房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案

【摘要】針對(duì)某擬建項(xiàng)目實(shí)際情況，在減少其基本情況與工程地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行深入分析，提出基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中需要注意的要點(diǎn)，旨在為類似其它項(xiàng)目的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供參考階段，不斷提高房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為重要內(nèi)容，其設(shè)計(jì)質(zhì)量在很大程度上決定了建筑上部結(jié)構(gòu)能否保持安全穩(wěn)定。然而，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜且綜合性較強(qiáng)的工作，需要充分考慮建筑的用途、地質(zhì)條件等方面，只有這樣才能制定合理可行的設(shè)計(jì)方案，為之后的基礎(chǔ)施工及上部結(jié)構(gòu)施工等奠定良好基礎(chǔ)。

1、工程概況

某擬建項(xiàng)目包含安置區(qū)、公寓、美食廣場(chǎng)、學(xué)校、消防站、社區(qū)服務(wù)設(shè)施及商業(yè)街巷，建筑面積可達(dá)28.5萬(wàn)m2，總體效果如圖1所示。

項(xiàng)目所在地區(qū)的地勢(shì)呈西南方向高和東北方向低，有很大的起伏，高程在0-30m范圍內(nèi)變化，最大高差可以達(dá)到20m左右。項(xiàng)目規(guī)劃區(qū)以水田和旱地為主。項(xiàng)目不同結(jié)構(gòu)單體基本情況如表1所示。

2、工程地質(zhì)條件

項(xiàng)目場(chǎng)地的原始地貌為典型的沖洪積平原，整體地勢(shì)比較開(kāi)闊，地基土的性能普通，但沒(méi)有可發(fā)生液化的飽和砂土及可發(fā)生震陷的軟土，經(jīng)開(kāi)挖揭露，范圍內(nèi)地層特征如表2所示。

經(jīng)勘察，場(chǎng)地范圍內(nèi)地下水以黏土質(zhì)中砂層作為主要賦存層，以強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化花崗巖為次要賦存層，在黏土質(zhì)中砂層當(dāng)中的地下水，其類型為孔隙潛水，以大氣降水與灌溉明渠為主要補(bǔ)給，同時(shí)向南側(cè)低洼部位排泄。該場(chǎng)地范圍內(nèi)地下水實(shí)際埋深在0.0-3.0m范圍內(nèi)，實(shí)際標(biāo)高在4.21-29.69m范圍內(nèi)，水位的具體變化幅度在1.0m左右，建筑結(jié)構(gòu)抗浮水位為室外地坪實(shí)際標(biāo)高，設(shè)計(jì)可取5.5m。

3、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案

根據(jù)場(chǎng)地的土層情況，可將該項(xiàng)目沒(méi)有設(shè)置地下室的建筑基礎(chǔ)分成以下三種具體情況：第一種情況為基礎(chǔ)的底部標(biāo)高在達(dá)到最小埋深要求的基礎(chǔ)上直接落于持力層;第二種情況為在適當(dāng)增加基礎(chǔ)實(shí)際埋深以后，使其落于持力層;第三種情況為設(shè)計(jì)地面標(biāo)高大于自然地面標(biāo)高，應(yīng)在填土上進(jìn)行基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)填土提出相應(yīng)的要求[1]。針對(duì)設(shè)置了一層地下室的情況，考慮到該地下室主要用途為車庫(kù)，對(duì)層高的要求較高，所以基礎(chǔ)可以直接落于持力層。

3.1基礎(chǔ)類型選擇

（1）設(shè)置地下室的結(jié)構(gòu)，因?qū)垢∮幸欢ㄒ螅业叵滤幌鄬?duì)較高，故以筏板基礎(chǔ)為宜，無(wú)梁樓蓋。

（2）安置區(qū)場(chǎng)地中，因設(shè)計(jì)室外標(biāo)高和建筑每戶的±0.000均存在一定變化，而且建設(shè)單位要求所有戶都要脫開(kāi)結(jié)構(gòu)之間的相互影響，所以以柱下條形基礎(chǔ)為宜。

（3）對(duì)于地上層數(shù)不超過(guò)3層的，考慮到采用的都是框架結(jié)構(gòu)，故以柱下獨(dú)立基礎(chǔ)為宜。

（4）公寓主體結(jié)構(gòu)采用的是剪力墻，但沒(méi)有設(shè)置地下室，所以以墻下條形基礎(chǔ)為宜。

（5）商業(yè)街巷1因樓層數(shù)量相對(duì)較多，采用獨(dú)立基礎(chǔ)可能無(wú)法達(dá)到承載力方面的要求，所以建議選擇筏板基礎(chǔ)。盡管沒(méi)有設(shè)置地下室，但基礎(chǔ)的實(shí)際埋深也必須滿足相關(guān)規(guī)范提出的要求，即達(dá)到建筑總高的1/15以上。

3.2特殊情況基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

（1）當(dāng)建筑設(shè)有地下室時(shí)，需要以場(chǎng)地坡度走向?yàn)橐罁?jù)，結(jié)合建筑功能進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，建議采用梯田式下沉形式，在筏板基礎(chǔ)的頂部預(yù)留一個(gè)厚度為600mm的配重層，通過(guò)壓重抗浮，使基底的實(shí)際標(biāo)高處于持力層的范圍之內(nèi)[2]。

