建筑地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)探究

周帥

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

1 引言

地基基礎(chǔ)是整個(gè)建筑的基礎(chǔ)，是建筑質(zhì)量的一個(gè)決定性因素。進(jìn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況和工程目標(biāo)確定建筑地基基礎(chǔ)的最優(yōu)設(shè)計(jì)，為保值建筑物的質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，要采用科學(xué)的施工技術(shù)，通過設(shè)計(jì)與施工的密切配合，強(qiáng)化基坑的穩(wěn)定性，保證后期施工的順利開展。

2 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要性

基礎(chǔ)是指建筑埋在地面以下，將建筑物豎向構(gòu)件荷載傳遞給地基的結(jié)構(gòu)，地基是指承載基礎(chǔ)傳來荷載的土層。地基基礎(chǔ)是建筑的立足點(diǎn)，對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和檢測(cè)是建筑工程的重要工作?；A(chǔ)深埋在土層中，由于地質(zhì)情況復(fù)雜，加之地下水的影響，大大增加了地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的難度。相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，一般高層建筑基礎(chǔ)工程約占整體建筑造價(jià)的20%，對(duì)于地質(zhì)情況復(fù)雜、埋置較深、需要進(jìn)行特殊處理的地基基礎(chǔ)工程，其造價(jià)占比可達(dá)25%甚至更多。因此，需要通過對(duì)不同基礎(chǔ)形式的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較，選擇最優(yōu)方案，在保障質(zhì)量的同時(shí)，降低建設(shè)成本[1]。

3 高層建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

本文以高層建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行建筑地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)探究。

3.1 高層建筑地基基礎(chǔ)概述

建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需要考慮建筑所在地的工程地質(zhì)條件、建筑體型、功能要求、施工條件、受力情況等，需要對(duì)這些因素進(jìn)行綜合分析，從而選擇最適合、最經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)類型。目前，高層建筑基礎(chǔ)一般采用樁基礎(chǔ)。對(duì)高層建筑的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮基礎(chǔ)面積、受力情況（承載力、內(nèi)力）等因素[2]。這些因素的確定需要準(zhǔn)確的計(jì)算，為確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，要結(jié)合多方面資料，如工程地質(zhì)勘察報(bào)告、上部結(jié)構(gòu)類型、施工材料、施工工藝等。

3.2 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)和基本要求

由于高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)會(huì)受到多方面因素的影響，為了保障地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，應(yīng)同時(shí)滿足不同影響因素的要求。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)包括以下方面：基本依據(jù)為地質(zhì)情況，即地面土質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下巖土成分等；限制依據(jù)是建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及地下室地基的受力情況；更高的設(shè)計(jì)依據(jù)是滿足外部環(huán)境的要求，如抗震性能等。就高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本要求而言，其應(yīng)滿足地基的承載力、滿足建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與抗震性、注意地基土層的壓縮變形范圍以及沉降指標(biāo)等。

3.3 高層建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

3.3.1 地基土與結(jié)構(gòu)的問題

高層建筑與地基的共同作用是指將地基、基礎(chǔ)、高層建筑看作一個(gè)整體，滿足3部分接觸部位的變形協(xié)調(diào)情況。具體來說，即地基與基礎(chǔ)之間各類型樁承擔(dān)的上部結(jié)構(gòu)荷載，這部分荷載是依據(jù)基礎(chǔ)變形情況的協(xié)調(diào)條件確定的。根據(jù)建筑物對(duì)基礎(chǔ)沉降量大小的不同要求以及原地基土的承載力，選擇合理的基礎(chǔ)形式，從而確定地基的處理方法和地基加固處理方法并實(shí)施。

