剪力和拉力。否则，采用全钢筋混凝土的竖向构件则会因截面计算配筋量太大，导致钢筋无法放置。若增大构件截面则结构自重加大，地震作用产生的结构内力也增大，仍然会使得截面配筋率很大，这在实际工程是无法实施的。　

３）采用合理的结构类型，应考虑经济上的合理性。
通常从工程造价上比较，钢筋混凝土结构最低，其次是混合结构，最高则是全钢结构。一般混合结构（指型钢混凝土柱、钢梁、钢筋混凝土核心筒）方案每平方米造价要高出钢筋混凝土结构约５００元，而全钢结构每平方米要高出约１０００元以上。所以，超高层结构方案的采用应考虑有利于降低工程造价。另外，超高层建筑结构中的竖向承重构件由于截面积大而会使建筑有效的使用面积减小。采用型钢混凝土柱或圆钢管混凝土柱既可较大提高承载能力。而且延性好，尤其是柱截面比钢筋混凝土柱减小近５０％。因此，增大了有效使用面积，这对于工程造价格较高的超高层建筑来说经济效益得到了提高。所以，即使采用钢筋混凝土结构方案，为减小柱截面，也可在一定高度柱内设置型钢，这主要是为了获得较多的使用面积以提高经济效益。采用型钢混凝土柱或圆钢管混凝土柱、内外框钢梁和内设型钢的钢筋混凝土核心筒的这种混合结构，现在普遍被用于超高层建筑结构。因为此种结构相对全钢筋混凝土结构自重要小，特别是还具较大的结构刚度，在地震作用下结构易于满足设计要求，同时具有良好的消防防火性能，其综合经济指标较好。当然，也有一定数量的超高层建筑采用全钢结构，那是有其特殊原因，像中央电视台那样的怪异建筑它是无法用混合结构来实现　的。对于北京抗震设防烈度８度这样一种严重特别不规则结构，要保证结构自身的稳定性，就须结构自重轻、材料强度高，特别是部分构件始终处在受拉状态，只有采用全钢结构方可。它的用钢量达　４００ｋｇ／ｍｚ，是房屋结构中最高的。因此，从结构上讲它不是一个合理的结构。

4）超高层建筑结构类型的选用，施工的合理性应考虑的又一因素.
超高层建筑的房屋高度多在１５０ｍ以上，一般整栋楼面积多近10万平方米或以上。众所周知，房屋高度愈高，施工难度愈大，施工周期也愈长。一般钢筋混凝土结构高层建筑出地面以上的楼层施工进度约每月4层；混合结构（型钢混凝土框架—钢筋混凝土核心筒，内外框梁为钢梁）约每月５层～６层；全钢结构约每月７层。显然，不同结构类型，施工进度各　不相同。因此，设计应根据不同的房屋高度和业主对工程施工进度的要求，综合考虑以选择合理的结构类型。另外，由于超高层建筑施工周期长，从文明施工和尽量减少对城市环境的不良影响，设计应考虑尽量减少现场混凝土的浇捣量，使部分结构构件能放在工厂加工制作，运到现场即可安装就位。同时在楼盖结构设计中考虑尽量做到减少模板作业而采用带钢承板的组合楼盖，这对于保证工程施工质量和加快施工进度是极其有效的措施。所以，抗震设防烈度７度以上地区、房屋高度在１５０ｍ以上超高层建筑结构，采用上述所说的混合结构方案是合适的。甚至在有条件时，把型钢混凝土柱改为钢管混凝土柱可使施工速度更快。如采用型钢混凝土框架（内外框梁为钢梁）一钢筋混凝土核心筒结构，它在施工出地面后，中央核心筒可独立采用滑模施工，且可先于钢结构安装５层～６层，随后进行３层型钢柱和钢梁的安装后，再进行型钢混凝土柱支模和浇注混凝土，接着铺设楼层钢承板和掷扎楼板钢筋并浇注混凝土。显然，采用钢承板的组合楼盖结构就基本没有模板作业了。采用这种结构形式，其施工速度无疑要快于钢筋混凝土结构。总之，对于超高层建筑结构选型除前面所说的因素外，施工的合理性也是设计要考虑的重要方面。
三、超高建筑结构类型中的混合结构设计　
3.1、混合结构的结构类型　
（１）钢框架一钢筋混凝土核心筒（内外框梁为钢梁）；　
（２）型钢混凝土框架一钢筋混凝土核心筒（内外框梁为钢梁或型钢混凝土梁）；　
（３）圆钢管（矩型钢管）混凝土框架一钢筋混凝土核心筒；　
上述三种混合结构类型，在超高层建筑结构设计中均有采用。从已建的工程来看，是后两种居多。从现有国家相关设计规程的规定，上述三种结构类型的房屋适用高度，当外框为钢框架时低于后两种，这主要是钢框架的刚度要低于后两种；当外框为框筒时，三种结构类型的房屋适用高度基本相同。

