鄭敏琦

（華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司廣西南寧市　530011）

剖析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要注意的問題

鄭敏琦

（華藍(lán)設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司廣西南寧市530011）

在建筑工程設(shè)計(jì)中地基基礎(chǔ)部分是一個(gè)非常重要的部分，近年來，高層建筑由于其建筑功能的需要和結(jié)構(gòu)本身的要求，多數(shù)需要設(shè)置單層或多層地下室，高層建筑地基處理及地下室基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是決定高層建筑安全與穩(wěn)定性的關(guān)鍵，也是高層建筑結(jié)構(gòu)得以保證的跟本。

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；建筑結(jié)構(gòu)；地基基礎(chǔ)

引言

地基基礎(chǔ)屬于建筑物的下部結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量的好壞直接會(huì)給建筑實(shí)體的質(zhì)量安全造成巨大的影響。在多年的工作經(jīng)驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，建筑物若出現(xiàn)了較大的質(zhì)量事故，在很大的程度上與該建筑的地基基礎(chǔ)存在聯(lián)系，如地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不合理會(huì)直接對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)安全造成影響。因此，現(xiàn)場施工管理人員應(yīng)該針對(duì)地基基礎(chǔ)施工處理經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量安全問題，采取高效科學(xué)的控制措施。

1　地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性

不同的建筑物因?yàn)槠浣ㄖY(jié)構(gòu)、地質(zhì)環(huán)境等都存在這差異，這就導(dǎo)致了其地基需要解決的各種技術(shù)問題也存在著巨大的差別，根據(jù)實(shí)際的工程生活經(jīng)驗(yàn)可以簡單的概括為以下四點(diǎn)：①有關(guān)建筑物地基穩(wěn)定性和強(qiáng)度的問題。當(dāng)建筑物的某部分的荷載較大，而所處的地基的抗剪力強(qiáng)度較弱時(shí)，就容易發(fā)生安全事故，導(dǎo)致地基結(jié)構(gòu)的破壞，進(jìn)而影響到建筑的整體質(zhì)量。②關(guān)于地基變形的問題。建筑物不可避免的要受到各種各樣荷載的影響，如果地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不夠規(guī)范，勢必會(huì)造成其產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致建筑物的墻體放生傾斜、基礎(chǔ)開裂，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致建筑物的傾倒塌陷。③地基的滲透與溶蝕問題。對(duì)于像水庫一類的大型建筑，極有可能會(huì)因滲漏而導(dǎo)致地基的溶蝕從而放生地面塌陷，造成重大事故的發(fā)生。④關(guān)于地基振動(dòng)液化的問題。當(dāng)建筑物遇到強(qiáng)烈的振動(dòng)時(shí)，就會(huì)改變地基下面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)環(huán)境，削弱了地基的承載力，導(dǎo)致地基建筑物出現(xiàn)問題。通過以上四點(diǎn)，可以清楚的得知地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性。

2　建筑在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要因素

建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最重要的部分，地基設(shè)計(jì)是保證建筑物正常安全使用的關(guān)鍵。因此，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)必須要做到以下五個(gè)方面的要求：①基地的附加壓力不能超過地基的承載力；②把基礎(chǔ)的總沉降量和和差異沉降量控制在允許的范圍內(nèi)；③要綜合考慮樁基的運(yùn)用；④注意基礎(chǔ)在施工過程中對(duì)相鄰建筑物可能造成的影響；⑤要綜合考慮各種因素，不僅要考慮基礎(chǔ)用料的本身的價(jià)格，還要考慮施工條件、施工工期等因素的影響。