3.3.2 沉降縫問題

沉降縫是為防止地基不均勻沉降引起建筑物各部分破壞而設(shè)置的一道垂直縫。由于地質(zhì)情況的不同，加之建筑物相鄰部分的結(jié)構(gòu)形式、荷載等的差異，各部分結(jié)構(gòu)常會(huì)因沉降不均勻出現(xiàn)開裂、錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，一般會(huì)在差異處設(shè)置沉降縫避免以上問題。但是，由于高層建筑的基底應(yīng)力較大，使沉降縫處應(yīng)力疊加后產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，容易導(dǎo)致該處地基土發(fā)生剪切破壞，難以保障高層建筑的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)，在高層建筑中設(shè)置沉降縫，會(huì)影響后期的設(shè)備安裝、使用等各階段，因此，在高層建筑設(shè)計(jì)中盡量不要有沉降縫，可以通過其他地基處理方式或采用不同的基礎(chǔ)類型來減小沉降差異。

3.3.3 樁端進(jìn)入持力層的問題

要解決樁端持力層的問題，應(yīng)考慮以下幾方面：（1）樁端持力層可以選擇巖層或較硬的土層，而樁端進(jìn)入持力層的深度有一定要求；（2）當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)存在液化土層時(shí)，樁身要進(jìn)入穩(wěn)定土層（液化層以下），其深度要求需要通過計(jì)算確定；（3）當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)存在季節(jié)性凍土或膨脹土層時(shí)，樁身進(jìn)入穩(wěn)定土層的深度應(yīng)通過抗拔穩(wěn)定性的驗(yàn)算[3]。

4 加強(qiáng)建筑地基基礎(chǔ)工程的施工技術(shù)

4.1 施工前的準(zhǔn)備工作

為了保障建筑地基基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量和安全，進(jìn)行工程施工前，各單位會(huì)做一些準(zhǔn)備工作，主要包括以下方面：（1）明確施工單位的各項(xiàng)計(jì)劃，判斷這些計(jì)劃是否符合實(shí)際情況、是否達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)；（2）確認(rèn)施工階段的各項(xiàng)試驗(yàn)，包括試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)內(nèi)容等，確保工程的順利進(jìn)行；（3）確認(rèn)建筑地基基礎(chǔ)工程施工過程中是否會(huì)采用新技術(shù)以及技術(shù)類型，并審核工程中新材料是否質(zhì)量達(dá)標(biāo)等。

4.2 工程地基基礎(chǔ)的選擇

基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接體，并將建筑物的豎向荷載傳給地基。因此，基礎(chǔ)的選型對(duì)整個(gè)建筑非常重要。對(duì)于不同的地質(zhì)情況，應(yīng)選擇不同的基礎(chǔ)，例如，承載力不足且地基剛度不夠時(shí)，應(yīng)采用筏形基礎(chǔ)；承載力足夠，并且基礎(chǔ)與豎向結(jié)構(gòu)分布方式相同時(shí)，可以采用獨(dú)立基礎(chǔ)等。

4.3 地基處理施工技術(shù)與措施

地基處理是對(duì)一些強(qiáng)度不夠的地基采取一定的措施，以提高建筑物的強(qiáng)度，滿足建筑物的承載力要求。地基處理的方法包括換填墊層法、預(yù)壓地基法、壓實(shí)及夯實(shí)地基法、復(fù)合地基法、注漿加固法、微型樁加固法等。選擇地基處理方法時(shí)，應(yīng)考慮建筑結(jié)構(gòu)類型和基礎(chǔ)型式等因素，結(jié)合實(shí)際、經(jīng)濟(jì)等各方面選擇最優(yōu)的方法。有效的處理措施，能減小地基的不均勻變形。各種地基的處理方法，需要進(jìn)行必要的試驗(yàn)，為施工的質(zhì)量提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

5 結(jié)語

總之，做好地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，對(duì)保證建筑物的質(zhì)量有重要的作用，同時(shí)也保證了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。設(shè)計(jì)人員應(yīng)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)，施工人員應(yīng)運(yùn)用科學(xué)的施工技術(shù)，通過設(shè)計(jì)與施工的密切配合，為建筑物打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。