这三种结构类型从施工上讲，主要问题是型钢混凝土柱的箍筋要穿越型钢柱的腹板；尤其采用型钢混凝土梁，粱的纵筋要穿越柱的腹板或焊接在设置于型钢　柱翼缘的钢牛腿上，而型钢柱的箍筋除穿越柱腹板　外还要穿越型钢梁的腹板。

总之，施工极不方便，这也就是在实际工程上一般不采用型钢混凝土梁而内外框梁采用钢梁的原因。

另外，三种结构类型的用钢量也各不相同，如同处北京地区且房屋高度都在１５０ｍ左右的国际贸易中心二期、财富中心一期及东直门交通枢纽双塔分别外框是：钢框架、型钢混凝土框架、圆钢管混凝土框架，内筒均是钢筋混凝土核心筒。其型钢用钢量分别约为９０ｋｇ／ｍｚ、６５ｋｇ／ｍｚ、　ｌＯＯｋｇ／ｍｚ。显然，它与全钢结构相比，即使加上钢筋用量后总用钢量也要低，相应总的工程费用也低。同时，由于混合结构的主要抗侧构件是钢筋混凝土核心筒，其抗侧刚度大于钢支撑，这就是混合结构目前广泛用于超高层建筑结构的主要原因。

3.2、型钢混凝土和圆钢管混凝土两种结构类型中“柱的钢骨含钢率”的控制
一般设计中都是构造控制，目前国内设计的技术规程有如下的规定
（１）《高层建筑混凝土结构技术规程》的第11.3.5条中之４规定型钢含钢率，
当柱轴压比大于０．４时，不宜小于４％；
当柱轴压比小于０．４时，不宜小于３％。　
（２）《型钢混凝土组合结构技术规程》的第6.2.4条规定，
柱受力型钢的含钢率不宜小于４％，且不宜大于１０％
（最近的规程修改将改为ｌ５％）。　
（３）《钢骨混凝土结构技术规程》的第6.1.3条规定柱的钢骨含钢率，
对于一二级抗震结构，不小于４％：
对于特一级抗震结构，不小于６％；且不大于１５％。　
（４）《高层建筑钢—混凝土混合结构设计规程》的6.3.1条规定，
柱的钢骨含钢率，一级、二　级、三级抗震等级，不应小于４％；
特一级抗震等级，不应小于６％；且不大于１５％

上述各规程的规定各不相同，但有一个共同点是柱钢骨的含骨率不宜或不小于４％，因为，这是型钢混凝土柱与钢筋混凝土柱区别的一个指标。上述后两项规程提出按结构抗震等级的不同规定柱的含钢率，对此还持有不同看法。主要认为型钢混凝土柱的含钢率控制只是一个构造的宏观指标，与抗震等级有关的主要是轴压比控制。设计者应根据柱截面的控制尺寸及柱计算用筋面积近于构造配置，而设置大于４％的含钢率的型钢截面即可。同时，上述四项技术规程的规定是设计人员应遵守的国家行业标准，其他规程作为设计参考。

圆钢管混凝土柱的含钢率，目前的相关规程尚无明确的规定，但为确保空钢管的局部稳定不应小于４％，相当于径厚比１００，而已有规定的径厚比均在１００以内，含钢率为６％～１０％，还是比较合适的。


3.3、钢筋混凝土核心筒的型钢柱的设置　
在地震作用或风荷载作用下，钢筋混凝土核心筒一般要承受８５％以上的水平剪力；同时筒体外墙还要承受近楼层面积一半的竖向荷载。所以，在筒体外墙内设置型钢柱既可保证筒体与型钢混凝土柱有相同的延性，还可以减小两者之间竖向变形差异。同时，筒体墙内设置型钢柱，可使剪力墙开裂后承载力下降不多。尤其在抗震设防的高烈度区，剪力墙底部加强区的抗震性能目标要按中震弹性或中震不屈服设计，其地震作用下剪力、弯矩很大，更需在墙体内设置型钢柱。否则，暗柱配筋面积太大是在工程中无法实施的，而设置型钢柱可取代暗柱内纵筋。对于楼层梁采用钢梁时，在其楼层钢梁与筒体外墙对应的连接处设置型钢柱，则有利于楼层钢梁与筒体的连接。

