建筑结构地基基础设计现存问题和解决措施分析

2021-12-26马林正雄建华建材科技山东有限公司

门窗 2021年12期

马林正雄建华建材科技（山东）有限公司

王琛青岛北洋建筑设计有限公司

1 前言

建筑结构在构建过程中，其地基基础设计是重要的基础条件，对建筑物的安全性、成本有重要的作用。建筑物在构建过程当中，其上部结构以及基础结构均需要作为整体予以充分的看待。而在具体的设计过程当中，需要使其自身的功能性得到保证，并且需要合理地对各类因素进行综合性分析，以此完成相应的基础性设计。在对建筑物基础质量予以保证的前提下，使建筑成本得以大幅度降低。由此，为建筑的综合设计工作打下更为坚实良好的基础。

2 对地基的概念进行综合性分析

地基就其概念而言，是建筑荷载所最终的承载部分，也是施工过程中最基本且重要的环节。而在地基基础设计过程当中，上部结构代表着其建筑物自身及其功能性要求所具有的荷载，如果地基的承载能力相对较低，并且施工时无法保证整体达到相应的基础标高和设计土层，或土层分布不均匀承载力相差较大，均会使得整个施工构建过程中的各类环节受到不利影响，如若严重，将会使施工存在较为严重的安全隐患。

3 对建筑基础承载力与控制要求进行综合性分析

在基础设计过程中，其自身所拥有的承载力需要结合现行规范及当地的地质工程经验予以确定。由于载荷试验在开展过程当中会结合实际的综合经验，确定地基承载力的特征值，地基基础的抗震结构承载力需要进行验算。根据抗震规范的要求，地基基础在进行抗震分析时，需要与地震作用效应进行组合，同时考虑调整系数，从而得到地基抗震承载力的值。此外，基础底面以及相应的地基土所拥有的应力区，其面积需要与当前基础偏心距的要求相符合。在进行桩基设计的过程当中，需要对桩基的承载力进行明确，并且需要对桩的类型及具体的长度进行确定，在研究过程当中需要对桩基的竖向承载力进行充分的计算，并且充分计算桩基的抗震能力。

4 对基础设计中所需要充分应用的原则进行详细分析

4.1 在基础设计中需要对全面性的原则予以遵守

全面性原则，主要是指在建筑结构设计中，不可仅从某一方面的功能予以分析，需要以更为全面的视角对建筑所需要的各类综合功能进行详细的探究。在现代建筑的设计时，存在的主要问题在于设计人员对结构与建筑及相关专业的设计功能条件未予以充分的考量，无法对其可靠性以及功能性进行综合的探究，使得全面性的原则无法满足。因此，在建筑设计过程中，将所需考虑的前提条件提早暴露，相互探究综合考虑，避免使施工阶段存在大量不确定性，从而影响底部隐蔽工程的质量。

4.2 对基础设计中所具有的前提性原则进行详细分析

在进行技术设计的过程中，需要对前提性原则予以综合性把控。在基础方案设计时，需要充分结合工程上部荷载及场区地质的实际情况，对复杂地质下的基础设计从高差、受力、造价、工法等方面进行综合性对比分析，对施工时遇到的各类机械、工艺等难点进行综合性分析。对于基础工程而言，高质量的准备工作有着较为重要的现实意义，积极对各类问题进行有效的解决，以此确保在施工过程当中，能够更加顺利地进行。

4.3 对突出性原则进行综合性分析

在设计过程当中，设计人员需要针对项目具体的用途以及实际功能等方面进行详细分析，需要充分了解建筑在构建过程当中所具有的主次关系，将主要方面设计进行有效的凸显。然而在具体设计过程当中，结构基础在设计过程中往往会存在以偏概全的特点，往往无法对全面性、突出性原则进行综合性探究。因此，需要量体裁衣，根据实际情况进行综合性设计，把握突出性原则，在构建过程中将项目的创新性以及设计重点能够得到有效的凸显。

5 对建筑结构地基设计过程中所存在的各类问题进行详细的分析

5.1 地基勘察存在一定程度的现实问题

地基岩土工程勘察在开展过程当中需要由相应的专业人员进行，并且需要对项目场区的历史资料以及各类岩土、地下管线情况进行综合性分析。而受征地拆迁等因素的影响，在初步设计时，勘察单位很难对地基场地所存在的管线线路等诸多内容进行详细的分析与判断，从而无法以更为可靠的方式形成全方位的岩土工程勘察报告，使在基础设计及选型时较为困难。相应的地基基础结构在设计过程中，往往会对设计人员的地质工程经验存在一定程度的要求，而在地质条件不全时，缺乏工程经验的设计人员很难对地基类型予以更加综合的判断，产生不必要的资源浪费。

