高層建筑地基基礎設計是制約高層建筑的安全可靠性和經(jīng)濟合理性的關鍵環(huán)節(jié)。透過高層建筑地基基礎的實測資料及某些工程事故原因的剖析，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)概念設計存在進一步優(yōu)化和改進的空間。
按傳統(tǒng)概念設計的箱基、筏基、樁筏基礎必然導致蝶形沉降和馬鞍形反力分布或出現(xiàn)主裙差異變形過大，而這種變形與反力分布模式必然導致箱筏整體彎矩、沖切力和剪力增大，引發(fā)上部結構的過大次應力，降低使用壽命。為此，本文提出了變剛度調(diào)平概念設計。
其基本思路是：通過調(diào)整地基和基樁的剛度分布，使反力同荷載分布相協(xié)調(diào)，沉降變形趨向均勻，由此使基礎所受整體彎矩、沖切力和剪力減至最小。具體做法是：根據(jù)結構布局、荷載及地層條件，實施局部增強變剛度調(diào)平、樁基變剛度調(diào)平、主裙連體變剛度調(diào)平，并進行地基（樁土）—基礎—上部結構共同作用計算分析。
1.局部增強變剛度調(diào)平
在采用天然地基時，突破純天然地基的傳統(tǒng)觀念，對荷載集度高的區(qū)域如核心筒等實施局部增強處理，包括采用剛性樁復合地基或局部樁基，由此使支承剛度與荷載匹配，沉降趨向均勻，降低基礎內(nèi)力和材耗。
2.樁基變剛度調(diào)平
對于需采用樁基的情況，根據(jù)結構與荷載分布、場地地質(zhì)特點，實施變剛度調(diào)平布樁，對于荷載顯著不均勻的框筒、框剪結構，可采用變樁距、變樁徑、變樁長布樁。對于荷載集度高的內(nèi)部樁群區(qū)，應考慮相互作用適當增強；對于外圍區(qū)應適當弱化，按復合樁基計算。
3.主裙連體變剛度調(diào)平
對于主裙連體建筑，應按增強主體（采用樁基、剛性樁復合地基）、弱化裙房（采用天然地基、疏短樁基、復合地基）的原則設計。
4.地基（樁土）—基礎—上部結構共同作用分析
為使變剛度調(diào)平概念設計更趨向合理、可靠、實用，宜在概念設計的基礎上進行地基（樁土）—基礎—上部結構共同作用計算分析，進一步調(diào)整布樁，使差異變形降到最小，并計算確定基礎、承臺的內(nèi)力與配筋。
變剛度調(diào)平概念設計已通過大比例現(xiàn)場模型試驗驗證，并應用于十余項工程，取得了良好的技術經(jīng)濟效果。
按傳統(tǒng)概念設計的箱基、筏基、樁筏基礎必然導致蝶形沉降和馬鞍形反力分布或出現(xiàn)主裙差異變形過大，而這種變形與反力分布模式必然導致箱筏整體彎矩、沖切力和剪力增大，引發(fā)上部結構的過大次應力，降低使用壽命。為此，本文提出了變剛度調(diào)平概念設計。
其基本思路是：通過調(diào)整地基和基樁的剛度分布，使反力同荷載分布相協(xié)調(diào)，沉降變形趨向均勻，由此使基礎所受整體彎矩、沖切力和剪力減至最小。具體做法是：根據(jù)結構布局、荷載及地層條件，實施局部增強變剛度調(diào)平、樁基變剛度調(diào)平、主裙連體變剛度調(diào)平，并進行地基（樁土）—基礎—上部結構共同作用計算分析。
1.局部增強變剛度調(diào)平
在采用天然地基時，突破純天然地基的傳統(tǒng)觀念，對荷載集度高的區(qū)域如核心筒等實施局部增強處理，包括采用剛性樁復合地基或局部樁基，由此使支承剛度與荷載匹配，沉降趨向均勻，降低基礎內(nèi)力和材耗。
2.樁基變剛度調(diào)平
對于需采用樁基的情況，根據(jù)結構與荷載分布、場地地質(zhì)特點，實施變剛度調(diào)平布樁，對于荷載顯著不均勻的框筒、框剪結構，可采用變樁距、變樁徑、變樁長布樁。對于荷載集度高的內(nèi)部樁群區(qū)，應考慮相互作用適當增強；對于外圍區(qū)應適當弱化，按復合樁基計算。
3.主裙連體變剛度調(diào)平
對于主裙連體建筑，應按增強主體（采用樁基、剛性樁復合地基）、弱化裙房（采用天然地基、疏短樁基、復合地基）的原則設計。
4.地基（樁土）—基礎—上部結構共同作用分析
為使變剛度調(diào)平概念設計更趨向合理、可靠、實用，宜在概念設計的基礎上進行地基（樁土）—基礎—上部結構共同作用計算分析，進一步調(diào)整布樁，使差異變形降到最小，并計算確定基礎、承臺的內(nèi)力與配筋。
變剛度調(diào)平概念設計已通過大比例現(xiàn)場模型試驗驗證，并應用于十余項工程，取得了良好的技術經(jīng)濟效果。