钢筋混凝土核心筒外墙型钢柱的设置量，除底部加强区要求按中震弹性或中震不屈服的性能目标进行抗震设计时由计算确定截面积外，一般都是按构造设置，没有含钢率的控制。当然，对于型钢混凝土核心筒的设计则另按要求进行考虑。由于钢筋混凝土核心筒四角受力较大，相对其他位置应适当加大型钢柱的截面积。同时，为了筒内楼层处的型钢梁的连接，其截面形式宜采用十字形或丁字形。在筒体墙内的型钢柱的混凝土保护层厚度不应小于１００mm。另外，要考虑筒体的型钢柱和型钢梁是先于混凝土浇注前安装，因此设计中应确保安装后的钢结构的整体稳定。


3.4、关于结构的抗侧刚度问题　
超高层建筑混合结构的钢筋混凝土核心筒体是整个结构的主要抗侧构件，所以筒体的墙厚尤其是外侧墙厚，主要是由抗侧刚度要求决定。在高层或超高层建筑结构设计中，对于框架一剪力墙、框架一核心筒或筒体结构（包括钢筋混凝土或混合结构），《高层建筑混凝土结构技术规程》对此类结构都有明确规定：框架均应承担一定比例地震作用下产生的水平剪力。这一规定充分说明我们设计是采用双重抗侧体力系。所以，要求外框架或外框筒承担一定比例　的水平剪力，就要求具有一定抗侧刚度。因此，外框柱截面的确定除满足承载力和轴压比外，其刚度在整体结构刚度设计中应予以充分考虑。　

在超高层建筑结构设计中，由于框架一核心简或筒中筒结构（钢筋混凝土或混合结构）的结构抗侧刚度有时不能满足变形要求，需要利用避难层或设备层在外框或外框筒周边设置环状桁架或同时设置水平伸臂桁架的加强层。采用这种桁架式的加强层可以减少结构刚度突变，同时又使外框架或外框筒与核心筒紧密连接成一体，增大结构的抗侧刚度，满足结构的变形（层间位移）要求。

对于外框柱与筒体的剪力墙间设置的水平伸臂桁架，应使设置水平伸臂桁架处筒体的墙位与外框柱对应一致，水平伸臂桁架平面应与筒体墙中心线重合，方能形成结构整体的抗侧刚度。在前述中的海口某工程的平面为熨斗形的方案中，其外框柱与简体剪力墙位互不对应。如要设置水平伸臂桁架就无法直接拉通相连，这对于提高结构整体的抗侧刚度将很不明显。因此，如需要设置则设计应在方案阶段考虑调整。


四、超高层建筑结构的基础设计　
超高层建筑一般多设二层或更多层的地下室，其基础的埋置深度均能满足稳定要求。而对于基岩埋藏较浅无法建造多层地下室不能满足埋置深度要求的，则可设置嵌岩锚杆来满足稳定要求。其基础形式应据场地的岩土工程地质条件，在满足地基承载力的同时也满足沉降变形设计的要求。一般当基底砌置在第四纪冲、洪积的黏性土层或海相沉积的土层时，其地基承载力不能满足且地基刚度也不能满足变形要求，因此，需采用桩基方案。

而房屋高度在１５０ｍ左右且房屋楼层约４Ｏ层左右的超高层建筑，当基底砌置在第四纪厚度较大且密实的砂、卵石层时，一般承载力特征值和压缩模量都很高，则可考虑采用天然地基方案。对于基底砌置在中风化或微风化的基岩上的情况，则无论房屋高度多大，均为天然　地基方案。

4.1、天然地基基础。
上述两种情况下的天然地基方案，其基础形式是各不相同的。对于基底砌置在砂、卵石层的基础，多是采用等厚板筏形基础。但也有工程采用箱形基础，主要利用作为消防水池，如１５５ｍ高的北京国贸中心一期写字楼工程。由于该工程有３层地下室只是最下１层是箱基，而其他１层、２层不是，故总称为箱筏联合基础。等厚板筏基的板厚应具有较大的刚度，以使基底压力均匀分布以及减小外框（筒）和内筒的沉降变形差异，通常设计的等厚板筏基的板厚取外框和内筒之间跨度的ｌ／４左右。

