高层建筑基础设计
高层建筑基础设计的基础形式
高层建筑基础设计的基础形式在现代城市的天际线中，高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠，展现着人类建筑技术的辉煌成就。
然而，要让这些高耸入云的建筑稳固矗立，基础设计至关重要。
基础是建筑物的根基，承载着整个建筑的重量，并将其传递到地下的土层或岩层中。
不同的基础形式适用于不同的地质条件和建筑要求，下面我们就来探讨一下高层建筑基础设计中常见的基础形式。
一、筏板基础筏板基础是一种大面积的平板式基础，就像一个巨大的筏子，将整个建筑物的荷载均匀地分布在地基上。
这种基础形式适用于地基承载力较弱、不均匀沉降要求较高的情况。
筏板基础的优点是能够有效地分散建筑物的荷载，减少不均匀沉降的风险，提高建筑物的整体稳定性。
同时，它的施工相对简单，能够适应较为复杂的地形和地下管线布置。
然而，筏板基础也存在一些不足之处。
由于其面积较大，混凝土用量较多，造价相对较高。
而且，在地下水位较高的地区，需要采取有效的防水措施，增加了施工的难度和成本。
二、箱型基础箱型基础是由钢筋混凝土底板、顶板和纵横交错的隔墙组成的一个封闭箱体。
它具有较大的刚度和整体性，能够有效地抵抗不均匀沉降和水平荷载。
箱型基础的优点在于其空间利用率高，可以作为地下室使用，增加建筑物的使用面积。
同时，其封闭的箱体结构能够提供良好的抗震性能，适用于地震区的高层建筑。
不过，箱型基础的施工工艺较为复杂，需要较高的技术水平和施工质量控制。
而且，由于其自身重量较大，对地基的承载力要求也较高。
三、桩基础桩基础是通过桩将建筑物的荷载传递到深层的坚硬土层或岩层中。
根据桩的施工方法和受力特点，可以分为灌注桩和预制桩。
灌注桩是在施工现场通过钻孔、灌注混凝土等工序形成的桩。
它能够适应各种复杂的地质条件，桩径和桩长可以根据实际需要进行调整。
预制桩则是在工厂或施工现场预先制作好，然后通过打入或压入的方式植入地基中。
预制桩的质量易于控制，施工速度较快。
桩基础的优点是能够提供较高的承载力，适用于地基承载力较弱、建筑物荷载较大的情况。
《高层建筑基础分析与设计》高层建筑与地基基础共同作用的分析方法
➢ 最重要的简化则是地基的简化，也就是将地基简 化成什么样的“地基模型”是至关重要的。采用 不同的地基模型进行计算，基础梁、板将会得到 不同的内力和变形，它不仅影响内力的大小，甚 至会改变内力的正负号。
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第二节 考虑上部结构与地基、基础 共同作用的分析方法
先把上部结构隔离出来，并用固定支座来代替基 础，求得上部结构的内力和变形以及支座反力， 但是支座是没有任何变形的（图a）；
接着把支座反力作用于基础上，用结构力学方法 求得地基反力，假定地基反力是线性分布的，从 而得到基础的内力和变形（图b）；
再把地基反力作用在地基或桩上来设计桩数或校 核地基强度和变形（图c）。
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第三节 线弹性地基模型的共同作用分析
本节中，共同作用分析所应用的土体应力应变关系 均作为线性弹性处理。
地基模型采用文克勒模型、半无限弹性体模型和分 层地基模型．其统一的表达式为
S f R 或 R f 1S K S S
式中 {S}和[f ]——分别为地基变形（沉降）矩
阵和柔度矩阵；
[ Ks]——地基刚度矩阵。
Rb(i)
➢ 整个m个子结构的平衡方程为
(7-11)
K U S R (m)
(m)
(m)
(m)
b
b
b
b
➢ 可简写为
K U S R
b
b
b
(7-12) (7-13)
