在经历了9.0级地震即大海啸后，人们惊异地看到日本的多层、中高层甚至高层建筑物居然完整地挺立着，很多房子虽然被汹涌的海浪挪出很远，但全然没有散架，日本的大地震让建筑抗震再度成为焦点。
结构、地基、规范成三利器
作为一个地震高发国，此次地震仍被视为“日本历史上近1200年一遇的大地震”。虽然地震造成了严重的损失，但多数岿然不倒的高层建筑在灾难中保护了无数人的生命。这样的建筑抗震能力值得中国学习。
日本的高层建筑之所以能在多次强震中岿然不倒，与日本高层建筑的框架结构、特殊防震设计以及建筑抗震标准密不可分。而且在日本的建筑施工中，对于抗震有三种构造概念：耐震、制震和免震。耐震为最普通级别，主要用在低层建筑中。制震则是让建筑物在地震晃动中，集中在一个地方造成损害，但其他地方不会发生损毁。其中一种做法是在建筑物中放置各种球体，让这个部分吸收地震能量，等地震过后，只需把这部分换掉就行，建筑其他地方不会发生问题。还有比较普遍的做法则是放置油压器装置，其作用相当于保险丝，基本上在高层建筑中，每层都会放置一个以上这种装置。
第三种的免震技术运用的成本过高，而且也不是每个地块的地基都适合。所以，现在日本大多数建筑采用的标准基本都是制震的标准。
据留学日本多年的方体空间工作室主持建筑师、北京大学建筑学研究中心副教授王昀表示：“日本的高层建筑多以纯钢结构、钢骨混凝土结构为主，而钢结构建筑正是抗震性能最好的，甚至优于日本民居所用的木结构，以及我国大多数建筑采用的钢筋混凝土结构。”
“钢结构的特点正是强度高、自重轻、刚性大，能通过形变来承受动力荷载，因此具有很强的抗震能力。”知名建筑评论家、清华大学建筑系教授周榕表示，钢结构在日本新建的建筑中已经被广泛使用。
地上55层、高185米，有日本最高公寓楼之称的玉县川口公寓，就采用了与美国纽约世界贸易中心相同的建筑结构――填充混凝土钢柱CFT(Concrete-FilledSteelTube)结构，这种结构的钢柱直径最大达800毫米，厚度达40毫米，管芯中注入了比通常混凝土强度高3倍的特种混凝土。该公寓共使用此种钢柱168根。
同时，日本堪称世界上最严格的建筑规范也是挽救众多生命的一大利器。资料显示，日本自1950年以来多次修改《建筑基准法》，各类建筑的抗震基准已提高到最高水准。
日本《建筑基准法》规定，日本的高层建筑必须能够抵御里氏7级以上的强烈地震。一个建筑工程为获得开工许可，除了设计、施工图纸等文件外，还必须提交建筑抗震报告。这一报告主要内容是，根据地震的不同强度，计算不同的建筑结构在地震中的受力大小，进而确定建筑的梁柱位置、承重以及施工中钢筋、混凝土的规格和配比。
法律还规定，只有一级建筑师以上的人才能有资格编制抗震报告书，而且，报告书中的相关计算必须要使用国土交通省认可的专用程序。普通的一个八九层公寓楼，其抗震报告书动辄厚达两三百页。而建筑抗震报告还必须经过相关部门或人员的检查，确认无误后才能开工。
让建筑有“弹性”
据经历此次地震的人描述，强震来临时，只见眼前的高楼大厦左右摇晃，仿佛在“跳舞”。但强震过后一看，不仅房屋未垮塌，甚至连大的裂缝都没有。有的人甚至反映，一些高层建筑连玻璃都没有碎。
日本建筑的抗震能力，从结构入手，附加安装阻尼器等，让建筑变得有“弹性”，不再直接与地震“硬来”。
传统观念认为，加粗、加固梁柱等是抗地震的办法，但日本的最新抗震技术是让大楼适度摇晃。森大厦（在上海的开发项目为环球金融中心）的相关人员介绍说，其在日本的大型开发项目六本木新社区的建筑群就采用了这种被称为“柔构造”的抗震技术，这种构造能够吸收地震的能量，而不是“硬碰硬”地对抗地震波。
这种弹性建筑，东京有12座，经里氏6.6级地震考验，证明在减轻地震灾害方面效果显著。据悉，弹性建筑物建在隔离体上，隔离体由分层橡硬钢板组和阻尼器组成，建筑结构不直接与地面接触，而阻尼器由螺旋钢板组成。
高层建筑的震动频率和设计强度使其在地震中不易倒塌。王昀说，“日本的每一栋高层建筑在设计之初都预先设计了减震设施，基本这些减震设施都被设计在地基，当地震来临大楼往东摇时，减震设施就往西移动，以减轻地震带来的压力。”
