建筑地基基础工程设计与施工技术探究

2019-03-20周帅

工程建设与设计 2019年6期

周帅

（山西省城乡规划设计研究院工程设计中心，太原030001）

1 引言

地基基础是整个建筑的基础，是建筑质量的一个决定性因素。进行建筑地基基础设计时，应结合当地的地质情况和工程目标确定建筑地基基础的最优设计，为保值建筑物的质量打下坚实的基础。与此同时，要采用科学的施工技术，通过设计与施工的密切配合，强化基坑的稳定性，保证后期施工的顺利开展。

2 地基基础设计的重要性

基础是指建筑埋在地面以下，将建筑物竖向构件荷载传递给地基的结构，地基是指承载基础传来荷载的土层。地基基础是建筑的立足点，对地基基础进行设计和检测是建筑工程的重要工作。基础深埋在土层中，由于地质情况复杂，加之地下水的影响，大大增加了地基基础设计的难度。相关资料统计表明，一般高层建筑基础工程约占整体建筑造价的20%，对于地质情况复杂、埋置较深、需要进行特殊处理的地基基础工程，其造价占比可达25%甚至更多。因此，需要通过对不同基础形式的设计方案进行比较，选择最优方案，在保障质量的同时，降低建设成本[1]。

3 高层建筑的地基基础设计

本文以高层建筑的地基基础设计为例，进行建筑地基基础的设计探究。

3.1 高层建筑地基基础概述

建筑的地基基础设计需要考虑建筑所在地的工程地质条件、建筑体型、功能要求、施工条件、受力情况等，需要对这些因素进行综合分析，从而选择最适合、最经济的基础类型。目前，高层建筑基础一般采用桩基础。对高层建筑的基础进行设计时，应考虑基础面积、受力情况（承载力、内力）等因素[2]。这些因素的确定需要准确的计算，为确保计算结果的准确性，要结合多方面资料，如工程地质勘察报告、上部结构类型、施工材料、施工工艺等。

3.2 高层建筑地基基础设计的依据和基本要求

由于高层建筑地基基础设计会受到多方面因素的影响，为了保障地基基础设计的质量，应同时满足不同影响因素的要求。地基基础设计的依据包括以下方面：基本依据为地质情况，即地面土质结构、地下岩土成分等；限制依据是建筑内部结构以及地下室地基的受力情况；更高的设计依据是满足外部环境的要求，如抗震性能等。就高层建筑地基基础设计的基本要求而言，其应满足地基的承载力、满足建筑结构的稳定性与抗震性、注意地基土层的压缩变形范围以及沉降指标等。

3.3 高层建筑地基基础设计应注意的问题

3.3.1 地基土与结构的问题

高层建筑与地基的共同作用是指将地基、基础、高层建筑看作一个整体，满足3部分接触部位的变形协调情况。具体来说，即地基与基础之间各类型桩承担的上部结构荷载，这部分荷载是依据基础变形情况的协调条件确定的。根据建筑物对基础沉降量大小的不同要求以及原地基土的承载力，选择合理的基础形式，从而确定地基的处理方法和地基加固处理方法并实施。

3.3.2 沉降缝问题

沉降缝是为防止地基不均匀沉降引起建筑物各部分破坏而设置的一道垂直缝。由于地质情况的不同，加之建筑物相邻部分的结构形式、荷载等的差异，各部分结构常会因沉降不均匀出现开裂、错动现象，一般会在差异处设置沉降缝避免以上问题。但是，由于高层建筑的基底应力较大，使沉降缝处应力叠加后产生应力集中现象，容易导致该处地基土发生剪切破坏，难以保障高层建筑的稳定性与安全性，同时，在高层建筑中设置沉降缝，会影响后期的设备安装、使用等各阶段，因此，在高层建筑设计中尽量不要有沉降缝，可以通过其他地基处理方式或采用不同的基础类型来减小沉降差异。

3.3.3 桩端进入持力层的问题

要解决桩端持力层的问题，应考虑以下几方面：（1）桩端持力层可以选择岩层或较硬的土层，而桩端进入持力层的深度有一定要求；（2）当施工现场存在液化土层时，桩身要进入稳定土层（液化层以下），其深度要求需要通过计算确定；（3）当施工现场存在季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入稳定土层的深度应通过抗拔稳定性的验算[3]。

4 加强建筑地基基础工程的施工技术

4.1 施工前的准备工作

为了保障建筑地基基础工程的施工质量和安全，进行工程施工前，各单位会做一些准备工作，主要包括以下方面：（1）明确施工单位的各项计划，判断这些计划是否符合实际情况、是否达到施工标准；（2）确认施工阶段的各项试验，包括试验标准、试验时间、试验内容等，确保工程的顺利进行；（3）确认建筑地基基础工程施工过程中是否会采用新技术以及技术类型，并审核工程中新材料是否质量达标等。

4.2 工程地基基础的选择

基础是建筑物和地基之间的连接体，并将建筑物的竖向荷载传给地基。因此，基础的选型对整个建筑非常重要。对于不同的地质情况，应选择不同的基础，例如，承载力不足且地基刚度不够时，应采用筏形基础；承载力足够，并且基础与竖向结构分布方式相同时，可以采用独立基础等。

4.3 地基处理施工技术与措施

地基处理是对一些强度不够的地基采取一定的措施，以提高建筑物的强度，满足建筑物的承载力要求。地基处理的方法包括换填垫层法、预压地基法、压实及夯实地基法、复合地基法、注浆加固法、微型桩加固法等。选择地基处理方法时，应考虑建筑结构类型和基础型式等因素，结合实际、经济等各方面选择最优的方法。有效的处理措施，能减小地基的不均匀变形。各种地基的处理方法，需要进行必要的试验，为施工的质量提供一定的数据支撑。