式力列(7-向13量)中{R，}均边是界未结知点数位。移因列此向，量式{U(7b-}1和3)基仍底没反办 法直接求解。
——子结构分析方法原理
基础内力和地基变形除与基础刚度、地基土性质 等有关外，还与上部结构的荷载和刚度有关。
高层建筑地下室与基础设计
高层建筑地下室与基础设计在现代城市的发展中，高层建筑如雨后春笋般拔地而起。
而高层建筑的地下室与基础设计，是整个建筑结构的重要组成部分，直接关系到建筑的稳定性、安全性和使用功能。
地下室的设计不仅仅是为了增加建筑的使用空间，还具有诸多重要的功能。
例如，它可以作为停车场、设备房、储物间等，提高土地的利用率。
同时，地下室还能在一定程度上起到抗震、抗风的作用，增强建筑整体的稳定性。
在进行地下室设计时，首先要考虑的是防水和防潮问题。
由于地下室处于地下水位以下，容易受到地下水的渗透和潮气的影响，如果处理不当，会导致地下室潮湿、发霉，甚至影响建筑结构的安全性。
因此，在设计时需要选择合适的防水材料，并做好防水节点的处理，如阴阳角、施工缝、后浇带等部位。
同时，还要设置有效的排水系统，及时排除地下室的积水。
其次，通风和采光也是地下室设计中需要重点关注的问题。
良好的通风可以保证地下室空气的新鲜，减少潮湿和异味。
采光则可以改善地下室的环境质量，减少人工照明的需求，节约能源。
为了实现良好的通风和采光，可以采用机械通风设备和采光井等设计手段。
另外，地下室的防火设计也至关重要。
由于地下室空间相对封闭，一旦发生火灾，疏散和扑救难度较大。
因此，在设计时要按照相关的防火规范，设置足够的疏散通道、防火分区和消防设施，确保人员的安全疏散和火灾的及时扑救。
基础设计是高层建筑结构设计的关键环节。
基础的作用是将建筑上部结构的荷载传递到地基中，因此基础必须具备足够的承载能力和稳定性。
常见的高层建筑基础形式有桩基础、筏板基础、箱形基础等。
桩基础是通过桩身将荷载传递到深层的坚硬土层或岩层中，适用于地质条件较差、上部荷载较大的情况。
桩基础的设计需要考虑桩的类型（如灌注桩、预制桩）、桩的长度、直径、间距等参数，以及桩与承台的连接方式。
筏板基础是将整个建筑的基底连成一片的大板基础，适用于地基承载力较弱、不均匀，或者上部结构荷载较大且分布不均匀的情况。
筏板基础的设计需要考虑板的厚度、配筋以及与上部结构的协同工作。
高层住宅楼筏板基础的设计
高层住宅楼筏板基础的设计在现代城市的建设中，高层住宅楼如雨后春笋般拔地而起。
而作为支撑这些高楼大厦的重要基础结构，筏板基础的设计至关重要。
筏板基础具有整体性好、能有效调整不均匀沉降等优点，在高层住宅楼的建设中得到了广泛应用。
一、筏板基础的概念与特点筏板基础，简单来说，就是一块像筏子一样的钢筋混凝土板，将整个建筑物的底面积全部覆盖，把建筑物的荷载均匀地传递到地基上。
其主要特点包括：1、整体性好：筏板基础能够将上部结构的荷载均匀地分布到整个基础底面，有效地减少了不均匀沉降的发生。
2、稳定性高：由于基础面积大，对地基土的承载力要求相对较低，能够适应较软弱的地基条件。
3、抗渗性能强：对于地下水位较高的地区，筏板基础可以有效地抵抗地下水的渗透，保证建筑物的安全性。
二、高层住宅楼筏板基础设计的考虑因素在设计高层住宅楼的筏板基础时，需要综合考虑多个因素，以确保基础的安全性、经济性和合理性。
1、上部结构的荷载准确计算上部结构传递到基础的竖向荷载和水平荷载是设计的关键。
这包括建筑物的自重、使用活荷载、风荷载、地震作用等。
不同的荷载组合会对筏板基础的尺寸和配筋产生重要影响。
2、地质条件地质勘察报告提供的地基土的物理力学性质、承载力特征值、地下水位等信息是设计的基础。
根据地质条件，选择合适的基础持力层，并确定地基的处理方式。
3、沉降控制高层住宅楼由于高度较大，荷载较重，对沉降的要求较为严格。
设计时需要通过合理的基础尺寸和配筋，控制建筑物的沉降量和差异沉降，避免因不均匀沉降导致结构开裂和损坏。