而这种设计正是日本在构筑高层建筑中普遍采用的“地基地震隔绝”技术，通过在建筑物底部安装橡胶弹性垫或摩擦滑动承重座等抗震缓冲装置来进行减震。当遇到强烈地震时，隔层支座产生弹性水平变位，建筑物就变柔了，大大减小了地震引起的上部惯性力，使得建筑物缓慢的左右、前后平行移动，从而使得上部建筑物基本不损坏，家具不翻倒。当地震停止时，支座的弹性恢复力可以使得建筑复位。
不过，上海市建筑科学院总工程师朱春明表示，高层建筑安装阻尼器代价较高，一般非地震高发地区，不太会花如此高的代价安装，而且也没有很大必要，因为通过其他手段也能满足抗震要求。不过，由于日本是地震高发地区，因此阻尼系统的应用比国内多。
借鉴与瓶颈
比对汶川地震和此次日本大地震后建筑倒坍的画面，SOHO中国董事长潘石屹不禁感叹，中国的建筑质量和日本的建筑质量有很大的差距，尤其农村的建筑缺乏基本的结构，没有水泥的圈梁和必要的柱子，都是用砖头砌起来的，地震后成了碎块。
事实上，虽然高层建筑的危险系数远远大于普通建筑，但高层建筑并不意味着抗震性弱。此次日本大地震中屹立不倒的高层建筑就足以证明这一点。
目前，砖混结构是我国主要的建筑结构，高层建筑则普遍采用钢筋混凝土结构，但这些都已开始在日本建筑中淡出舞台。
“这两种建筑结构，要比钢结构、木结构的抗震性能弱得多。”周榕说。
究其原因，钢结构建筑造价昂贵是主要原因。“平均比钢筋混凝土结构要贵出30%到50%。”中国工程院院士、广州大学工程抗震研究中心主任周福霖指出。而木结构也由于其防火性能差、坚固性不够在我国并不流行。
虽然目前我国已经开始在一些高层建筑中逐渐使用钢结构，比如鸟巢、广州新电视塔等，但仍因成本高企未能占据建筑行业主流。
关键词：桩基检测；报告整理；桩基档案
前言
桩基被广泛运用在各种建筑上，它在建筑物中主要起到承担上部结构荷载，将上部结构荷载传到桩周和桩端土体的作用。此外，桩基也可以用来承受水平力和上拔力，提高建筑物的抗倾斜能力。
随着工程建设的不断深入，桩基得到了迅速的发展，不仅广泛应用于工业和民用建筑、高层建筑、重型仓储基础，而且还应用于江海大桥、城市高架道路、高等级公路、铁路等领域，具有广阔的发展前景，尤其是随着中国城市化进程的加速，高层建筑以及道路管线的日益密集，为桩基的设计、施工与检测带来了新的机遇。同时对检测单位来说，如何保存桩基检测验收报告带来挑战。
1.传统桩基检测报告的整理的形式
一份完整的检测报告应包含下列内容：
①委托方名称，工程名称、低点，建设、勘察、设计、监理和施工单位，基础、结构形式，层数，设计要求，检测目的，检测依据，检测数量，检测日期；
②地基条件描述；
③受检桩的桩型、尺寸、桩号、桩位、桩顶标高和相关施工记录；
④检测方法，检测仪器设备，检测过程叙述；
⑤受检桩的监测数据，实测与计算分析曲线、表格和汇总结果；
⑥与受检内容相应的检测结论。
一份检测报告从出具到入库必然经历扫描、打码、录入等阶段，按照《城乡建设档案保管期限暂行规定》的要求，桩基验收档案要求长期保管，长期资料积累必然会导致“胀库”问题，传统的桩基报告存档都是采用人工操作模式，没有加入信息化的管理方法。传统的管理方式导致了工作效率的低下，档案资源不能得到有效利用，自动化管理的缺乏导致了桩基报告存档时间的浪费。还有一个问题就是档案管理员的素质有待提高。
2.一种归纳桩基完整性检测报告的方法
档案电子信息化是一种必然的趋势，但是传统的桩基检测报告信息化过程仅仅是一个扫描报告过程，不仅需要大量的信息存储空间，而且带来繁重的扫描工作。笔者在整理资料的工作中发现，利用cAD等软件二次开发，形成一份完整的桩基检测档案，可以很好地解决该问题。如下图1：某高速公路部分段桩基完整性情况。
桩基检测档案的优缺点：
