1、高層建築具有樓層多、高度高、施工作業面較小的特點，所以其在建設施工過程中會隨著施工高度的不斷增加，促使上層建築對地面的荷載承受壓力不斷提高。因此，為保證高層建築在施工過程中不出現地面塌陷、建築結構不均勻沉降的問題，就必須對其地面基礎設計和施工進行嚴格控制。基礎工程設計施工與上層建築的設計建設方案、工期要求、地質條件、基礎結構等因素息息相關。基礎工程的設計和施工對高層建築本身及其周圍環境的至關重要，其造價與工期對高層建築總造價與總工期有舉足輕重的影響。
2、高層建築基礎的設計理論
高層建築的上部結構具有很大的剛度，它和基礎結構及地基三者實際上構成了一個共同作用的體系。然而長期以來，由於人們認識上的侷限性以及計算手段的缺乏，在設計計算中往往人為地切割了各部分之間的聯絡，而把上部結構和基礎結構作為兩個獨立的單元分別進行考慮，亦即首先把基礎結構作為上部結構的固定支座，求得上部結構在荷載作用下的內力和基礎結構固定處的反力，然後把該反力作用於彈性地基的基礎上計算基礎的內力。這種方法沒有考慮上部結構與地基基礎的共同作用，忽略了上部結構對基礎的約束(亦即上部結構剛度的貢獻)作用。它所導致的結果：一是基礎彎矩和縱向彎曲過大，基礎設計偏於保守;二是沒有考慮基礎實際存在的差異沉降對上部結構引起的次應力，在某些部位低估了上部結構的內力，從而使這些部位計算結果偏於不安全。
2.1上部結構的剛度對基礎受力狀況的影響假設上部結構為絕對剛性，當地基變形時，各豎向構件只能均勻下沉;如忽略豎向構件端部的抗轉動能力，則豎向構件支座可視為基礎樑的不動鉸支座，亦即基礎樑猶如倒置的連續樑，不產生整體彎曲，卻以基底分佈反力為外荷載，產生區域性彎曲。反之，假設上部結構為絕對柔性，對基礎的變形毫無約束作用，於是基礎樑在產生區域性彎曲的同時，還經受很大的整體彎曲。於是，兩種情況下基礎樑的內力(例如彎矩)分佈形式與大小產生很大的差別。實際結構物常介於上述兩種情況，其整體剛度的考慮非常困難，只能依靠計算軟體分析。在地基、基礎和荷載條件不變的情況下，增加上部結構的剛度會減少基礎的相對撓曲和內力，但同時導致上部結構自身內力增加，即是說，上部結構對減少基礎內力的貢獻是以在自身中產生不容忽視的次應力為代價的。還應注意的是上部結構的剛度貢獻也並不是無限。
2.2地基條件對基礎受力狀況的影響基礎受力狀況(乃至上部結構的受力狀況)還取決於地基土的壓縮性(即軟硬程度或剛度)及其分佈的均勻性。當地基土不可壓縮時(例如基礎坐落在未風化的基岩上)，基礎結構不僅不產生整體彎曲，區域性彎曲亦很小;上部結構也不會因不均勻沉降產生次應力。實踐中最常遇到的情況卻是地基土有一定的可壓縮性，且分佈不均，這樣，基礎彎矩分佈就截然不同。基礎與地基介面處往往顯示出摩擦特徵。由於土的強度有限，形成的摩擦力也有限，不會超過土的抗剪強度。孔隙水壓力的變化，可能改變壓縮過程中摩擦力的大小與分佈。此外，外荷載的分佈和性質、基礎的相對柔度以及土的蠕變等涉及時間變化的效應等都會影響到介面條件。因此，應從完全光滑一直到完全粘著這兩種極端情況之間來慎重估計介面摩擦的影響。
2. 3上部結構與基礎和地基共同作用的概念及分析方法上部結構與地基和基礎三者是彼此不可分離的整體，每一部分的工作性狀都是三者共同作用的結果。共同作用分析，就是把上部結構、基礎和地基看成是一個彼此協調工作的整體，在連線點和接觸點上滿足變形協調的條件下求解整個系統的變形與內力。在共同作用分析中，上部結構和基礎通常是由樑、板組成，因此可以採用有限單元法、有限條法、有限差分法或解析方法建立上部結構和基礎的剛度矩陣，並利用變形協調條件與地基的剛度矩陣耦合起來。地基首先需確定採用何種地基模型：線彈性地基模型，非線彈性地基模型還是彈塑地基模型。然後建立地基的剛度矩陣。當然也可以採用有限單元法、有限差分法或解析法建立地基的剛度矩陣。但是習慣上用所謂的'結構力學法來建立各種地基模型的柔度矩陣，然後求逆得到它們的剛度矩陣，與上部結構和基礎的剛度矩陣耦合起來，從而求得地基反力和沉降。在共同作用分析中，可以根據實測結果把基礎和上部結構的實際剛度進行共同作用分析，並考慮施工過程的影響，把結構荷載和剛度形成情況分別考慮來進行共同作用分析。
3、高層建築基礎設計中應注意的問題
3.1保證荷載的可靠傳遞基礎結構應具有必要的強度和剛度，以保證將高層建築上部結構作用於基礎頂面的巨大豎向、水平向荷載與力矩，可靠地傳給地基土或樁頂。
3.2參與變形協調，減少不均勻沉降基礎結構介於上部結構與地基土之間，其剛度大小及其在平面上的分佈，對調整不均勻沉降、減少整體和區域性撓曲至關重要。例如：多、高層建築中，當採用條形基礎不能滿足上部結構對地基承載力和變形的要求，或當建築物要求基礎具有足夠的剛度以調節不均勻沉降時，可採用筏型基礎。筏型基礎的平面尺寸，在地基土比較均勻的條件下，基底平面形心宜與上部結構豎向永久荷載的重心重合。當不重合時，在荷載效應準永久組合下，宜通過調整基底面積使偏心距符合要求。
3.3內力分析中，應儘可能考慮基礎結構與上部結構和地基土的共同作用基礎結構與上部結構和地基土三者之間的共同作用是客觀存在的。當然，在實際工程設計中往往不可能都做到，特別是地基模型及其引數的選取，對共同作用的結果影響甚大;但在構造和配筋上反映對共同作用結果的考慮，是完全可能和必要的。例如：在同一大面積整體筏型基礎上建有多幢高層和低層建築時，筒體下筏板厚度和配筋宜按上部結構、基礎與地基土的共同作用的基礎變形和基底反力計算確定。帶裙房的高層建築下的大面積整體筏型基礎，其主樓下筏板的整體撓度值不應大於0.5‰ ，主樓與相鄰的裙房柱的差異沉降不應大於1%。，裙房柱間的差異沉降不應大於2%。。
4、結語
綜上所述，高層建築的上部結構，基礎及地基組成了一個共同作用的體系，在高層建築基礎設計中，要有效利用上部結構剛度，充分考慮地基條件對基礎受力的影響，合理選擇基礎形式，運用共同作用的理論設計地基和基礎，達到減少基礎內力與沉降、降低基礎造價的目的。