4、抗浮设计在地下水位较高的地区，建筑物可能会受到地下水的浮力作用。
此时，需要进行抗浮设计，确保筏板基础能够抵抗地下水的浮力，保证建筑物的稳定性。
5、温度应力由于筏板基础的混凝土体积较大，在施工过程中会产生较大的温度应力。
设计时需要采取相应的措施，如设置后浇带、添加膨胀剂等，减少温度裂缝的产生。
三、筏板基础的设计计算1、地基承载力计算根据地质勘察报告提供的地基土参数，按照相关规范和公式，计算地基的承载力。
10高层建筑基础设计
10高层建筑基础设计高层建筑是指高度超过一定限制的建筑物，其设计涉及多个方面，包括基础设计。
基础是建筑物的重要组成部分，它直接影响着建筑物的稳定性和安全性。
本文将介绍高层建筑基础设计的一些重要考虑因素。
首先，高层建筑的基础设计需要考虑地基条件。
地基是高层建筑的支撑，必须具备足够的承载力和稳定性。
对于软土地基，可以采取加固地基的方法，如灌浆或挤浆注入技术。
对于岩石地基，可以直接建立在岩石上。
地基设计应根据具体地质勘探结果和结构荷载进行计算和选择。
其次，高层建筑的基础设计还需要考虑地下水位。
地下水位的变化会对基础的稳定性和安全性产生重要影响。
在地下水位较高的情况下，可以采取降低地下水位的策略，如设置排水系统或使用地下防水层。
同时，还需要考虑基础的防渗性能，以防止地下水渗入建筑物，导致结构损坏。
此外，高层建筑的基础设计还需要考虑地震和风荷载。
地震是高层建筑设计中的重要因素之一，地震力会对基础产生巨大的影响。
因此，基础设计应符合地震抗震要求，采取适当的抗震措施，如设置剪力墙、加固柱子等。
另外，风荷载也是高层建筑基础设计中的重要考虑因素之一，特别是在高风区。
基础设计应考虑风荷载的大小和方向，以确保基础的稳定性。
除了上述因素，高层建筑基础设计还需要考虑建筑物的重量和荷载分配。
高层建筑的重量较大，需要合理分布在地基上，以确保地基能够均匀承受荷载。
同时，还需要对建筑物的使用情况和荷载进行综合考虑，如人员密度、地震荷载、设备荷载等。
最后，高层建筑基础设计还需要考虑建筑物的变形和沉降。
由于高层建筑的自重较大，地基往往会发生一定程度的沉降和变形。
基础设计应充分考虑建筑物的变形和沉降，并采取相应的措施，如设置沉降观测点、选择适当的基础形式等。
综上所述，高层建筑基础设计是一个复杂而重要的过程，需要综合考虑地基条件、地下水位、地震和风荷载、建筑重量和荷载分配、变形和沉降等多个因素。
只有进行科学合理的基础设计，才能确保高层建筑的稳定性和安全性。
高层建筑的结构设计特点及基础结构设计1
高层建筑的结构设计特点及基础结构设计摘要：高层建筑的上部结构，基础及地基组成了一个共同作用的体系，在高层建筑基础设计中，要有效利用上部结构刚度，充分考虑地基条件对基础受力的影响，合理选择基础形式，运用共同作用的理论设计地基和基础，达到减少基础内力与沉降、降低基础造价的目的。
本文就高层结构设计的特点、设计原则以及基础的结构设计中存在的几个问题进行了探讨。
关键词：高层建筑；结构特点；基础结构设计0.引言高层建筑结构设计越来越成为高层建筑设计工作的难点与重点，给工程设计人员提出了更高的要求。
在高层建筑结构设计中，基础设计极其重要，扎实、适用的基础，是确保高层建筑质量的关键所在。
在进行高层建筑结构设计时，要结合当地情况，考虑好可能存在的一系列影响因素，把基础设计做好。
本文就高层结构设计的特点、设计原则以及基础的结构设计中存在的几个问题进行探讨。
1.高层建筑结构设计特点1.1水平荷载成为决定因素首先，数据显示楼房自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值仅与楼房高度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中引起的轴力与楼房高度的两次方成正比。
