具体描述
本书系“简明土木工程系列专辑”中的一本，它针对高层建筑基础工程的特点，从构成地下室间的基础和基坑工程两大部分出发，分析并阐述了高层建筑常规基础类型的理论和设计思路，以及在设计。施工过程中可能遇到的问题和解决处理的办法。本书结合现行规范和工程实例，并力求反映基础工程领域的前沿动态。
本书可供土木工程专业方面的设计、施工及教学人员参考，也可作为土木工程和岩土工程专业的本科高年级学生和研究生的参考教材。
城市天际线下的无声支撑：现代结构工程师的实践指南 本书聚焦于传统高层建筑结构设计理论的延伸与深化，专注于那些在标准教科书之外、在真实工程项目中至关重要的实践细节、创新材料应用以及复杂工况下的精细化应对策略。它不是对既有基础设计原理的简单复述，而是旨在构建一座连接学术前沿与工程实战的桥梁，为处理超高层、复杂场地条件下的深基与地基深层相互作用提供一套系统化、可操作的工具箱。 第一部分：场地条件的多维解析与风险预判 本书的开篇立足于工程的起点——场地勘察。我们深入探讨了先进的地球物理勘探技术在识别复杂地质构造（如溶洞、断层破碎带、古河道）中的应用，并着重于如何将这些非均质信息转化为可靠的岩土力学参数。 1.1 场地特性的精细化建模： 不再满足于传统的平均值法，本部分详述了如何利用三维离散元法（DEM）和有限元法（FEM）对场地进行高精度建模。重点在于如何准确模拟地下水位的动态变化、季节性冻融对地基承载力的影响，以及边坡开挖对既有深层基础的潜在扰动效应。书中包含多个真实案例，分析了场地不均匀沉降引发的结构应力集中问题及其在设计初期的预防措施。 1.2 极端荷载工况下的场地响应： 我们探讨了在地震、强风以及潜在的滑坡风险区，地基-结构耦合体系的动态响应。其中，特别关注了液化风险区域深层基础的抗上浮设计、高频振动荷载下桩基与土体的阻尼效应分析，以及如何通过地基改良技术（如高压旋喷桩、深层搅拌桩）来优化场地刚度，从而有效控制超高层结构的侧向位移。 第二部分：超深基础系统的创新设计与优化 针对现代超高层建筑日益增加的轴力与复杂的抗倾覆要求，本部分系统梳理了当前最前沿的深基础形式，并提供了详细的施工控制要点。 2.1 巨型桩与复合基础的性能化设计： 本书详细分析了直径超过2.5米的大直径嵌岩桩（Megapiles）的设计验算流程，超越了常规的极限承载力计算，侧重于极限状态下的延性表现和桩身应力扩散规律。同时，对箱型基础与桩筏基础（Piled Raft Foundation）的协同工作机制进行了深入研究，展示了如何通过优化桩长、桩间距与筏板刚度，实现基础整体承载力的显著提升，并有效控制差异沉降。 2.2 应对基坑深开挖的临时与永久支撑系统： 在高密度城市核心区，深基坑的支护设计成为决定项目进度的关键。本章详述了地下连续墙（Diaphragm Walls）的施工控制要点、内支撑体系（如临时钢支撑、预应力锚索）的设计规范、以及环境影响评估。特别探讨了无内支撑深基坑技术（如SMW工法、大型地下室自持力设计）在特定场地条件下的适用性与经济性分析。 2.3 基础沉降控制的精细化策略： 对于对沉降极为敏感的结构（如精密仪器厂房、超高层塔楼），我们提出了从设计源头控制沉降的策略。这包括预压技术（Preloading）的设计计算、优化基础埋深与结构自重比的平衡、以及后注浆技术（Post-grouting）在提高桩端阻力、减小沉降过程中的应用实例与风险规避。 第三部分：特殊环境与结构相互作用的深度剖析 本部分关注那些标准设计流程难以完全覆盖的特殊工程挑战，强调工程师的经验判断和高级数值模拟的应用。 3.1 复杂环境下的地下结构物相互作用： 当超高层基础与邻近的地铁隧道、地下管线或既有建筑深基础相邻时，应力场的叠加效应必须被精确评估。本书提供了荷载影响系数的修正方法，并详细解析了在复杂荷载组合下，如何利用有限元分析来预测桩土应力转移路径，确保对既有结构的影响在允许范围之内。 3.2 抗浮设计与地下水控制的整合： 对于高地下水位区域，抗浮设计是基础安全的首要前提。我们不仅讨论了基础自重、混凝土容重等传统抗浮手段，更侧重于主动排水系统（如深井降水、集水明排）的设计、运行与长期维护。书中包含了大量关于止水帷幕（如冻结法、注浆堵水）的设计参数选取和施工质量控制的实用数据。 3.3 考虑施工过程的地基强度发展模拟： 基础的最终承载力是随时间发展的。本书引入了固结理论和时间效应，模拟了从开挖、支护、基础浇筑到结构施工阶段的地基强度增长曲线。这对于评估预加载效果、确定最佳锚索施加时间点，以及预测结构沉降发展的速率至关重要。 第四部分：工程实践中的质量控制与风险管理 结构设计并非终点，施工质量是实现设计意图的最后一道防线。 4.1 深基础施工的现场监测与反馈： 详细介绍了静载试验（Static Load Test）和低应变动测法（PIT）在验收深基础时的技术要求、数据判读标准和异常情况处理流程。特别阐述了如何利用光纤传感技术（FBG）对超长桩进行实时应力监测，以及如何根据监测反馈调整后续桩的施工参数。 4.2 复杂基础结构的施工缝与节点处理： 超厚底板、复杂交接处的混凝土浇筑是高层基础施工的难点。本书提供了不同等级混凝土的温控方案、防离析措施、以及如何确保大体积混凝土的有效龄期和强度均匀性，避免因温度裂缝或施工缺陷导致的基础整体性受损。 4.3 可持续性与经济性优化： 在保证安全的前提下，寻求最优解。本部分探讨了如何通过优化桩长分布（非等长桩设计）、利用高强度和高性能混凝土（HPC）来减小截面尺寸，以及通过精确的土方平衡设计，实现深基础工程的绿色化与成本控制。 --- 本书面向对象： 结构工程师、岩土工程师、工程项目管理人员、以及相关专业的高年级学生和研究人员。它旨在提供一套超越理论范式的、面向复杂现实问题的解决方案框架，是实现结构安全与工程经济性完美结合的必备参考手册。
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