桩基检测档案的优点：①提高设计图纸的利用率；②缩短二次文献信息的加工时间，提高桩基检测档案的时效性；⑧桩基检测档案电子化，可一次投入，多次产出，可改变信息加工工作受经费限制的局面；④桩基检测档案电子化，信息成果可多份拷贝，将拷贝成果送到领导及各个部门，让工程建设更好的接受社会监督；⑤桩基检测档案电子化，可使档案信息顺利地与最新技术接轨。
桩基检测档案的缺点：由于人们可以在机器上随时方便地复制电子文件，这样文件是档案的前身，档案是由文件有条件地转化而来这一档案概念就变得难以理解。电子文件的原始记录性和凭证作用如何确定、电子文件能否作为档案、是否具法律凭证作用等等，便成为档案界的一系列新课题。这些课题是电子文件能否转化为档案的关键，也是赋予档案本质属性新的内涵的客观需要。为此应采取如下对策：
①做好归档电子文件的技术处理工作，实施电子文件管理战略。也就是说，通过采取技术处理，将已归档的电子文件改为“只读性”文件，即只能读不能写的不可更改的文件，从而识别和保护电子文件的原始结构，保证电子文件的可靠性，使之与纸质文件一样发挥社会效用。
②解决好电子文件的保存问题。以化学磁性材料为载体的电子文件，从理论上讲能够长期保存，因为它的信息读出是无接触式的，不存在磨损。电子文件记录在介质层上的信息被密封在塑料保护层内，不怕外界磁场的影响，不会直接受到空气中的灰尘、水份及有害气体的侵害。但是，由于电子文件形成的时间短，缺乏实际贮存的验证，所以，电子文件中原始信息的长期保存问题是有待档案工作者进行深入研究和探讨的重要课题。目前，对于长久保存的电子文件，需要定期进行复制，以防止信息损失。
关键词：基础方案；基础埋深；基础沉降
Abstract:withtherapiddevelopmentofallkindsofhigh-risebuildings,buildingheightofthegrowing,difficultyrelativelyincreasinglylarge.Partinthewholebuildingfoundationofteninvestmentwasheldingreatproportion,sohowtoselectthereasonablefoundationformsforsafesaveinvestmentplaysaveryimportantrole.Thisrequiresdesignpersonnelofthebuildingforeachsurveyanalysisreporttochooseaoptimizationoffoundationscheme,befamiliarwithmasterstandard,thereasonabledesign.Thebasicdesignofattentioninaspectsarediscussedherein,soastobettermeetthepracticalneedsofengineering.
Keywords:basicplan;Burieddeepfoundation;Basesettlement
中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：
一、关于基础方案
工程地质报告要正确反映土层性质、地下水和土工试验情况，并结合设计要求，对地基作出评价，对设计和施工提出某些建议。如果地质报告不真实，就给设计人员造成分析、判断的错误。以前在地质钻探中有的有孔或深度不到位，有的抄袭相邻的地质报告，个别甚至出具假报告，都曾给建设单位造成过重大经济损失。结合最近几年遇到的一些实际工程对基础设计中值得注意的问题进行探讨。
广西容县某住宅小区，采用剪力墙结构，上部11层、18层，半地下室2层。
场地内岩土层由素填土第四系土层和第三系泥质粉砂岩组成，从上到下依次分述如下：
1)、素填土①(Q4ml)：平均厚1.30m。
2)、全风化泥质粉砂岩②（E）。该层中进行标贯试验平均10.3击/30cm；本层层分布于整个场地,平均厚23.87m，原岩土工程勘察报告提供地基承载力特征值为fak=250KPa.
