賈宗團(中國建筑第七工程局有限公司,鄭州 450004)
房屋建筑工程地基基礎設計問題探析
賈宗團
(中國建筑第七工程局有限公司,鄭州450004)
在房屋建筑工程中,地基是建設的基礎,工程中經(jīng)常會遇到不同的地質情況,針對不同的地質情況設計地基基礎就成了房屋建筑工程的首要任務。論文對房屋建筑工程中基礎地基設計問題進行探析。首先簡要分析了房屋建筑工程基礎地基的分類情況,闡述了房屋建筑工程中設計地基基礎應該遵循的一些基本原則,最后指出了在房屋建筑工程中進行基礎地基設計時必須要注意的一些問題。以便為工程建設提供有價值的參考。
近年來,隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國建筑行業(yè)在此背景下得到了空前的進步,因此也就對建筑工程地基基礎設計提出了更高的要求,在進行房屋建筑設計時,既要保證基底的壓力不超過地基承載力特征值,又要使地基的變形量不超過建筑物的地基變形允許值,并且應對設計方案進行技術經(jīng)濟的分析,使設計成果既安全實用,又經(jīng)濟合理,確保房屋建筑工程中基礎地基設計的合理性,也就能夠為保證房屋建筑工程的安全性與穩(wěn)定性提供良好條件[1]。本文就是關于房屋建筑工程中基礎地基設計問題的分析,以期能夠通過該次分析不斷提高今后房屋建筑工程基礎地基設計的科學合理性。
房屋建筑工程的地基基礎可采用多種材料建造而成,常見的有磚基礎、毛石基礎、灰土基礎、三合土基礎、混凝土基礎、鋼筋混凝土基礎等等。房屋建筑工程中可從不同的角度將基礎分為以下幾種類型。
按照基礎的構造形式來分,可以分為獨立基礎、條形基礎、筏板基礎與樁基礎。按照基礎的埋置深度來分,可以分為深基礎與淺基礎。(深度低于5m的為淺基礎,反之則為深基礎。)
房屋建筑工程建設可能遇到各種情況,相同結構形式及相同荷載的建筑物,當?shù)鼗撂匦圆煌瑫r,有的結構能正常工作,而有的結構可能出現(xiàn)嚴重事故;同樣地基土上不同結構類型的建筑,某些類型結構未出現(xiàn)問題,而另一類型結構卻遭到了嚴重的破壞,由于上部結構、基礎及地基的情況不同,可能出現(xiàn)的問題也不同,需要采用的設計措施也不一樣[2]。
在對房屋建筑工程的地基基礎進行設計的時候,必須要嚴格根據(jù)建筑物的設計等級、用途、建筑布置情況以及上部結構類型等因素來進行,并結合實際的施工條件以及造價、工期等各方面的要求,對房屋建筑工程地基基礎進行合理設計。總的來說,房屋建筑工程的地基基礎設計必須要嚴格遵循以下幾個原則:
3.1所有房屋建筑工程的地基計算必須要滿足承載力計算的相關規(guī)定
設計等級為甲級與乙級的建筑物,其必須要按照地基變形進行設計;同時,存在下屬情況的還需要進行變形驗算:體型復雜且地基承載力特征值低于130kPa的建筑;軟弱地基上存在偏心荷載的建筑;可能發(fā)生傾斜的相鄰距離過近的建筑;地基內有厚薄不勻或厚度較大的填土且自重固結未完成的建筑;基坑工程必須要進行穩(wěn)定性驗算[3]。
3.2根據(jù)地基承載力確定埋深與基礎底面積
根據(jù)地基承載力確定埋深與基礎底面積的時候,傳到基礎底面上的荷載效應必須要按處在正常使用極限狀態(tài)中荷載效應的標準組合,與其對應的抗力要采用地基承載力特征值;在對地基變形進行計算的時候,傳到基礎地面上的荷載效應要按處在正常使用極限狀態(tài)條件下荷載效應的標準永久組合,地震作用風荷載不予計算,相應的限值為地基變形允許值;在對擋土墻壓力、斜坡與地基的滑坡推力與穩(wěn)定性進行計算的時候,荷載效應要按處在極限承載能力狀態(tài)下的荷載效應的基本組合[4]。
另外,在鹽漬度凍土環(huán)境下施工時其質量問題要在之后很長時間才能顯現(xiàn)出來,要注意這種問題,防止這種問題的主要方法就是要采取相關的結構措施,一旦結構措施由于一些特殊的原因不能滿足時,通常要采用處理方法,下表就是一些不同鹽漬度凍土的強度指標,很多地基基礎設計都可以結合這個表來進行。
在對房屋建筑工程地基基礎進行設計的時候,需要注意的方面有很多,具體可以總結為以下幾點:
4.1地基處理設計過程
要對其上部結構、地基與基礎之間的共同作用進行充分考慮,必要時候還要采取相應的措施來提高上部結構的強度與剛度,從而提高房屋建筑工程對地基不均勻變形的良好適應能力[5]。同時,對于選定好的地基處理方法,還要根據(jù)房屋建筑工程的地基基礎設計等級,選擇一些具有代表性的產(chǎn)地進行現(xiàn)場試驗,并且還要展開相關的測試工作,確定地基的加固效果以及設計參數(shù)的合理性,如此也能夠為后續(xù)施工的質量控制提供相關的可用數(shù)據(jù)。
4.1地基處理好之后
表1 不同鹽漬度凍土強度指標的降低
表2 不同泥炭化程度凍土強度指標的降低
對地基承載力特征值進行相應修正,要取寬度修正系數(shù)為0,修正系數(shù)要取1.0;當在受力范圍中有軟弱下臥層存在的時候。要對軟弱下臥層的地基承載力進行驗算。對于建造在斜坡上或者受到了較大水平荷載的房屋建筑工程以及堆料場、鋼油罐等,在處理地基之后要對地基的穩(wěn)定性進行相應計算,結構工程師要結合國家部門制定的相關規(guī)范分別為其提供用于驗算地基變形與地基承載力的荷載值。然后再結合房屋建筑工程荷載的實際大小差異以及建筑物之間的施工順序與聯(lián)系方法,并運用以往的工作經(jīng)驗,對地基變形允許值提出合理的設計要求[6]。
