中国建筑科学研究院地基根本研究所副所长 宫剑飞研究员

我国高层建筑的发源要追溯到20世纪30年月的。肇端的高层是10层摆布，那时，全上海共建成了30-40栋如许的高层建筑。

50年月起，、广州等地的年夜型公共建筑上最先兴修高层。到了70年月，全国各地最先连续兴修高层建筑，并最先了高层建筑根本设想方式的会商和现实项目的原位测试，重点处理箱基的设想问题。80年月起，跟着鼎新开放的深化成长，全国各年夜城市和一批中等城市遍及兴修了高层建筑。

高层建筑的高潮真正突起在90年月，正值芳华韶华的宫剑飞也刚好遇上了阿谁年月，从此开启了他的建筑人生。

高层建筑范畴展露身手

宫剑飞生在1970年2月，现任中国建筑科学研究院地基所副所长，建研地基根本项目无限义务公司副总司理。

对高层建筑的成长过程，宫剑飞既是亲历者又是实践者。

他说，上世纪80年月之前，高层建筑根本情势首要为箱基，建筑情势简单，很少有主、裙楼一体布局，对有裙楼的高层建筑，则经由过程在高、低层间设置永远沉降缝予以处理。

跟着经济的敏捷成长和年夜城市生齿密度的提高，高层建筑的地下空间操纵率获得年夜幅度晋升。但是，保守的箱形根本已不克不及知足因泊车和地下贸易举措措施对地下年夜空间的需求。筏形根本在阐扬地基承载力、调剂地基不平均沉降、抗震性、根本造价经济性、施工周期、地下空间的开辟操纵等方面有良多的优胜性，是以，具有很年夜刚度的箱形根本正在被空间较年夜的框架厚筏根本所取代。

再后来，地下空间的操纵使高层建筑根本的型式和功能有了较年夜的转变，地下建筑面积极年夜地跨越了高层建筑投影面积。良多建筑已在厚筏组成的年夜面积地下建筑上建筑一个或多个层数不等的塔楼和低层裙房构成的建筑群。这时候，为包管地下布局的全体性，各单个建筑之间不设沉降缝，是以，在设想上提出了塔楼与裙房之间的变形调和可能性、多个高层建筑之间的彼此影响和公道距离的问题。

这些都是宫剑飞研究的课题。

据宫剑飞称，这类建筑具有以下特点：

起首，根本埋深年夜。因为充实操纵地下空间资本，今朝建筑根本凡是具有3～5层地下室，是以建筑埋深凡是在15～25米。

其次，占地面积年夜。因为高层建筑与低层裙房和地下车库全体毗连，建筑占地面积凡是达数万平米，个体项目到达十几万平米。

再次，荷载和刚度差别年夜。因为在统一个年夜底盘上建筑一个或多个层数不等的塔楼和低层裙房，是以形成年夜底盘上荷载散布极不平均，布局刚度差别极年夜，同时也会引发根本偏疼使根本呈现稍微全体倾斜。

最初，根本全体毗连。因为利用功能的要求和增强地下布局的全体性，这类建筑一般在地面下凹凸层相连处不采取双墙双柱和永远性沉降缝，乃至投资方要求施工时不设沉降后浇带，根本筏板采取全体毗连。

宫剑飞指出，这类高层建筑触及到土力学中沉降计较问题和分歧类型的上部布局承受变形的能力，终究归结到按变形节制地基设想理论问题。因为现有的很多设想方式没法切确处理筏板全体规模内的反力和沉降问题，是以，当前处理凹凸层沉降差的问题多用的施工方案为在主楼与其扩年夜部门的筏板部位设置宽1m的后浇带。

需要申明的是，筏板钢筋在后浇带部位是持续的，施工时代主楼能够自在沉降，待主楼布局施工终了后再浇注微膨胀混凝土，使主楼与其扩年夜部门连成全体。在布局方面，裙房与主楼间的毗连梁端头有按柔性毗连设想的。

而在当前的高层建筑上，采取施工后浇带方式处理主楼与裙房毗连的建筑已有很多。

立异全体厚筏根本设想手艺

针对上述项目扶植需求提出的问题，中国建筑科学研究院地基所的研究团队在黄熙龄院士的指点下颠末多年的理论、实验研究和项目实践，在复杂高层建筑下年夜底盘全体根本设想手艺上实现了冲破和立异：全体厚筏根本的板块化设想方式。该手艺按照高层建筑年夜埋深特点，将高层建筑基底下荷载节制在土体欠抵偿状况，或基底附加压力节制在很小的状况，充实操纵回弹再紧缩段变形小的特点和裙房根本筏板无限分散高层荷载的道理进行分区变板厚设想和变形节制设想，处理年夜面积筏板沉降量和差别沉降问题，进而打消沉降缝或沉降后浇带，实现筏板全体设想。

