建筑工程常用的地基基礎(chǔ)與樁基設(shè)計探究

張林鋒，李輝

（1.天津華勘集團有限公司，天津300181；2.天津華北工程勘察設(shè)計有限公司，天津300181）

1 引言

在建筑工程項目的設(shè)計過程中，地基基礎(chǔ)和樁基的設(shè)計工作是整個建筑工程中的重要項目和內(nèi)容，對整體建筑工程的穩(wěn)定性有至關(guān)重要的作用。因此，建筑設(shè)計單位進行地基基礎(chǔ)和樁基的設(shè)計工作時，應(yīng)加強對該工作的重視，根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況合理選擇地基和樁基的類型，根據(jù)建筑上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的荷載以及外部荷載的作用確定樁長，在滿足建筑經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上保證建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

2 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計的主要內(nèi)容

建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計是工程的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建筑地基設(shè)計，簡單來說，就是對地基基礎(chǔ)進行概念設(shè)計，包括對建筑工程中的力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)性質(zhì)以及土力學(xué)等概念進行研究與分析，還要對施工現(xiàn)場土層的含水量等情況進行全面的研究，根據(jù)所有研究結(jié)果進行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計。建筑地基基礎(chǔ)概念設(shè)計和傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念不同，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計更注重的是對建筑工程的承載能力，負責(zé)的主要是建筑工程結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，進而使建筑工程的使用壽命延長，提高建筑工程的質(zhì)量。

3 建筑工程常用的地基基礎(chǔ)種類

建筑工程常用的基礎(chǔ)類型包括樁基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)、條形地基基礎(chǔ)等，在實際工程項目中，應(yīng)根據(jù)工程所在地的地質(zhì)情況以及建筑的荷載情況合理選擇基礎(chǔ)類型。以下對分別樁基礎(chǔ)、獨立基礎(chǔ)、鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)和條形地基基礎(chǔ)進行簡要介紹。

3.1 樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)應(yīng)用分以下幾種情況：

1）當(dāng)建筑工程的上部結(jié)構(gòu)需要較強的承載能力，但是地基上部土層較軟，下部分布有能夠當(dāng)作樁端持力層的堅實土層的情況下；

2）當(dāng)?shù)鼗休d力較強，但是建筑對沉降量有較高的要求的情況下也可以應(yīng)用樁基礎(chǔ)；

3）當(dāng)天然地基的沉降量過大，難以進行處理并且難以符合建筑物澆筑要求時，可以應(yīng)用樁基礎(chǔ)；

4）在施工環(huán)境較差，土層松軟并且較薄時可以應(yīng)用樁基礎(chǔ)，通過鉆孔灌注短樁的方法來實現(xiàn)。

3.2 獨立基礎(chǔ)

柱下基礎(chǔ)一般都是采用剛性或者柔性的獨立基礎(chǔ)。為了減少成本支出，基礎(chǔ)樁距較大時，一般采用獨立基礎(chǔ)。建筑單位可以根據(jù)實際情況采用拉梁適當(dāng)拉結(jié)的方式，提升建筑工程的穩(wěn)定性和整體性，提高地基的抗變形性能和抗震性能，保證建筑的安全性，減少安全隱患。

獨立基礎(chǔ)一般還會被應(yīng)用在高層建筑中，當(dāng)高層建筑的上部結(jié)構(gòu)為框架體系時，地基的承載性能較好，地基變形較小，整體建筑的荷載和柱網(wǎng)的分布情況整體較為均勻，可采用獨立基礎(chǔ)。需要注意的是，建設(shè)單位需要從橫縱2個方向進行拉梁的連接。施工時注意應(yīng)根據(jù)實際情況對拉梁的斷面進行選擇，保證距離的科學(xué)性，實現(xiàn)建筑的穩(wěn)定性[1]。

3.3 鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)

鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)的適用范圍較小，只適用于少數(shù)特殊情況下。建筑地基的土質(zhì)不均勻時，地基承受力較弱，而建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載力大，通過十字交叉基礎(chǔ)的應(yīng)用，相鄰基礎(chǔ)之間的距離和縫隙會變小，使很多基礎(chǔ)底面出現(xiàn)覆蓋重疊的問題，難以滿足基礎(chǔ)底面積的實際需求，在這種情況下，可以應(yīng)用筏板基礎(chǔ)。另外，對含有地下室的建筑結(jié)構(gòu)進行施工時，因為本身建筑結(jié)構(gòu)的特殊性，會出現(xiàn)受潮和滲水問題，因此，建筑單位可以應(yīng)用筏板基礎(chǔ)作為地下室的底板結(jié)構(gòu)，防止各種情況和問題的發(fā)生，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。筏板基礎(chǔ)具有較強承載力，較高的強度，能夠有效提高整體建筑結(jié)構(gòu)的牢固性和穩(wěn)定安全性[2]。

3.4 條形地基基礎(chǔ)

建筑工程的上部結(jié)構(gòu)的荷載較大，而地基的抗變形性能和承載力較差時，為了保證施工質(zhì)量，通常應(yīng)用剛性基礎(chǔ)，但是應(yīng)用剛性基礎(chǔ)很容易導(dǎo)致基礎(chǔ)斷面較大，若為淺基礎(chǔ)，則基礎(chǔ)會露出地面，不利于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果采取基礎(chǔ)加深的操作，會導(dǎo)致土方量和基礎(chǔ)成本造價增加。即使應(yīng)用了剛性基礎(chǔ)，也很容易導(dǎo)致基礎(chǔ)受到的應(yīng)力較大，使建筑基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫和不均勻沉降問題，對上部建筑的墻體穩(wěn)定性和安全性造成影響。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時，可以應(yīng)用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，不僅可以承受較大的彎矩和剪力，更符合建筑基礎(chǔ)斷面的大小和配筋量要求，滿足各方面的受力要求。必要時，還可以增加肋梁，提高基礎(chǔ)的抗彎能力，防止地基不均勻沉降的發(fā)生[3]。

4 建筑樁基設(shè)計的主要內(nèi)容

建筑采用樁基作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)時，需要明確樁基的種類和樁長，并對單樁豎向承載力進行計算，以保證樁基能夠有足夠的承載力職支撐建筑的上部結(jié)構(gòu)，提高建筑的抗傾覆能力。

4.1 明確基樁的種類和長度

保證基樁設(shè)計的科學(xué)性和合理性是整個建筑結(jié)構(gòu)工程順利開展的一項重要內(nèi)容。首先，設(shè)計人員要對施工現(xiàn)場周圍的環(huán)境進行勘察，對周圍的各項設(shè)施和地質(zhì)水文等因素進行深入分析和研究，進而合理選擇樁基類型。另外，根據(jù)建筑作用于樁基的荷載，計算樁基的長度，并盡量使樁端嵌入承載力較強的土層中，保證樁基的承載力和穩(wěn)定性。

4.2 以建筑等級為依據(jù)對單樁豎向承載力進行核算

當(dāng)建筑樁基設(shè)計為甲級時，應(yīng)根據(jù)單樁靜載力測試明確單樁極限承載力；當(dāng)建筑樁基設(shè)計為乙級并且施工現(xiàn)場地質(zhì)條件較優(yōu)時，可學(xué)習(xí)相同類型和規(guī)模的建筑施工案例，做好相應(yīng)的復(fù)原試驗；當(dāng)建筑樁基設(shè)計為丙級時，由于結(jié)構(gòu)簡單，可通過乙級應(yīng)用的復(fù)原測試對其進行相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取。

樁基的直徑較大時，可以通用深層平板承載符合試驗獲得單樁豎向承載力，建筑結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用嵌巖樁時，可以通用專門的巖基平板承載符合試驗獲得單樁豎向承載力。

5 結(jié)語

我國建筑行業(yè)經(jīng)過長時間的積累使我國建筑結(jié)構(gòu)工程中的地基基礎(chǔ)種類較多，因此，在實際的建筑施工過程中，施工單位要根據(jù)實際的情況來對地基基礎(chǔ)的種類進行科學(xué)合理的選擇，對整體的工程進行科學(xué)合理的劃分，實現(xiàn)高質(zhì)量高效率的完成建筑工程，保證建筑結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量。