4.3地基處理后
必須要確保房屋建筑工程的地基變形能夠滿足現(xiàn)行的規(guī)范要求,在施工過程中還要進行沉降觀測,在特殊的時候還要在建筑物正常使用的時候繼續(xù)進行觀測,如此才能夠為地基加固效果的評價與維護提供相關的依據(jù)。此外,還需要注意的是,當?shù)鼗潦褂玫氖桥蛎浲?、欠固結土、濕陷性黃土或者可液化土等具有特殊性能的土時,在設計時要對土體的特殊性質予以綜合考慮,選擇合適的施工工藝與增強體。復合地基的設計必須要與房屋建筑工程的變形要求與承載力相符合,復合地基承載力特征值要結合現(xiàn)場復合地基載荷試驗加以確定,還可以運用以往的實際經(jīng)驗通過增強體進行的載荷試驗結果與其周邊土的承載力特征值來加以確定[7]。
4.4工程實例
以某房屋建筑工程為例,該建筑物為三層磚混結構,建筑物的二層與三層都是現(xiàn)澆的預制樓板與鋼筋混凝土大梁,在實際設計的時候發(fā)現(xiàn)該建筑物基礎處于不均勻土層之上,其中建筑物西北占據(jù)建筑總面積三分之二的范圍內存在泥炭層與高壓縮性有機土,厚度約為2.5m,東南角下的地基基礎是比較堅實的亞黏土,針對這一問題,該工程采取的處理措施主要是:對于有可能處在泥炭層之上的地基基礎改用鋼筋混凝土條形基礎,同時將地基承載力從120kN/ m2降到80kN/m2,并在建筑物的二層與三層樓板下設置相應的圈梁。在這種設計下,該建筑物在使用了一年半以后就出現(xiàn)多處開裂的問題,房屋發(fā)生一定程度的傾斜,于是只能停止使用,并于一年之后再次進行加固處理。經(jīng)過綜合分析考慮之后,最后確定采用增設圈梁并加固墻體的處理措施。首先將木屋蓋拆除,在建筑物三層頂部位置增設一道鋼筋混凝土圈梁,之后再恢復木屋蓋。在三層樓板頂皮標高位置增設一層鋼筋混凝土圈梁。相隔1m就使用螺栓穿過墻體進行連接。在建筑物二層的樓板頂皮標高位置同樣增設一個類似的圈梁。在建筑物的四個墻角以及外墻窗間墻分別增設貫通了上下的鋼筋,并將其錨固在建筑物基礎上,確保各個樓層的圈梁能夠實現(xiàn)共同工作與作用。截至目前,該建筑物已經(jīng)安全使用了很多年,再無新的開裂情況出現(xiàn)。
在房屋建筑工程中,不同的建筑工程都存在不同的剛度,因此對地基基礎的要求也就不同。所以,選擇合適的上部結構方案的同時,要對基礎進行優(yōu)化設計,合理選擇地基基礎方案,使地基基礎變形問題得到控制是非常重要的。地基基礎設計中,要根據(jù)不同的上部結構,采用不同的地基基礎類型,避免設計不均勻現(xiàn)象,控制地基變形,保證地基基礎設計的安全。
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in the housing construction project, the foundation is the foundation of construction, engineering often encounter different situation of geology, according to different geology design foundation has become the priority of housing construction project. In this paper, the basic foundation of housing construction project design problem to carry on the analysis, in order to provide valuable reference for the engineering construction, this paper analyzes the housing construction project based on the classification of the foundation, elaborated the housing construction project in the foundation design should follow some basic principles, finally pointed out that in the housing construction project on the basis of the foundation design must pay attention to some problems.
房屋建筑;地基基礎;設計;問題;分析
building construction; foundation; fesign; froblem; fnalysis
賈宗團(1971~),男,河南鄧州人,高級工程師,從事房屋建筑類結構設計與研究,電子信箱:jiazt71@126.com。