因此，水平荷载对高层建筑稳定性的影响作用是很大的。
1.2轴向变形不可忽视高层建筑中，竖向载荷很大，能在柱中引起较大的轴向变形，对连续梁弯矩产生影响，造成连续梁中间支座处的负弯矩减小，跨中正弯矩和端支座负弯矩值增大；此外还会对预测构件的下料长度产生影响，要求根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整；另外对构件剪力和侧移产生影响，与考虑构件竖向变形比较，会得出偏于不安全的结果。
1.3侧移成为控制指标与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（△=qH4/8EI）。
另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：（1）因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。
《高层建筑基础分析与设计》天然地基上的高层建筑基础
W为与偏心距方向一致的基底截面抵抗矩，A为面积。
不能满足上述要求时，则必须进行稳定性验算！
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一、水平荷载作用下防止滑移
设作用于箱形或筏形基础顶部的水平荷载（风载 、地震荷载或其他荷载）为Q，箱形或筏形基础侧 壁填土能可靠的传递被动土压力和摩擦力的高度 h0≤D，计算简图如下。
抗水平滑移验算简图
作用的高层建筑或高耸构筑物；承受拉力的高压线塔 基础；承受水压力和土压力的挡土墙、堤坝或桥台； 位于斜坡或坡顶上的建筑物，由于荷载或环境因素的 影响，造成边坡失稳。
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规范规定：当建筑物基础满足抗滑移和抗倾覆的 前提要求时，可按构造要求满足基础的稳定性。
《高层建筑箱形与筏 形基础技术规范》对 箱基或筏基的构造要 求有： (1) 基础埋置深度； (2) 荷载偏心率。
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水平剪力Q由垂直于剪力方向侧壁的被动土 压力合力P、基底摩擦力合力F1，侧壁（平行 于剪力方向）摩擦力合力F2之和来平衡，于 是应满足：
KQ F F P
1
2
式中K为安全系数，取1.2~1.5。
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F A S
1
1
F1、F2 按公式计算：
F f A
2
h
h
2
Al—基底面积； A2—平行于剪力方向的两侧壁有效面积(A2=2bh0)； S —地基土抗剪强度，对于饱和软土S=0.5qu (qu为土
2
3
地基土承载力基本值表是收集各地载荷试验资料， 经回归分析并结合经验修正后编制的，使用时均以 指标的平均值查取，试验样品的数量及试验结果的 离散程度的影响均没有反映。
地基承载力基本值还应通过概率统计来进行修正， 将从表中查出的地基承载力基本值f0乘以小于1的回 归修正系数。
高层建筑基础设计若干问题
浅析高层建筑基础设计的若干问题摘要：高层建筑基础设计是一项复杂而又关键的工程，涉及的因素众多，所采用的方法也是随地质条件的变化而变化。
本文通过对现状的分析，以及对通常的方法的探究，总结出了一些需要注意的地方，最后提出了优化的观点。
关键词：高层建筑桩筏基础基础设计承载能力中图分类号：tu97文献标识码：a 文章编号：引言近年来，随着我国经济的发展以及城市人口的迅速增长，高层建筑在各大中型城市蜂拥出现。
高层建筑不仅高度上难以超越，而且体积相当庞大，在垂直方向上的负荷量也必然非常庞大，因此对其基础设计与建设的要求就很高了。