（2）對(duì)于柱下獨(dú)立基礎(chǔ)與條形基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮下列幾點(diǎn)：

①如果基礎(chǔ)底部標(biāo)高在最小埋深條件下可以處在持力層范圍內(nèi)，則按照規(guī)范提出的一般要求進(jìn)行設(shè)計(jì)即可;如果需要對(duì)基礎(chǔ)的底部標(biāo)高進(jìn)行適當(dāng)加深才可以使其處在持力層范圍內(nèi)，則要充分考慮±0.000到基礎(chǔ)段加高可能受到的不利影響，同時(shí)每個(gè)橫向與縱向排基礎(chǔ)的實(shí)際標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其盡量保持一致，同時(shí)將基礎(chǔ)水平距離與埋深差之間的比值控制在2以上。由于沒(méi)有設(shè)置地下室的建筑，其結(jié)構(gòu)都嵌固于基礎(chǔ)當(dāng)中，當(dāng)基礎(chǔ)埋深過(guò)大時(shí)，可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)安全與穩(wěn)定造成影響，如同建筑的高度被增加，故本次設(shè)計(jì)將基礎(chǔ)底部標(biāo)高-3.000m作為界線考慮[3]。

②如果基礎(chǔ)的底部標(biāo)高在加深到-3.000m以后依然沒(méi)有處在持力層范圍內(nèi)，則要進(jìn)行換填墊層，即對(duì)持力層和基礎(chǔ)底部之間采用級(jí)配砂石進(jìn)行換填，直到設(shè)計(jì)要求的底部標(biāo)高。對(duì)于級(jí)配砂石材料，其中，砂以有良好級(jí)配的中、粗砂為宜，含量按照總量的50%-70%嚴(yán)格控制，粒徑在2mm以內(nèi)的部分，其總量不能超出總量45%，同時(shí)還不能含有雜質(zhì)，如垃圾與動(dòng)植物的殘?bào)w等;石以碎石或者是卵石為主，其含量應(yīng)控制在總量的30%-50%，粒徑不能超過(guò)20mm。在換填完成后，墊層整體承載力要通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)來(lái)確定，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)確認(rèn)承載力可以達(dá)到要求后，方可開(kāi)始大面積施工。在實(shí)際的換填施工中，要做好分層鋪設(shè)，實(shí)際的分層厚度不能超過(guò)300mm，每鋪設(shè)完一層都要進(jìn)行碾壓，碾壓使用噸位不小于18t的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行，在壓路機(jī)無(wú)法進(jìn)入的部位，可由人工使用小型振動(dòng)夯來(lái)壓實(shí)，對(duì)于碾壓的遍數(shù)，一般每層都要碾壓4遍以上，完成碾壓后檢查壓實(shí)系數(shù)，要求壓實(shí)系數(shù)達(dá)到0.97以上。按照相關(guān)規(guī)范提出的要求，大面積壓實(shí)填土地基基礎(chǔ)寬度的地基承載力修正系數(shù)為零，基礎(chǔ)埋深的地基承載力修正系數(shù)對(duì)于填土寬度比基礎(chǔ)寬度兩倍大的質(zhì)量控制較為嚴(yán)格的填土地基，需要以換填材料的類型與性質(zhì)為依據(jù)在1.5-2.0的范圍內(nèi)取值，而其它所有情況均取1.0即可[4]。

③通常情況下，換填墊層的厚度要控制在3m以內(nèi)，如果厚度超過(guò)3m，則換填的質(zhì)量將難以保證，而且經(jīng)濟(jì)性也會(huì)明顯降低。因此，如果自然地面和設(shè)計(jì)地面之間存在較大的高差，則應(yīng)優(yōu)先考慮樁基礎(chǔ)的形式[5]。

以上是針對(duì)不同情況提出的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案和處理方法，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)需要根據(jù)場(chǎng)地的地質(zhì)情況進(jìn)行，當(dāng)面對(duì)特殊情況時(shí)，還要進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)，以此保證設(shè)計(jì)方案的合理性。按照以上方案完成施工后，基礎(chǔ)沉降處在允許范圍內(nèi)，說(shuō)明以上基礎(chǔ)方案合理可行，而且還具有良好的經(jīng)濟(jì)性，能為后續(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)，并為類似工程基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供參考借鑒。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，對(duì)房屋建筑而言，地基基礎(chǔ)使其上部結(jié)構(gòu)保持安全穩(wěn)定的根本所在，根據(jù)建筑所處場(chǎng)地實(shí)際情況選擇適宜的基礎(chǔ)類型或采取合理可行的地基處理方式，無(wú)論是對(duì)項(xiàng)目安全還是項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性及適用性，都有十分重要的意義。希望以上對(duì)項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的分析能為類似的其它項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提供參考借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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[2]袁鼎明.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的相關(guān)研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019，10（19）：41.

[3]黃忠.探討房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性及優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用[J].建材與裝飾，2019，12（03）：123-124.

[4]張東輝.高速公路沿線房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探析[J].價(jià)值工程，2018，37（09）：178-180.

[5]陳浩.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016，11（34）：134-135.

作者簡(jiǎn)介：

湯定榆（1981-），男，湖南瀏陽(yáng)人，本科，工程師，主要從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。