5.2 建筑结构技术设计存在一定程度的现实问题

建筑结构在具体的设计过程当中，需要从多种角度予以综合性考量，而不同的结构形式和柱网布置，使地基基础的构建受到一定程度影响。在设计过程当中需要确保设计具有高度的规范性，以此减少基础设计中的难度，使基础结构的稳定性得以提升。基础设计在开展过程中，其结构技术存在的问题，可以从以下几个角度进行分析。

首先，设计人员在结构分析中无法对地基的复杂程度进行探究，致使地基在构建中，其承载力相对不足，会存在地基变形问题。第二，在承载力测算中准确性较低，如地基承载力与地质勘察报告种种不符，将致使地基结构产生破坏，使地基基础安全隐患。第三，基础结构设计环节未考虑施工时的可操作性，无法克服周边环境，由此对基础质量产生不利影响。

6 对地基技术设计存在的各类问题的解决方式进行详细分析

6.1 对地基的技术勘察工作进行详细研究

在对地基进行综合勘察时，通过勘察工具及机械能够进一步完成整体数据的收集，并且为后期的设计工作提供帮助，同时能够使施工在开展工作中获得一定程度的保护。优质的勘察设计可使基础设计时，能够最大化的发挥地基岩土所具有的承载力，使建筑工作能够获得更加优质化的成本运营效果。在深基础的勘察、施工过程中，需要使用相应的设备来进行辅助，其施工设备需要进一步的与当今时代快速发展的特征相结合，应用具有创新性的技术与机械进行辅助，使其能够满足复杂地质条件下深基础新工法的需求。同时，勘察、施工工作的开展过程中，需要进一步使相应的人员能够获得有效的培训，使各类工程人员的综合能力能够不断地提高，促使地基基础工作在开展过程中能够更加顺利地进行。

6.2 对基础设施的加固工作进行详细分析

在地基基础的设计过程中，基础形式与土层承载力息息相关，对于软弱地基而言，当承载力满足不了设计要求时，需要进行相应的加固，从而增加土层承载力，减少建设成本。软基处理一般多采用换填法、预压法、压实（夯实）法、挤密法、注浆加固法和复合地基法，又以复合地基法应用最为广泛。其中一类是柔性桩复合地基，以柔性桩（水泥土桩、灰土桩等）、散体粒料桩（碎石桩等）与原地基复合，这类复合地基由于造价低，因此得到广泛应用。但这类复合地基桩体承载力较低，桩体压缩量较大，工后沉降较大。柔性桩复合地基往往很难满足沉降控制要求，在部分特殊场区，受地质、水文条件等因素影响，尽管实际水泥用量已远超设计用量，但取芯检测结果表明成桩质量较差。另一类是刚性桩复合地基，由桩身强度较高的刚性桩，如CFG 桩、素混凝土桩、预应力管桩与地基复合。在相同处理效果下，工后沉降较小，施工质量可控，既减少了现场施工时间，又避免了传统软基处理现场的喷浆、喷粉，消除了由此带来的粉尘、废浆、废料污染，具有良好的环保性能，可提高工程质量，提高效率。但传统的刚性桩由于造价较高，其应用受到了限制。因此在设计过程当中需要针对原有地基的情况，综合考虑经济性、工后沉降、差异沉降等技术难题，以确保项目高质量完成。

6.3 对图纸规划工作进行优化

在对图纸进行绘制的过程当中，设计人员需要应用更为准确细致以及严谨的绘制原则，并且以精益求精的态度开展图纸绘制工作。设计人员需要依照施工的实际情况对图纸比例进行确定，确保图纸中的比例适中，由此便于施工人员进行综合性的查看。同时施工人员在具体的施工过程当中，需要对图纸的各项内容进行分析，确保内容齐全充分的对设计理念予以体现，明确标出各项数据，对文字性标准进行细化，由此使施工人员能够更为充分地对设计意图予以了解，防止在处理的应用过程当中存在数据错误等诸多低级问题。在对图纸绘制工作予以完成之后，相关工作人员需要进行多次核算，逐级进行审核，确保图纸中各项尺寸准确、清晰。保证图纸在使用过程当中能够与当前的施工情况相符，由此使得施工建设工作能够获得更为充分的指导。

6.4 对设计人才进行综合性培养，使其综合能力得以不断增加

建筑设计过程中，相关设计人员需要提升综合设计能力，而人员素质提升，需要从以下几个角度进行分析。首先，需要对建筑项目进行全面分析与思考，了解相关专业的技术与布置，使项目能够达到建筑功能的要求。另一方面，针对工程设计人员的理论体系进行更加细致的提升，增加施工组织管理、施工机械、经济性的学习交流，在具体的工作中，能够主动对当前所存在各类问题以及风险指标进行有效的规避。此外，在对设计人员进行培育的过程当中，需要使其进行综合性培训，通过培训增强其自身专业能力，使设计人员能够学习更加先进的施工技术。