建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有關(guān)樁基礎(chǔ)的淺談及分析

陳 浩

（國(guó)策眾合（北京） 建筑工程設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030000）

設(shè)計(jì)人員要做好建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，尋找最適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方案，對(duì)民用結(jié)構(gòu)建筑中存在的問(wèn)題以及相關(guān)影響因素進(jìn)行詳細(xì)的分析，找到相應(yīng)的解決措施，做好建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作。

1 樁基礎(chǔ)的特點(diǎn)

1） 承載力強(qiáng)，在建筑結(jié)構(gòu)中，樁可深入到巖石層、基巖等土質(zhì)堅(jiān)硬的持力層，能夠保證單樁或群樁具備較強(qiáng)的承載力，可承載起建筑主體全部的豎向載荷和偏心荷載，避免建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降。

2） 豎向剛度大，樁基礎(chǔ)本身的豎向剛度較大，不會(huì)受自身重量和鄰近荷載的影響而產(chǎn)生建筑結(jié)構(gòu)不均勻沉降。同時(shí)，借助樁基礎(chǔ)較大的豎向剛度，還可將建筑物傾斜控制在設(shè)計(jì)規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

3） 穩(wěn)定性好，樁基礎(chǔ)具備較大的側(cè)向剛度和較強(qiáng)的抗傾覆力，能夠抵抗風(fēng)力、地震等外力作用產(chǎn)生的建筑物水平荷載，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免因建筑物受外力作用引發(fā)結(jié)構(gòu)性破壞。

4） 抗壓抗拔，樁基礎(chǔ)穿過(guò)軟弱土層直接深入到堅(jiān)硬的持力層，使建筑結(jié)構(gòu)的根部與持力層形成一體，借助持力層的穩(wěn)固性，可增強(qiáng)建筑樁基礎(chǔ)對(duì)外界的抗壓能力和抗拔能力，避免建筑物出現(xiàn)傾斜、沉陷問(wèn)題。

2 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)影響因素

1） 上部結(jié)構(gòu)，上部結(jié)構(gòu)可以與地基基礎(chǔ)共同作用影響到建筑工程的穩(wěn)定性，上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量不僅取決于自身受力強(qiáng)度，還受到地基基礎(chǔ)變形的影響。同時(shí)上部結(jié)構(gòu)對(duì)于地基基礎(chǔ)的適應(yīng)能力也影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)人員要根據(jù)地基基礎(chǔ)選擇合適的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2） 地質(zhì)條件，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要對(duì)建筑所處的地質(zhì)條件進(jìn)行充分地調(diào)查和勘查，掌握必要的精確資料，對(duì)于建筑的地形、地質(zhì)條件以及周邊建筑物、給排水、供電等情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察，從而確定最適合的地基方案和基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中盡可能選擇良好的地基處理方式及適合的施工方式，要經(jīng)濟(jì)合理，必須在特殊地形上建造的建筑，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求的，就要針對(duì)實(shí)際情況對(duì)地基進(jìn)行處理，提高地基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，減少后期地基變形。建筑地基不得出現(xiàn)滑動(dòng)變形，土層內(nèi)部存在抗剪強(qiáng)度差的滑動(dòng)面的，會(huì)沿滑動(dòng)面產(chǎn)生一定的位移、滑坡現(xiàn)象，在選擇建筑地基時(shí)，要盡可能避免出現(xiàn)滑坡。

3 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題

1） 建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，建筑的抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要確保建筑在設(shè)防烈度下的地震時(shí)不會(huì)產(chǎn)生損害，發(fā)生大地震時(shí)可以將損壞降到最低。建筑的承載力和強(qiáng)度是抗震性能的主要指標(biāo)，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中通過(guò)提升鋼筋混凝土的變形能力可以提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，吸收地震的巨大能量，一定程度上起到抗震減震的作用。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要重視抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題。