3　土木工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本原則

3.1基底的承載力要大于荷載力

在對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)前要對(duì)建筑物充分的了解，了解其可以產(chǎn)生的荷載力，因?yàn)槊恳粋€(gè)基礎(chǔ)都有一定的承受范圍，所以在設(shè)計(jì)過程中，要將承載力設(shè)計(jì)的比荷載力稍大一點(diǎn)，這樣當(dāng)建筑的施工結(jié)束后，其產(chǎn)生的荷載壓力才不會(huì)使地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。地基基礎(chǔ)應(yīng)該隨著荷載的加大而慢慢的趨向于平穩(wěn)，此時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一些變形，這些變形都是允許出現(xiàn)的，不會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性造成任何影響。建筑物的結(jié)構(gòu)特性與地基基礎(chǔ)的承載力都受到地基土性質(zhì)的直接影響，因此要詳細(xì)的分析了解地基土的性質(zhì)，另外在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)要把基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)承載力稍大于地基的承載力特征值，這樣才能夠保證地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

3.2地基變形值應(yīng)在允許范圍內(nèi)

當(dāng)對(duì)地基的設(shè)計(jì)承載力完成后，就需要對(duì)地基的變形能力進(jìn)行研究。隨著建筑物施工的逐步進(jìn)行，建筑物在不斷的增高，而基礎(chǔ)所承受的荷載也在逐漸的增加，基底勢必會(huì)發(fā)生一定的變形。因此就需要對(duì)基底的變形程度進(jìn)行研究，把變形控制在一定的范圍內(nèi)，保證不會(huì)因此影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在不同的建筑結(jié)構(gòu)中，由于使用的構(gòu)件性質(zhì)各不相同，導(dǎo)致可以承受的沉降變形能力也各不相同，對(duì)于某些敏感的構(gòu)件，微小的變化都會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生問題，因此控制地基的變形十分重要。另外地基土的性質(zhì)也會(huì)影響地基的變形，在設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮這方面的因素。

3.3水平荷載作用時(shí)應(yīng)滿足穩(wěn)定性要求

如果基底需要承受較大荷載，再設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮基底的抗傾覆能力和抗滑能力，一但發(fā)生基底的移動(dòng)，會(huì)對(duì)建筑物造成很大程度上的危害，所以基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中必須考慮到抗滑和抗傾覆的能力。尤其是在傾斜區(qū)域，受風(fēng)或地震載荷較大的區(qū)域，在進(jìn)行建筑物的建設(shè)施工時(shí)，要嚴(yán)格檢驗(yàn)地基的抗滑和抗傾覆能力，以使安全系數(shù)達(dá)到最大。在對(duì)這種地區(qū)進(jìn)行建筑施工時(shí)，要對(duì)基底進(jìn)行預(yù)外的抗滑處理。在斜坡附近的建筑物，同時(shí)也要考慮到受影響的范圍。對(duì)于河岸邊的建筑物，要考慮到由于河水的沖刷而有可能引發(fā)山體滑坡，因此排水設(shè)施是最好的選擇。

4　地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

4.1保證設(shè)計(jì)方案的技術(shù)合理性

在進(jìn)行建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，選擇的基礎(chǔ)形式要與其上部結(jié)構(gòu)互相適用，地面尺寸還要與地基承載力想適用。為了使建筑物的地基變形不會(huì)超過規(guī)定的允許值，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損壞，建筑物傾斜、開裂等事故，充分的保證地基的穩(wěn)定性，還應(yīng)該對(duì)建筑物地基的變形及穩(wěn)定進(jìn)行充分詳細(xì)的驗(yàn)算。任何一種設(shè)計(jì)方案，只有通過相應(yīng)的施工技術(shù)手段，才能使設(shè)計(jì)方案變成現(xiàn)實(shí)。因此，設(shè)計(jì)者對(duì)建筑物的施工工藝和施工技術(shù)水平要有充分的了解，并結(jié)合相應(yīng)的工藝技術(shù)水平對(duì)其設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行相應(yīng)的該進(jìn)，確保最終施工的質(zhì)量。