而对于基底砌置在中风化或微风化的基岩上，由于基岩承载力特征值很高，则外框柱可采用独立基础，内筒可采用条形基础或等厚板筏形基础。如重庆地区某工程基底的中风化泥岩和中风化砂岩的承载力特征值分别为2650ｋＰａ和10380ｋＰａ，就可按上述的基础形式进行设计。同时，由于中风化或微风化基岩刚度很大，荷载作用下沉降变形甚微，所以地下室底板厚可按构造设置或按岩石裂隙水的水浮力计算考虑。在基岩上的独立柱基础，一般为使施工开挖不破坏基岩的整体性，多采用人工挖孔桩的开挖方式施工。

4.2、桩基础设计。
超高层建筑的桩基础，由于基底压力大，要求的单桩竖向承载力较高，因此，均采用大直径钻孔灌注桩或有条件的工程场地采用大直径人工挖孔扩底灌注桩。桩端持力层的选择应考虑层厚较大的密实的砂、卵石层或中风化、微风化基岩，以减少桩端沉降变形。

关于桩的布置总原则应集中布于柱下和墙下，但不同的桩型布桩的结果是各不相同的。如果设计采用的是端承桩或是摩擦端承桩，由于端承类的桩其单桩竖向承载力特征值很高，所需桩数要少，则　可布于柱下和墙下；如果设计采用的是端承摩擦桩或摩擦桩，由于单桩竖向承载力特征值相对要低，则往往整个基底承台下需要满布桩方能满足设计承载力和变形控制的要求。

上述两种不同的布桩方式，其桩承台板的厚度是各不相同的：布桩于柱下或墙下的承台厚度一般由冲切确定，且地下室的底板厚度可小于外框和内筒承台厚度，按构造或水浮力产生　的底板内力计算要求确定；而对于满布桩的承台厚度应如同天然地基基础中的等厚板筏基一样，承台板应具有较大的刚度以使基底承台桩均匀受力，因此承台板的厚度一般不是由冲切确定。这种满布桩的等厚板承台的内力计算，可根据桩的单桩竖向承载力的实际平均反力并按刚性方案的倒楼盖计算，这样是符合实际工程受力状态的。

我国在２０世纪８０年代后期，为了提高钻孔灌注桩的竖向受压承载力，经过科学试验开始在工程上应用后注浆钻孔灌注桩并取得了很好的成果。这种后注浆钻孔灌注桩不仅单桩竖向承载力得到大幅度的提高，而且桩端沉降变形减小，在桩基工程中已被广泛采用。现有桩基设计规范对后注浆钻孔灌注桩单桩相对普通钻孔灌注桩的单桩竖向承载力提高系数已有明确规定，总体来说与各地岩土工程地质条件有关。

像北京地区桩端持力层为卵石、园砾层，桩侧为黏性土层和砂卵石层，其提高值接近普通钻　孔灌注桩的两倍，但必须是由具有后注浆技术资质的专业公司施工。从工程造价上讲，采用后注浆钻孔灌注桩总的工程费用可降低２５％左右。因此，该桩型是超高层建筑桩基设计中采用的合理桩型。

另外，关于钻孔灌注的成孔方法，以往均采用反循环钻机施工，而现在对于一定的桩长采用旋挖钻机，施工速度快，特别是桩端沉渣厚度很小甚至几乎没有，从而有效的保证了钻孔桩的施工质量。这种钻机是在工程实施中凡有条件应当优先采用的钻机。

北京财富中心的１期、２期工程超高层写字楼和公寓楼全部采用后注浆钻孔灌注桩并采用旋挖钻机成孔，后注浆技术为中国建筑科学院地基基础研究所专利技术并由他们实施完成。该工程的主裙楼间虽荷载差异很大，设计中考虑到采用后注浆钻孔灌注桩均不设置沉降后浇带，建成投入使用后，地基差异沉降实测值均在设计允许范围之内并与地基所地基的沉降计算分析结果基本吻合。


五、结语　
本文根据多年来从事超高层建筑结构设计中的一些认识和体会而总结成文。由于水平有限，还不一定准确甚有不正确之处，现将其抛出是为了与同行者共同研讨。同时，也正如前文中所述，随着我国国民经济的高速发展，我国超高层建筑的建造必将同时有更快的发展。所以，欢迎同行提出宝贵意见，为共同提高超高建筑结构的设计水平而努力。