試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

潘麗彬

（山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程設(shè)計(jì)中心 山西太原 030001）

試論建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

潘麗彬

（山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院工程設(shè)計(jì)中心 山西太原 030001）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，全國(guó)大中型城市的高層建筑物逐漸增多，在高層建筑物施工建設(shè)過(guò)程中，最核心的施工環(huán)節(jié)無(wú)疑就是建筑物的地基基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)。特別是在我國(guó)施工工程種類(lèi)和功能不斷增多的時(shí)代背景下，高層建筑物的施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越重要，不僅對(duì)工程施工的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性具有很重要的影響，而且對(duì)施工質(zhì)量的穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。因此本文主要對(duì)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，與此同時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)中需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析。

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

本文通過(guò)對(duì)我國(guó)某地一大型建筑工程地基施工設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，對(duì)需要注意的事項(xiàng)進(jìn)行論述。經(jīng)地質(zhì)勘查，該建筑工程為一大型的商業(yè)建筑，該工程主樓地下兩層，地上二十層，總建筑高度為70米，層高為4米，主樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年，施工設(shè)計(jì)中建筑物的抗震等級(jí)為7級(jí)，建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)，從勘查報(bào)告中可以發(fā)現(xiàn)，施工地質(zhì)的地貌單元為典型的軟土地質(zhì)，因此地質(zhì)條件較差，需要采用沖孔灌注樁或靜壓預(yù)制管樁以及高壓噴射方式對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的地基進(jìn)行設(shè)計(jì)處理。

1 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)類(lèi)型的選擇和設(shè)計(jì)

房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、建筑體型與功能要求、荷載大小和分布情況、相鄰建筑基礎(chǔ)情況、施工條件和材料供應(yīng)以及地區(qū)抗震烈度等綜合考慮，選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)型式。砌體結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用剛性條形基礎(chǔ)，如灰土條形基礎(chǔ)、Cl5素混凝土條形基礎(chǔ)、毛石混凝土條形基礎(chǔ)和四合土條形基礎(chǔ)等，當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于2.5m時(shí)，可采用鋼筋混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)即柔性基礎(chǔ)。多層內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，如地基土較差時(shí)，中柱宜選用柱下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，中柱宜用鋼筋混凝土柱。框架結(jié)構(gòu)、無(wú)地下室、地基較好、荷載較小可采用單獨(dú)柱基，在抗震設(shè)防區(qū)可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.1.1l條設(shè)柱基拉梁。無(wú)地下室、地基較差、荷載較大為增強(qiáng)整體性，減少不均勻沉降，可采用十字交叉梁條形基礎(chǔ)。如采用上述基礎(chǔ)不能滿(mǎn)足地基基礎(chǔ)強(qiáng)度和變形要求，又不宜采用樁基或人工地基時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)（有梁或無(wú)梁）?？蚣芙Y(jié)構(gòu)、有地下室、上部結(jié)構(gòu)對(duì)不均勻沉降要求嚴(yán)、防水要求高、柱網(wǎng)較均勻，可采用箱形基礎(chǔ)；柱網(wǎng)不均勻時(shí)，可采用筏板基礎(chǔ)。有地下室，無(wú)防水要求，柱網(wǎng)、荷載較均勻、地基較好，可采用獨(dú)立柱基，抗震設(shè)防區(qū)加柱基拉梁。或采用鋼筋混凝土交叉條形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。筏板基礎(chǔ)上的柱荷載不大、柱網(wǎng)較小且均勻，可采用板式筏形基礎(chǔ)。當(dāng)柱荷載不同、柱距較大時(shí)，宜采用梁板式筏基。

地基基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合該建筑工程的實(shí)際地質(zhì)情況以及水文條件進(jìn)行綜合考慮設(shè)計(jì)[1]，另外設(shè)計(jì)人員還需要針對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型以及設(shè)計(jì)功能需求、建筑物的實(shí)際荷載情況以及分布情況、相鄰建筑物的地基基礎(chǔ)情況等進(jìn)行綜合評(píng)估分析進(jìn)行設(shè)計(jì)，在地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方面應(yīng)該著重考慮施工材料的供應(yīng)情況以及施工地質(zhì)的抗震等級(jí)強(qiáng)度等多方面的因素進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，從而經(jīng)過(guò)地質(zhì)分析評(píng)估選擇科學(xué)的地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。

在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，體結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用鋼性條形基礎(chǔ)，例如素混凝土條形基礎(chǔ)以及灰土條形基礎(chǔ)以及四合條形基礎(chǔ)等基礎(chǔ)形式，如果地基的基礎(chǔ)寬度超過(guò)215厘米，則考慮選用鋼筋混凝土的擴(kuò)展基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即選用柔性地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果建筑結(jié)構(gòu)是多層建筑框架結(jié)構(gòu)形式，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中沒(méi)有地下室，而地基的基礎(chǔ)較差，在建筑結(jié)構(gòu)荷載力過(guò)大的情況下，為了保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強(qiáng)度和剛度，設(shè)計(jì)時(shí)需要采用十字形交叉條形基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，與此同時(shí)需要注意的是，為了進(jìn)一步滿(mǎn)足該建筑物地基的沉降與變形要求，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該采用筏板基礎(chǔ)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，除此之外，柱網(wǎng)要十分均勻、建筑物的防水性要較好、框架結(jié)構(gòu)要滿(mǎn)足建筑物的沉降和變形要求，從而保證地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理科學(xué)。

