淺談強(qiáng)化基礎(chǔ)選型對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的作用

劉靜嬋

廣州南方建筑設(shè)計(jì)研究院 廣東 廣州 510000

引言

隨著房屋建筑結(jié)構(gòu)逐漸向著高度、多功能等方面發(fā)展，房屋建筑結(jié)構(gòu)的工程難度逐漸增加，對于基礎(chǔ)部分的承載能力有著更高的要求，對于沉降、傾斜、穩(wěn)定性等方面的控制更加嚴(yán)格。在房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，一定要科學(xué)合理地進(jìn)行選型，要對所在區(qū)域地質(zhì)報告中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、總結(jié)，充分掌握影響房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的核心要素，了解影響基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容，采取針對性措施提升基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平，保障基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)而提升民房建筑結(jié)構(gòu)的使用年限。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，地基本身的承載能力應(yīng)能充分被利用，所以，選擇合理的基礎(chǔ)形式，才能在滿足建筑物安全的基礎(chǔ)上降低造價。

1 選擇基礎(chǔ)形式的影響因素

1.1 工程地質(zhì)及水文情況

根據(jù)勘察報告中的地形地貌、持力層承載力、是否有軟弱下臥層、地下水位高低、是否需要抗浮等因素。

1.2 上部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

荷載大小、使用功能、建筑層數(shù)等，也會影響基礎(chǔ)的埋深、基底面積，沉降、穩(wěn)定性等。

1.3 場地施工條件

考慮工程所在地施工單位所具備的機(jī)械設(shè)備是否滿足當(dāng)?shù)厥┕l件，施工經(jīng)驗(yàn)是否充足。施工場地周圍環(huán)境，工期要求和投資造價等是否合理[1]。

2 基礎(chǔ)選型的必要性

為保證建筑工程安全穩(wěn)定，設(shè)計(jì)人員需重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。在開展設(shè)計(jì)前，需詳細(xì)分析項(xiàng)目場地的地質(zhì)條件，水文條件可以滿足建筑物的功能方面的需求，對建筑物的地基進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，使建筑物在安全性與穩(wěn)定性方面可以得到保證。大型建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜且難以設(shè)計(jì)。為了保證建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)地質(zhì)調(diào)查報告中的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)信息進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，以保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性與可行性。為保證建筑工程施工工作可順利進(jìn)行，還應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化[2]。

3 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化措施分析

3.1 做好房屋建筑現(xiàn)場勘察設(shè)計(jì)工作

為確保房屋結(jié)構(gòu)質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員需要充分做好現(xiàn)場調(diào)研。從實(shí)際情況出發(fā)，掌握項(xiàng)目現(xiàn)場的地質(zhì)資料、水文資料、環(huán)境資料，取得地質(zhì)報告中的相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)，做好整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，注重基礎(chǔ)的選型及受力計(jì)算，重點(diǎn)做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，使房屋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的與項(xiàng)目現(xiàn)場地質(zhì)狀況相符，更加科學(xué)化、規(guī)范化，提高房屋整體結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性[3]。

3.2 合理設(shè)計(jì)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)

房屋建筑物上部結(jié)構(gòu)的剛度和質(zhì)量分布會對基礎(chǔ)設(shè)計(jì)造成較大影響，所以，為了進(jìn)一步提升基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的有效性，要提升建筑物上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。對于建筑物的上部結(jié)構(gòu)來說，屋面部分是非常重要的內(nèi)容之一，很多建筑屋面采取的是斜坡結(jié)構(gòu)形式，此種結(jié)構(gòu)形式主要包括折板式、梁板式等。這兩種結(jié)構(gòu)類型都屬于偏心受拉構(gòu)件，其中折板式結(jié)構(gòu)更多應(yīng)用在平面不夠規(guī)則、建筑板跨度較大的屋頂結(jié)構(gòu)，而梁板式結(jié)構(gòu)則更多應(yīng)用在屋面坡度相對復(fù)雜的屋面結(jié)構(gòu)中。選擇具體結(jié)構(gòu)類型時，要參照房屋具體結(jié)構(gòu)來進(jìn)行，確保結(jié)構(gòu)的合理性，能為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。

3.3 保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)性

結(jié)合當(dāng)前房屋建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)人員要認(rèn)真分析建筑工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解建筑結(jié)構(gòu)的基本形態(tài)，在滿足房屋建筑地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力的要求下，不斷提升地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的可靠性。設(shè)計(jì)人員還要準(zhǔn)確地計(jì)算地基基礎(chǔ)壓力值，并對最終的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)算，進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。建筑物或者建筑物的地基發(fā)生大規(guī)模沉降或者傾斜時，施工單位應(yīng)當(dāng)立即停止施工，測量人員和設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行多角度分析，制定完善的解決方案，不斷提高建筑物地基結(jié)構(gòu)的安全性[4]。

4 案例分析

4.1 工程概況

本項(xiàng)目用地位于廣西南寧市?？傆玫孛娣e：53410m2。

4.2 各樁型承載力計(jì)算

根據(jù)地質(zhì)勘察報告，提供以下幾種樁基礎(chǔ)承載力結(jié)果進(jìn)行對比：第一，PHC管樁。取500徑PHC管樁單樁承載力1600kN，樁長22～25m。由于存在較厚的圓礫層，用PHC管樁需考慮作引孔處理。第二，旋挖鉆孔灌注樁。取800徑旋挖鉆孔管樁單樁承載力為3100kN，樁長26～31m。第三，長螺旋鉆孔壓灌樁。取800徑長螺旋鉆孔壓灌樁承載力為3500kN，樁長26～31m。第四，CFG地基處理。取500CFG樁（1.5×1.5正三角形布樁）處理后地基承載力550kpa，樁長14～19m。

4.3 以其中一棟樓為例各樁型造價對比

表1

根據(jù)上表對比，采用CFG樁基礎(chǔ)工程造價可大大降低，但需確保此樁型能穿越圓礫層。

4.4 基礎(chǔ)選型

該場地土層為粉土和圓礫連續(xù)布置，圓礫下為泥巖，土層布置較簡單，地勘報告未見有孤石揭露情況，鉆孔20m左右開始揭露有泥巖，管樁主要采用端承樁，灌注樁采用嵌巖樁。但由于存在較厚的圓礫層，靜壓樁不能穿越，需作引孔處理。PHC管樁壓入后7天就可進(jìn)行靜壓試樁，灌注樁和CFG樁需28天混凝土強(qiáng)化齡期，PHC管樁檢測時間短；CFG樁為各種樁型中造價最低，而且施工周期快，節(jié)省時間，建議采用[5]。

表2 各樁型優(yōu)缺點(diǎn)對比

5 結(jié)束語

基礎(chǔ)工程對整個項(xiàng)目造價以及工期影響甚大，所以前期階段的基礎(chǔ)選型是關(guān)鍵，必須對比各種基礎(chǔ)方案，從多種實(shí)際使用情況分析，合理規(guī)避其缺點(diǎn)，充分發(fā)揮其成本低、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，重視工程經(jīng)驗(yàn)的積累，選出最佳方案，才能達(dá)到節(jié)省造價和縮短工程周期的目的。