该手艺首要有以下特点：第一，在一个年夜型地下框架厚筏布局上，在足够埋深前提下，高层下筏基反力具线性散布特点，筏板框架布局具有分散上部高层建筑荷载的感化，其影响规模是无限的。第二，揭露了多塔楼下年夜底盘框架厚筏根本的变形特点和地基反力散布纪律：各塔楼自力感化下发生的变形、反力是经由过程以各个塔楼下面必然规模为中间，各自沿径向向外围衰减分散，并在其配合的影响规模内，沉降和地基反力能够彼此叠加。第三，提出了将高层部门的厚筏等厚度向外拓展一跨后渐变板厚，以削减高层下的地基附加应力，增添高层部门的不变性。第四，在上部布局、厚筏和地基配合感化下，全体筏板的变形是不法则的和持续的，在一般利用极限状况下，其沉降可按弹性理论并采取叠加道理计较。第五，成立了斟酌上部布局、根本与地基配合感化的年夜底盘框架厚筏根本的简化全体计较模子，提出年夜底盘框架厚筏根本的适用设想方式。

对该手艺的经济效益，宫剑飞暗示：

第一，节流材料。该手艺采取自然地基，打消桩根本或地基处置，年夜幅度节俭钢筋和混凝土。第二，可打消沉降后浇带，从而节流工期。第三，因为打消桩基或地基处置，该手艺能削减泥浆排放，因此下降情况污染。第四，较常规扶植方式提早住手降水，节俭水资本。第五，桩基和地基处置的打消，节俭了30米以下深层地下空间资本，为城市深层地下空间开辟操纵供给了更年夜的矫捷性和手艺保障。

以第四纪砂卵石和黏土交互层为特点的中底紧缩性地质前提的北京地域为例，建筑高度在100米高、根本埋深在20米摆布的高层建筑打消桩根本或地基处置，并在施工进程中打消沉降后浇带成为可能。北京地域成功利用该手艺扶植的项目项目如中石油年夜厦、北京LG年夜厦、中国银行�����APP年夜厦、北京富景花圃、北京世纪财富中间、中华全国总工会中国职工对交际流中间、北京三里屯SOHO等已达二十余项。

该手艺在2012年和2014年持续被列为北京市绿色建筑推行名录予以推行。

宫剑飞认为，该手艺的应用处理了以下困难,起首，建有多幢多层和高层建筑的全体年夜面积根本斟酌上部布局刚度影响的设想计较理论的问题;其次，凹凸层间根本全体毗连的差别沉降节制问题;再次，年夜底盘高层建筑根本内力计较精度问题;最初，年夜底盘高层建筑根本抗浮设想问题。

对该手艺的立异点，首要表现在以下几方面：

1、揭露了年夜底盘高层建筑反力、地基应力场散布特点和根本变形特点;2、成立了斟酌上部布局、根本与地基配合感化的简化全体阐发模子;3、提出了年夜底盘高层建筑根本刚度评价和斟酌高层荷载无限分散的根本筏板板块设想方式;4、提出了年夜底盘高层建筑根本变形节制目标和全体筏板建筑的手艺组织办法;5、提出了年夜底盘高层建筑根本全体弯矩与局部弯矩节制设想目标和计较方式。

“上述立异属在我国建筑地基根本设想理论的原始立异和手艺立异。”宫剑飞暗示。

二十年累累硕果

自1995年进入中国建筑科学研究院师从黄熙龄院士攻读博士学位算起，宫剑飞处置高层建筑地基根本的研究工作已有20年。时代他曾掌管过中国石油年夜厦、首都机场T3航站楼、北京三里屯SOHO、首钢迁安2160mm热带轧机项目、沈阳新世界会展中间等数十项复杂项目的地基根本方案制订和实行。

他持久处置复杂高层建筑地基根本的理论、模子实验、项目原位测试研究工作和年夜跨度地下布局项目手艺的研究开辟工作，在全体年夜面积筏形根本变形节制设想理论上有立异性功效并努力在功效的推行，在北京、、等地30余项项目中成功利用，经济效益和社会效益显著。

宫剑飞曾作为课题担任人或首要加入人承当过国度科技支持打算课题和科技部科研院所手艺开辟研究专项资金等十余项国度、省部级课题，获省部级科技前进一等奖1项、二等奖2项，三等奖1项，省部级项目勘测设想二等奖2项;获发现专利5项，适用新型专利2项;在国表里颁发专题研究论文30余篇。

宫剑飞兼任《岩土项目学报》编委;中国建筑学会理事;中国建筑学会地基根本分会副理事长兼秘书长;中河山木匠程学会土力学和岩土项目分会理事;中国城市轨道交通协会平安治理专业委员会委员;住房和城乡扶植部强迫性条则调和委员会委员兼秘书;住房和城乡扶植部地基根本尺度化手艺委员会委员;住建部防灾研究中间专家委员会副主任。

这就是宫剑飞，一个谦善低调却心系事业的“岩土项目师”。