如果建筑物存在地下室以及沒(méi)有特殊的防水性要求，而建筑物的柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及重力荷載比較均勻，此時(shí)說(shuō)明地基的基礎(chǔ)條件較好，在這種設(shè)計(jì)情況下，應(yīng)該采用獨(dú)立的柱基形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在建筑地基的抗震設(shè)防區(qū)域應(yīng)該增加柱基拉梁結(jié)構(gòu)，或者可以采用筏板基礎(chǔ)以及鋼筋混凝土交叉條形基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果建筑物的地基條件較差，則應(yīng)該通過(guò)設(shè)計(jì)筏板基礎(chǔ)將墻下條基于交叉條形基礎(chǔ)連接為一體，從而提高整個(gè)高層建筑物的總體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；如果建筑物選用高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)，則需要通過(guò)設(shè)計(jì)交叉條形基礎(chǔ)形式提高建筑物地基的質(zhì)量穩(wěn)定性。

如果建筑物有特殊的防水性要求，則設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑物的地基形式進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)成中應(yīng)該設(shè)計(jì)一種箱形或筏板基礎(chǔ)的地基結(jié)構(gòu)形式[2]，如果在該建筑物的地下室中設(shè)有專(zhuān)門(mén)的鋼筋混凝土隔土墻時(shí)，要將基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為筏板基礎(chǔ)形式，當(dāng)施工地基的地質(zhì)條件較差時(shí)，應(yīng)該采用人工處理地基以及樁基結(jié)構(gòu)對(duì)地基進(jìn)行加固處理，從而不斷滿(mǎn)足建筑物的地基能夠滿(mǎn)足沉降要求以及變形要求。

但無(wú)論采用何種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中始終應(yīng)該堅(jiān)持的重點(diǎn)就是嚴(yán)格處理好建筑物地下室外墻與地基基礎(chǔ)底板之間的連接節(jié)點(diǎn)[3]。一般情況下，框架剪力墻結(jié)構(gòu)不設(shè)地下室，因此該種地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件較好，地基的荷載力十分均勻，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該采用墻下條基以及單獨(dú)基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該建筑物的地基抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該確保樁基下設(shè)拉梁并使其與該地基結(jié)構(gòu)的墻下條基連接在一起。

2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中樁基礎(chǔ)和后澆帶的設(shè)計(jì)

另外在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中需要引起注意的是人工地基或天然地基承載力或者變形要求與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不符時(shí)，或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與適用性與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的總體功能功能要求不符時(shí)，應(yīng)該通過(guò)設(shè)計(jì)一種樁基礎(chǔ)地基結(jié)構(gòu)形式，具體在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)師應(yīng)該注意堅(jiān)持以下設(shè)計(jì)原則：

樁頂?shù)氖芰?yīng)該均勻，建筑結(jié)構(gòu)地基樁的重心應(yīng)該與建筑物上部結(jié)構(gòu)的重心重合，同時(shí)應(yīng)該保證建筑物的群樁在承受彎矩方向的受力以及承受水平方向受力過(guò)程中具有較大的抵抗矩，在建筑物的縱橫槍交叉部位都應(yīng)該布設(shè)有相應(yīng)的基礎(chǔ)樁，如果建筑物的橫墻較多，則在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該在橫墻部位兩側(cè)的縱墻中進(jìn)行布樁設(shè)計(jì)，一般情況下不應(yīng)該在建筑物的門(mén)洞處布樁。另外不應(yīng)該采將端承樁與摩擦樁同時(shí)布設(shè)在一個(gè)單元結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)時(shí)如果遇到的直徑的樁結(jié)構(gòu)，則應(yīng)該采用一柱一樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式進(jìn)行布置[4]，如果建筑結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)采用群樁進(jìn)行布設(shè)時(shí)，盡量在滿(mǎn)足基樁最小中心距相關(guān)要求的前提下，將樁基設(shè)計(jì)在不超過(guò)簡(jiǎn)體外緣一倍板厚或者將其直接設(shè)計(jì)在簡(jiǎn)體內(nèi)部，至于建筑結(jié)構(gòu)地基伸縮縫以及抗震縫部位可以設(shè)計(jì)為兩柱同用一個(gè)建筑承臺(tái)結(jié)構(gòu)的布樁設(shè)計(jì)形式。對(duì)于建筑剪力墻結(jié)構(gòu)的地基基礎(chǔ)形式設(shè)計(jì)要通過(guò)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力集中情況進(jìn)行綜合考慮，從而結(jié)合其實(shí)際產(chǎn)生的巨大影響對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)中的不同受力情況進(jìn)行科學(xué)分析。在分析基礎(chǔ)上度對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，高層建筑在我國(guó)工程施工中的情況越來(lái)越多，因此高層建筑作為我國(guó)建筑工程中的重要體系，成為業(yè)內(nèi)相關(guān)人士十分重視的內(nèi)容。本文通過(guò)實(shí)際的案例對(duì)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)進(jìn)行了闡述，從而為我國(guó)建筑工程地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供相關(guān)的建議，進(jìn)一步提高工程施工設(shè)計(jì)的科學(xué)性與安全性。

[1]建筑地基基礎(chǔ)及地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)疑難處理與實(shí)例[J].巖土力學(xué),2014,06:1640. [2]滕延京,李建民,李榮年.建筑地基基礎(chǔ)耐久性設(shè)計(jì)的新理念[J].建筑科學(xué), 2012,S1:1-4+15.

[3]楊留學(xué).論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)和要點(diǎn)分析[J].門(mén)窗,2012,08:225 -226.

[4]薛向榮.高層建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)[J].中華建設(shè),2013,08:100-101.

TU7

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1007-6344（2016）07-0085-01