4.2地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的地基土與結(jié)構(gòu)共同作用問題

所謂的共同作用就是把建筑、地基、基礎(chǔ)三者看成一個(gè)結(jié)構(gòu)整體，而地基基礎(chǔ)共同作用就是指地基土與基礎(chǔ)共同承擔(dān)其上部結(jié)構(gòu)所傳遞的荷載。因此，用沉降控制來設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)就是地基基礎(chǔ)共同作用概念的一種具體運(yùn)用，所謂的地基加固處理就是看基礎(chǔ)沉陷量大小的控制要求來對(duì)地基的承載力進(jìn)行修補(bǔ)加固的一種方式。影響地基土與基礎(chǔ)的荷載分擔(dān)比因素主要有一下三項(xiàng)：地基土的土性、基礎(chǔ)的基礎(chǔ)形式、基礎(chǔ)剛度的大小。在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮到基礎(chǔ)的作用，還要考慮到基礎(chǔ)與地基兩者的共同作用，這樣才能保證設(shè)計(jì)出來的地基基礎(chǔ)具有合理性與適用性，保障了位于地基基礎(chǔ)之上的建筑物的結(jié)構(gòu)安全與使用安全。

4.3對(duì)軟弱地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的探討

在采用不同的處理方式時(shí)應(yīng)在滿足地基承載力及土層不發(fā)生整體破壞的前提下，以基礎(chǔ)的沉降量為控制條件，滿足使用要求和地基規(guī)范允許的沉降量來進(jìn)行局部軟弱地基的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在改變地基條件的情況下，還需要通過改變基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的配合來實(shí)現(xiàn)。通常情況下，在要想有效地調(diào)整基底附加壓力的分布和大小從而改變地基變形值，可以通過采用變更基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)尺寸的方法來加以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)基底附加壓力相同時(shí)地基隨著基底的尺寸變化而發(fā)生相應(yīng)的變形變化，在荷載確定的情況下如果增大基底的面積，就會(huì)使得地基的變形量減小。由于軟弱地基的形成原因多種多樣，因此在進(jìn)行軟弱地基處理時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的工程情況來進(jìn)行選擇，選取一個(gè)最適合的方式來進(jìn)行加固處理，保證在達(dá)到加固軟弱地基的目的的前提下，不會(huì)對(duì)周邊的建筑以及周邊的環(huán)境造成任何影響與破壞。

4.4沉降縫的設(shè)置

所謂的建筑沉降縫就是為了防止建筑物各部分由于地基發(fā)生不均勻的沉降而引起房屋破壞而設(shè)置的垂直縫。在不同的地基土上建造建筑物或者是建筑物相鄰部分的高度、荷載、結(jié)構(gòu)形式差別較大時(shí)，為了防止建筑物出現(xiàn)不均勻的沉降，進(jìn)而引起建筑物的傾斜或者開裂，通常在差異處設(shè)置垂直縫隙把建筑物分成若干個(gè)獨(dú)立相鄰的單元。由于設(shè)置沉降縫會(huì)對(duì)地基土層中的嵌固作用產(chǎn)生一定的影響，因此會(huì)使得建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜多變，增加了地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的難度。在進(jìn)行建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，要格外注意對(duì)建筑沉降縫的設(shè)置，確保設(shè)置的沉降縫不會(huì)影響到建筑物的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，保證建筑的使用安全。

5　結(jié)束語

在建筑工程設(shè)計(jì)過程中，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)在其中占據(jù)著很重要的部分，這其中有兩部分的原因：①因?yàn)榻ㄖ┕きh(huán)境附近的地質(zhì)情況復(fù)雜多變；②因?yàn)榻ㄖ牡鼗A(chǔ)受到各種各樣的外力。建筑設(shè)計(jì)的成敗，在很大程度上取決于建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，因此在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)，必須重視地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，要本著經(jīng)濟(jì)安全、合理適用、技術(shù)先進(jìn)的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，不斷完善其設(shè)計(jì)成果，確保建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與使用安全。

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TU318

A

1673-0038（2015）40-0115-02

2015-9-12

鄭敏琦（1988-），男，助理工程師，本科，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。