3)强风化泥质粉砂岩③（E）：本层分布均匀，层面埋深16.00m～44.50m,平均厚度24.89m，为第三系的下段。原岩土工程勘察报告提供地基承载力特征值为fak=400KPa，
混凝土预制桩极限端阻力标准值qp=4000KPa
4）中风化泥质粉砂岩⑥（E）：岩石属较硬岩。岩体属较完整类，岩体基本质量等级为Ⅲ级。该层层面埋深37.00m～57.40m,已钻穿厚度4.10m～6.10m，平均5.15m，未钻穿该层厚度。原岩土工程勘察报告提供地基承载力特征值为fak=6000KPa。
勘察单位建议优先考虑使用天然地基(全风化泥质粉砂岩②，基础形式为筏基）；其次是考虑预制桩，以强风化泥质粉砂岩③作为桩端持力层，再次为冲孔嵌岩灌注桩，以中风化泥质粉砂岩④作为桩端持力层。
但根据地勘提供的地基承载力全风化泥质粉砂岩②fak=250KPa的值并不能满足18层+2层半地下室的要求，而岩土工程勘察报告中如此不合理的建议。笔者发现勘察报告在估算修正后的地基承载力特征值fa时基础埋置深度d取值为4米，将值fa取值至380KPa。本工程依地形北高南低，并非全埋地下室，地质勘测人员在估算地基承载力特征值fa时取基础埋置深度犯了规范性错误。且发现报告中标准贯入试验（原位测试）的击数离散性较大，同一土层越往深度击数反而小，根据分析受地下水影响。提供的地基承载力以原位测试及室内土工试验为主，凭经验确定，但笔者认为对比同类土其值偏低。后建议建设方进行浅层平板载荷实验，最终测得地基承载力特征值为fak=360KPa。因采用剪力墙结构，上部刚度较大，能减少地基的不均匀变形，最终采用独立基础，局部筏形基础，取得较好的技术经济效果。
原地勘报告中判断孔隙地下水（包括裂隙水）对混凝土结构的腐蚀等级为中等腐蚀性。由于缺乏对实际场地的了解做出错误判断，事实是局部几个点受附近居民的生活用水外排对土取样造成影响，只要对现场处理防止水往场地流入完全不会对工程基础造成腐蚀。否则按工业建筑防腐蚀设计规范经行反腐设计将会增加很大部分工程造价且加大施工难度。
另其他类似项目均是典型的风化岩为主，主要原因地基承载力的提供都是根据原位标准贯入试验及室内土工试验为主，根据参数按经验法确定，由于取样扰动造成此类土破碎或遇水易软化，而造成与实际情况相差甚远，甚至出现通过浅层平板载荷实验确定的地基承载力特征值是原有地勘提供值的3倍之多，由桩基础改为独立基础，达到非常好的经济效果。
二、基础埋深
基础应该要有一定的埋深，埋置深度可以从室外地坪一直算到基础底面，对于独立的高层建筑而言，基础埋深比较容易确定，但当今多数高层建筑与地下车库都是相互连接的，当地下车库基础采用筏板基础或设有防水底板的独立基础（防水底板不宜太薄）时，高层建筑的基础埋深可从室外地坪算起，此时高层建筑地下室顶板及地下车库顶板应按嵌固层要求设计，地下车库应有足够的侧向刚度作为高层建筑的侧限。假如不满足以上条件的时候，高层建筑的基础埋深应该要从地下车库地面算起。高层建筑通常设地下室来满足埋深要求，主要有以下几个优点：
1．提高地基承载力。当高层建筑采用天然地基时，地基承载力可进行修正。随着基础埋深的增加，修正后的地基承载力随之增大，从而可满足高层建筑对地基承载力的要求。
2．有利于高层建筑上部结构的整体稳定。高层建筑地下室外墙一般采用钢筋硷墙，地下室顶板厚不宜小于160mm，地下室具有较大的层间刚度，同时地下室外墙周边土也提供了很大的侧向刚度和约束。因此设地下室有利于上部结构的整体稳定，有利于协调结构整体变形，调整地基不均匀沉降。
地基规范中规定高层建筑筏形和箱形基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱形和筏形基础其埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15；桩箱或桩筏基础的埋置深度(不计桩长)不宜小于建筑物高度的1/18~1/20。位于岩石地基上的高层建筑，其基础埋深应满足抗滑要求。
对于实际工程也常出现小高层不设地下室，但采用桩基础时，按规范，高度为60米的建筑其承台底埋深需近3米。这在实际工程中是无法满足的。但是对于具体情况如采用大直径的嵌岩桩，因为沉降很小不会发生基础的不均匀沉降，大直径桩具有较大的抗弯能力，对于此类无地下室情况桩顶与承台连接处无需防水措施，完全通过构造措施使桩与承台刚接，且一般承台之间设有拉梁连接，根据实际工程需要承台在浅埋的情况下能满足。