2） 建筑結(jié)構(gòu)在消防設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，消防問(wèn)題一直是民用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問(wèn)題，一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅會(huì)帶來(lái)財(cái)產(chǎn)損失，還會(huì)嚴(yán)重影響居民的人身生命安全，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮到消防設(shè)計(jì)。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)于消防規(guī)范較為陌生，因此使得建筑結(jié)構(gòu)在消防領(lǐng)域有著巨大隱患。

3） 建筑中選型問(wèn)題，由于建筑行業(yè)不斷擴(kuò)張，因此結(jié)構(gòu)類(lèi)型的不同使得建筑低中、高、層房屋的設(shè)計(jì)也存在差異，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須保證建筑內(nèi)部的總體性能、承載力，允許建筑存在一定的變形，盡量降低建筑的不均勻沉降。

4 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1） 基礎(chǔ)埋置深度的確定，位于天然土地地基以上的建筑，基礎(chǔ)要有適當(dāng)?shù)穆裰蒙疃?，從而保證其抗傾覆、抗滑穩(wěn)定性，保證建筑質(zhì)量，高層建筑為了節(jié)省土地，一般會(huì)設(shè)置地下室。城市地區(qū)新舊建筑物距離較近，新建的建筑物的基礎(chǔ)埋深一般會(huì)大于舊建筑物，新建筑物就會(huì)不可避免地對(duì)舊建筑物產(chǎn)生影響，要避免影響到舊建筑物的安全和正常使用，在構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就要留出一定的安全距離，通過(guò)對(duì)新舊建筑物地基承載力變形和地基穩(wěn)定性的分析，來(lái)確定安全距離。

2） 承載力的計(jì)算，主體結(jié)構(gòu)的地基承載力與地基基礎(chǔ)埋深、超載寬度以及基礎(chǔ)兩側(cè)超載寬度均有聯(lián)系，巖石地基的承載力大于一般地基，在計(jì)算掩體的承載力時(shí)可以取抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)確定地基承載力。

3） 變形計(jì)算，由于地基變形計(jì)算對(duì)于建筑質(zhì)量非常重要，地基變形過(guò)大就會(huì)影響到建筑的正常使用，導(dǎo)致居民無(wú)法正常生活，威脅到居民的人身安全。因此在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中一定要重視變形計(jì)算。

4） 穩(wěn)定性計(jì)算，在建筑穩(wěn)定性不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)可以增加壓重，或者設(shè)置抗浮構(gòu)建，在滿足整體穩(wěn)定性而局部穩(wěn)定性仍不滿足設(shè)計(jì)值時(shí)，可以采用單樁豎向抗拔荷載實(shí)驗(yàn)來(lái)確定抗拔承載力特征值，從而滿足工程設(shè)計(jì)要求。

5） 合理選擇樁長(zhǎng)和樁型，設(shè)計(jì)者在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中以長(zhǎng)細(xì)比來(lái)控制樁長(zhǎng)和樁型，會(huì)造成工程樁的不必要浪費(fèi)，而長(zhǎng)細(xì)比的現(xiàn)值是為了保證樁身的穩(wěn)定性。因?yàn)樵谟龅捷^為堅(jiān)硬的持力層時(shí)，樁身過(guò)于細(xì)長(zhǎng)就會(huì)破壞其穩(wěn)定性，樁身應(yīng)力會(huì)不斷向下衰減，隨著荷載加大產(chǎn)生沉降，不會(huì)影響到其穩(wěn)定性，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中一般不考慮長(zhǎng)細(xì)比限制，高層建筑超長(zhǎng)樁和長(zhǎng)樁的應(yīng)用非常廣泛，長(zhǎng)細(xì)比限制了長(zhǎng)樁的使用。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)的工程，要求設(shè)計(jì)人員不僅要具有扎實(shí)的設(shè)計(jì)功底，還要有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并且應(yīng)嚴(yán)肅對(duì)待建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)際施工情況來(lái)配合周邊環(huán)境。