地基基础设计一直是结构工程师比较重视的内容，不仅仅由于该阶段设计过程的好与坏将直接影响后期设计工作的进行，同时，也是因为基础是整个工程造价的决定性因素，因此，在这一阶段，所出现的问题也有可能更加严重甚至造成无法估量的损失。
高层建筑的基础应选用整体性好，满足地基承载力和建筑物容许变形的要求，并能调节不均匀沉降的基础形式。
高层建筑宜设置地下室以减小地基的附加应力和沉降量，有利于满足天然地基的承载力和上部结构的整体稳定性。
此外，在基础设计中要注意地方性规范的重要性。
1.高层建筑基础设计的方案选择在目前高层建筑基础设计上所采用的类型主要有钢筋混凝土筏板基础、桩筏基础等二种。
1.1钢筋混凝土筏板基础目前。
我国大中型城市用地普遍紧张，城市中的高层建筑比较密集，因而必须设置水池、设备用房、人防工程以及车库等地下室，并根据其功能的具体要求来确定建筑物地下室的层数和层高。
这就相应的确定了基础需要的埋深，之后根据基础的埋深以及建筑场地土层的特点来选择基础的类型，分析是否可以使用天然筏板基础。
天然地基筏板基础具有施工方便、工期短、节约投资等优点，建议设计人员在条件允许的情况下尽量选择。
关于地基承载力的取值问题，地质钻探报告提供的地基承载力特征值是重要的参考依据。
它是依照有关的设计规范并结合地基承载力的特征值，对宽度和深度进行必要的修正后得到地基承载力的特征值，但考虑室内土工试验有可能因为岩样或土样在取样时受扰动，试验结果会出现偏差，故应结合原位试验即标贯或压板试验的结果来确定持力层承载力特征值。
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高层建筑基础设计的探讨
摘要：随着高层建筑在我国的工程建设中越来越普遍，高层建筑基础作为高层建筑结构体系的一个重要组成部分，也日益被业内人士所重视，那是因为高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用，在设计时，应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑，选择合理的基础形式。
关键词：高层建筑；基础设计；分析方法
一、高层建筑基础设计选型的重要性
1、高层基础如果设计方法不对或者选型不当，将严重影响建筑物的安全性。
不恰当的基础设计，可能因承载力不足引起建筑物的不均匀沉降，导致建筑物开裂或倾斜，引起难以修复的工程质量问题。
2、选择合理的基础形式是降低工程造价的一个有效措施。
基础工程在建筑工程造价中占有很大的比重，通常情况下可以达到25%左右，在结构复杂或者地质情况复杂时，所占比重还会有所增加。
因此，选择合理的基础形式能够有效降低工程造价。
3、合理选择基础形式对缩短施工工期具有重要意义。
据统计，基础工程的施工工期可以占到土建工程工期的 30%左右，因此正确选择合理的基础形式对节省施工工期有很大的意义。
二、高层建筑基础设计分析方法
经过工程技术人员多年的实践与研究，高层建筑地基、基础共同作用的事实已被人们所认同。
目前，最理想的分析方法是上部结
构与地基、基础共同作用的分析方法。
在这种方法中，地基、基础、上部结构之间，同时满足接触点的静力平衡和接触点的变形协调两个条件，即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体进行分析。
三、高层建筑基础选型
1、基础选型的依据
在一般情况下，高层建筑基础设计选型时应考虑以下因素的影响。
①地质条件的影响。
地质条件是影响高层基础选型的一个非常重要因素，虽然建设场地的地质条件在多数情况下是隐蔽的、复杂的和可变的，但目前的工程勘察和技术手段，一般能做到相对的准确。