三、防止建筑基础不均匀沉降的措施及沉降计算
地基的过量变形将使建筑物损坏或影响其使用功能，特别是高压缩土、膨胀土、湿陷性黄土以及软硬不均等不良地基上的建筑物，如果设计不周，就容易因不均匀沉降而开裂损坏。因此，如何防止或减轻不均匀沉降的损害，是设计中必须认真考虑的问题，通常的办法有：
1）采用合理的基础形式，如采用能较好协调变形的柱下条形基础、筏基和箱基等；采用桩基或其他深基础；进行地基处理；
2）从地基、基础、上部结构相互作用的观点出发，选择较好的建筑体型。建筑物的体型应力求简单，控制长高比，平面形状复杂的建筑物，纵、横单元交叉处基础密集，地基中由各单元荷载产生的附加应力互相重叠，必须出现比别处大的沉降，加之这类建筑物的整体性差，各部分的刚度不对称，很容易遭受地基不均匀沉降的损害。建筑物高低（或轻重）变化太大，地基各部分所受的荷载轻重不同，自然也容易出现过量的不均沉降。
3）设置沉降缝，必要时用沉降缝将建筑物（包括基础）分割为两个或多个独立的沉降单元，可有效地防止地基不均匀沉降产生的损害。
4）另应考虑相邻建筑物基础间的净距，地基中附加应力向外扩散，使得相邻建筑的沉降互相影响，在软弱地基上，两建筑物的距离太近时，相互影响产生的附加不均匀沉降，可能造成建筑物的开裂或互倾。
5）设计中按规范要求对基础进行沉降计算。基础沉降具有很大的经验性，设计中计算的沉降结果往往和实际沉降观察差异较大。但设计人员应能掌握判断机算结果沉降分布是否合理的，特别是筏形基础、桩筏基础的计算结果是否合理，因为沉降大小直接因为到反力及筏板承台的配筋结果。对于天然地基上筏板基础，地基的均匀性是制约差异沉降的关键因素，地基土的压缩性是影响沉降量和差异沉降的主要因素。天然地基承载力满足建筑物荷载要求，但沉降变形不见得满足，因而在这种情况下，变形控制分析十分重要。
高层建筑有相当比例的上部结构为刚度相对较弱、荷载不均的框架-剪力墙、框架-核心筒结构其基础采用桩筏、桩箱基础，建成后其沉降呈蝶形分布，桩顶反力呈马鞍形分布。《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008提出变刚度调平设计理念，以减少差异沉降和承台内力。变刚度调平设计的标准定义是：通过调整基桩的竖向支承刚度分布，使桩基沉降趋于均匀，基础或承台内力和上部结构次应力显著降低的设计方法。其基本思路是：考虑地基、基础与上部结构的共同作用，对影响沉降变形场的主导因素――桩土支承刚度分布实施调整，“抑强补弱”，促使沉降趋向均匀。具体包括：
1、高层建筑内部的变刚度调平；
2、主裙房间的变刚度调平。
对于前者，主导原则是强化中央，弱化。对于荷载集中、相互影响大的核心区，实施增大桩长（当有两个以上相对坚硬持力层时）或调整桩径、桩距；对于区，实施少布桩、布较短桩，发挥承台承载作用。对于主裙房间的变刚度调平，主导原则是强化主体，弱化裙房。裙房采用天然地基时首选方案，必要时采取增沉措施。当主裙房差异沉降小于规范容许值，不必设沉降缝，连后浇带也可取消。调平设计过程就是调整布桩，进行共同作用迭代计算的过程。最终达到筏板上部结构传来的荷载与桩土反力不仅整体平衡，而且实现局部平衡。由此，最大限度地减小筏板内力，使其厚度减薄变为柔性薄板。
在地基基础设计中要注意地方性规范的重要性问题。由于我国占地面积较广，地质条件相当复杂，作为国家标准，仅仅一本《地基基础设计规范》无法对全国各地的地基基础都进行详细的描述和规定，因此，作为建立在国家标准之下的地方标准。地方性的“地基基础设计规范”能够将各地方的地基基础类型和设计处理方法等一些成熟的经验描述和规定得更为详细和准确，在地基设计时同时应注重其它规范如高规、高规等规范针对基础提出的特殊规范要求。
结语
在今后的工作中，建筑结构设计人员需要重新认识自己工作的重要性，明确自己的责任，提高对结构设计质量安全问题的辨别能力，能熟悉掌握规范，积累结构设计的工作经验，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境。
参考文献
[1]建筑地基基础设计规范GB50007―2002[S]