浅谈强化基础选型对房屋建筑结构设计优化方法的作用

2021-06-09刘静婵

建筑与装饰 2021年15期

刘静婵

广州南方建筑设计研究院广东广州 510000

引言

随着房屋建筑结构逐渐向着高度、多功能等方面发展，房屋建筑结构的工程难度逐渐增加，对于基础部分的承载能力有着更高的要求，对于沉降、倾斜、稳定性等方面的控制更加严格。在房屋建筑结构基础设计过程中，一定要科学合理地进行选型，要对所在区域地质报告中数据进行分析、总结，充分掌握影响房屋建筑结构基础设计的核心要素，了解影响基础设计的关键内容，采取针对性措施提升基础设计水平，保障基础设计的安全性和稳定性，进而提升民房建筑结构的使用年限。基础设计过程中，地基本身的承载能力应能充分被利用，所以，选择合理的基础形式，才能在满足建筑物安全的基础上降低造价。

1 选择基础形式的影响因素

1.1 工程地质及水文情况

根据勘察报告中的地形地貌、持力层承载力、是否有软弱下卧层、地下水位高低、是否需要抗浮等因素。

1.2 上部结构特点

荷载大小、使用功能、建筑层数等，也会影响基础的埋深、基底面积，沉降、稳定性等。

1.3 场地施工条件

考虑工程所在地施工单位所具备的机械设备是否满足当地施工条件，施工经验是否充足。施工场地周围环境，工期要求和投资造价等是否合理[1]。

2 基础选型的必要性

为保证建筑工程安全稳定，设计人员需重视建筑结构设计质量。在开展设计前，需详细分析项目场地的地质条件，水文条件可以满足建筑物的功能方面的需求，对建筑物的地基进行合理的设计，使建筑物在安全性与稳定性方面可以得到保证。大型建筑物的内部结构设计更加复杂且难以设计。为了保证建筑结构的设计质量，设计人员必须根据地质调查报告中的地质调查数据信息进行建筑结构的设计工作，以保证建筑结构设计方案的科学性与可行性。为保证建筑工程施工工作可顺利进行，还应该对建筑结构的设计方案进行优化[2]。

3 建筑结构地基基础设计优化措施分析

3.1 做好房屋建筑现场勘察设计工作

为确保房屋结构质量，设计人员需要充分做好现场调研。从实际情况出发，掌握项目现场的地质资料、水文资料、环境资料，取得地质报告中的相关地质数据，做好整体结构设计，注重基础的选型及受力计算，重点做好基础设计工作，使房屋的结构设计的与项目现场地质状况相符，更加科学化、规范化，提高房屋整体结构安全性、稳定性[3]。

3.2 合理设计房屋建筑上部结构

房屋建筑物上部结构的刚度和质量分布会对基础设计造成较大影响，所以，为了进一步提升基础设计的有效性，要提升建筑物上部结构设计的合理性。对于建筑物的上部结构来说，屋面部分是非常重要的内容之一，很多建筑屋面采取的是斜坡结构形式，此种结构形式主要包括折板式、梁板式等。这两种结构类型都属于偏心受拉构件，其中折板式结构更多应用在平面不够规则、建筑板跨度较大的屋顶结构，而梁板式结构则更多应用在屋面坡度相对复杂的屋面结构中。选择具体结构类型时，要参照房屋具体结构来进行，确保结构的合理性，能为基础设计打下良好基础。

3.3 保证建筑结构设计科学性

结合当前房屋建筑地基基础结构设计现状，设计人员要认真分析建筑工程结构特点，了解建筑结构的基本形态，在满足房屋建筑地基基础结构承载力的要求下，不断提升地基基础结构的可靠性。设计人员还要准确地计算地基基础压力值，并对最终的计算数据进行验算，进一步提高建筑结构设计的合理性。建筑物或者建筑物的地基发生大规模沉降或者倾斜时，施工单位应当立即停止施工，测量人员和设计人员应当进行多角度分析，制定完善的解决方案，不断提高建筑物地基结构的安全性[4]。

4 案例分析

4.1 工程概况

本项目用地位于广西南宁市。总用地面积：53410m2。

4.2 各桩型承载力计算

根据地质勘察报告，提供以下几种桩基础承载力结果进行对比：第一，PHC管桩。取500径PHC管桩单桩承载力1600kN，桩长22～25m。由于存在较厚的圆砾层，用PHC管桩需考虑作引孔处理。第二，旋挖钻孔灌注桩。取800径旋挖钻孔管桩单桩承载力为3100kN，桩长26～31m。第三，长螺旋钻孔压灌桩。取800径长螺旋钻孔压灌桩承载力为3500kN，桩长26～31m。第四，CFG地基处理。取500CFG桩（1.5×1.5正三角形布桩）处理后地基承载力550kpa，桩长14～19m。

4.3 以其中一栋楼为例各桩型造价对比

表1

根据上表对比，采用CFG桩基础工程造价可大大降低，但需确保此桩型能穿越圆砾层。

4.4 基础选型

该场地土层为粉土和圆砾连续布置，圆砾下为泥岩，土层布置较简单，地勘报告未见有孤石揭露情况，钻孔20m左右开始揭露有泥岩，管桩主要采用端承桩，灌注桩采用嵌岩桩。但由于存在较厚的圆砾层，静压桩不能穿越，需作引孔处理。PHC管桩压入后7天就可进行静压试桩，灌注桩和CFG桩需28天混凝土强化龄期，PHC管桩检测时间短；CFG桩为各种桩型中造价最低，而且施工周期快，节省时间，建议采用[5]。