作为设计人员，对提供的地质资料要能够进行准确分析和正确判断，进而能够合理地进行基础设计，并在施工过程中根据具体的地质条件变化修改设计。
②上部建筑结构形式的影响。
不同的上部结构，对地基不均匀沉降的敏感程度也不相同，对地基不均匀沉降越敏感的上部结构，则应选择刚度较大的基础形式。
因此要根据上部结构的不同结构形式（框架、框架剪力墙、剪力墙结构等）选配合理的基础型式。
③要根据建筑结构的特点，荷载大小，建筑物层数，高度、跨度大小等因素来选择最佳的基础形式。
④高层建筑基础设计应满足建筑物使用上的具体要求。
例如要满足人防、地下车库、地下商场等各种建筑类型的具体要求。
⑤高层建筑基础设计还要满足构造的要求。
例如箱型基础，要满足埋深、高度，基底平面形心与结构竖向静荷载重心相重合，偏心距、沉降控制等要求。
⑥抗震性能对基础选型的影响。
高层建筑对地震作用更加敏感，在地震作用下，基础可能出现过大变形、不均匀沉降和倾覆，所以在基础选型时，一定要充分考虑到地震作用的影响。
⑦周围已有建筑物对基础选型的影响。
周围已有建筑物对基础选型影响也很大，如与已建建筑物间距过小时，若采用筏型或箱型基础，在深基坑开挖时，是否会对已有建筑物的基础或主体造成局部下沉、开裂等；如基础采用预制桩，打桩时的震动能否造成已有建筑物开裂或女儿墙、雨篷等构件的倾覆、倒塌、坠落等。
⑧施工条件对基础选型的影响。
施工队伍素质能否保证施工质量；材料、设备、机具等能否就近购买或租赁；施工期间的气候条件等都是影响基础选型的因素。
⑨工程造价对基础选型的影响。
应在满足功能的前提下，选用造价最经济的基础设计方案。
2、几种常见基础类型的适用条件分析。
2.1筏型基础。
是高层建筑常用的基础形式之一。
它的适用条件为：①对于软土地基，当使用条形基础不能满足上部结构的容许变形和地基容许承载力时；②当高层建筑的柱距较小，而柱子的荷载较大，必须将基础连成一整体，才能满足地基容许承载力时；③风荷载或地震荷载起主要作用的高层建筑，欲使基础有足够的刚度和
稳定性时。
2.2箱形基础。
箱形基础是高层建筑中广泛使用的一种基础，具有很大的刚度和整体性。
对地基的不均匀沉降起到调节或减小的作用。
因此适用于上部荷载大而地基土又比较软弱的情况。
2.3桩基础。
桩基础也是高层建筑中常用的一种基础形式。
它的适用条件为：①浅表土层软弱，在较深处有能承受较大荷载土层作为桩基础的持力层时；②在较大深度范围内，土层均较软弱，且承载力较低时；③高层建筑结构传递给基础的垂直和水平荷载很大时；④高层建筑对于不均匀沉降非常敏感和控制严格时；⑤地震区采用桩基础可提高建筑物的抗震能力时。
2.4柱下独立基础。
它的适用条件为：当上部结构为框架结构、无地下室、地基土质较好、荷载较小、柱网分布较均匀时，可采用柱下独立基础。
在抗震设防区，其纵横方向应设连系梁，连系梁可按柱垂直荷载的 10%引起的拉力和压力分别验算。
2.5十字交叉钢筋混凝土条形基础。
它的适用条件为：①当上部结构为框架剪力墙结构、无地下室、地基条件较好时；②当上部结构为框架剪力墙结构、有地下室、无特殊防水要求、柱网、荷载及开间分布比较均匀、地基较好时；③当上部结构为框架或剪力墙结构、无地下室、地基较差、荷载较大时，为了增加基础的整体性和减少不均匀沉降。
2.6其它基础形式，如板式、桩箱基础、桩筏基础等，可根据各种影响因素的具体情况，合理地进行比选，由设计者自行选择。
四、结论
设计人员在进行高层建筑基础选型设计时，一定要综合考虑各方面因素的影响，针对具体情况选择合理的基础形式，采用正确的设计方法，这样才能保证结构的安全与稳定，也会给建筑工程的质量、造价和工期带来效益。
参考文献：
[1] 蒋璐. 关于高层建筑基础设计的几点思考[j]. 低温建筑技术. 2009（10）
[2] 赵建宁. 高层建筑基础设计的几点体会[j]. 甘肃科技. 2009（11）。