建筑地基處理以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討

張勇

沈陽(yáng)市華域建筑設(shè)計(jì)有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，地基礎(chǔ)處理水平的提高、施工設(shè)備的更新和施工工藝改進(jìn)，地基處理技術(shù)正在快速提升，極大的提高了地基處理的效果，達(dá)到了安全、經(jīng)濟(jì)、施工速度快的目的。而對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是重中之重，如果地基出現(xiàn)問題，直接影響整個(gè)建筑物的結(jié)構(gòu)安全，所以在當(dāng)前的建筑物建設(shè)上，根據(jù)建筑物的功能及規(guī)模，合理采取相對(duì)應(yīng)的地基處理方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式提升建筑物的地基質(zhì)量尤為重要，以此保證建筑物的基礎(chǔ)安全。

1 建筑地基處理

地基處理，主要針對(duì)的是軟臥地基的處理，例如雜填土、淤泥質(zhì)土、淤泥等土層構(gòu)成的地基，主要解決的縮減地基的沉降，加強(qiáng)地基的承載能力。滿足建筑物基礎(chǔ)承載力及降低地基變形以滿足規(guī)范相關(guān)要求。地基處理主要包括方法主要包括：換填墊層法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法和強(qiáng)夯置換法、振沖法、砂石樁法、水泥土粉煤灰碎石樁法、水泥土攪拌法、灰土擠密樁法、石灰樁法、化學(xué)加固方法等。下面就幾種常用處理方式作出簡(jiǎn)要介紹。

1.1 換填墊層法

換填墊層法適合應(yīng)用于淺層軟弱地基以及不均勻地基的處理，可以是整體換填也能夠是局部換填，較為靈活。主要換填材料有砂墊層、素土墊層、碎石土墊層。不同的換填材料處理后的承載能力也有差異，根據(jù)建筑物所需處理后的地基承載力確定。操作簡(jiǎn)單，挖去不良土層，換填強(qiáng)度較高的材料，縮減地基沉降，提升地基承載力適應(yīng)結(jié)構(gòu)需求。換填墊層法通常運(yùn)用于解決輕型建筑、地坪、堆料場(chǎng)以及公路工程等。墊層的施工品質(zhì)檢驗(yàn)務(wù)必分層實(shí)施，需在各層的壓實(shí)系數(shù)滿足設(shè)計(jì)需求后鋪填上層土[1]。

1.2 水泥粉煤灰碎石樁法

水泥粉煤灰碎石樁通常是是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑亦或砂加水?dāng)嚢瓒傻母哒辰Y(jié)強(qiáng)度樁（亦成為CFG樁），樁、樁間土乃至褥墊層溝通構(gòu)成復(fù)合地基。水泥粉煤灰碎石樁不僅用于承載力較低的土，對(duì)承載力較高但變形不能滿足要求的地基，也可采用水泥粉煤灰碎石樁以減少地基變形，故此在建筑地基處理中的應(yīng)用相當(dāng)普遍。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅提出承載力需求，還需要提出總沉降和差異沉降的要求。還需要給出褥墊層厚度，注意褥墊層對(duì)復(fù)合地基的調(diào)節(jié)作用。主要適用于處理粉砂、砂土、黏土粒含量不高的粘性土。水泥粉煤灰碎石樁可只布置在基礎(chǔ)范圍內(nèi)，復(fù)合地基載荷試驗(yàn)是明確復(fù)合地基承載力、評(píng)判加固成效的關(guān)鍵性根據(jù)。實(shí)施復(fù)合地基載荷試驗(yàn)期間務(wù)必確保樁體強(qiáng)度，符合試驗(yàn)需求。實(shí)施單樁載荷試驗(yàn)期間為杜絕試驗(yàn)過(guò)程中壓碎樁頭，要對(duì)樁頭施行加固。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)的可視化特點(diǎn)，可以幫助設(shè)計(jì)師仔細(xì)查看建筑結(jié)構(gòu)整體布局與細(xì)節(jié)之處，更精準(zhǔn)地找到設(shè)計(jì)漏洞，避免因設(shè)計(jì)方案引發(fā)更多問題。例如，樓梯高度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否會(huì)碰到用戶的頭部，梁的尺寸是否影響建筑凈空等，都可通過(guò)BIM技術(shù)中的可視化技術(shù)進(jìn)行查看。由此可見，BIM技術(shù)于建筑結(jié)構(gòu)可視化設(shè)計(jì)中具有不可忽視的作用，不僅保證建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的工作效率，還能提高工程建設(shè)的整體質(zhì)量，在某種程度上提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度，降低誤差[2]。

2.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算模式的優(yōu)化研究

因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容繁雜，應(yīng)該思考的細(xì)節(jié)點(diǎn)具備相應(yīng)的難度，具備系統(tǒng)性和繁復(fù)性需求，因此為了確保數(shù)據(jù)的各層面合理完整，應(yīng)該對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)實(shí)施匯總，同步根據(jù)科學(xué)計(jì)算需求，運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)施科學(xué)化整理以及解析計(jì)算。在實(shí)際建造結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，應(yīng)該對(duì)各類建造的數(shù)據(jù)實(shí)施計(jì)算處理，處理的結(jié)構(gòu)必須施行綜合性探討和解析，并認(rèn)真對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)實(shí)施調(diào)整優(yōu)化，保障優(yōu)化的數(shù)據(jù)不會(huì)給設(shè)計(jì)帶來(lái)影響，同樣不會(huì)造成出現(xiàn)額外的約束條件。同步，為了更好地符合建筑設(shè)計(jì)作業(yè)的具體需求，于設(shè)計(jì)優(yōu)化中，一般會(huì)采用多類型建筑機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)運(yùn)算體系，如此于同一個(gè)數(shù)據(jù)實(shí)施更加精確化處理，為后續(xù)的參數(shù)優(yōu)化給予更加準(zhǔn)確的理論參考[3]。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體計(jì)算參數(shù)調(diào)整

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的掌控參數(shù)和調(diào)整方式，涉及周期比、剪重比、剛重比等幾個(gè)關(guān)鍵性參數(shù)，參數(shù)的調(diào)試牽涉到構(gòu)件截面、剛度和平面位置的變化，在調(diào)試環(huán)節(jié)中可能互相關(guān)聯(lián)，需關(guān)注一定要做到面面俱到。分析剛重比的定義可以發(fā)現(xiàn)，剛重比與結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度成正比關(guān)系。即在結(jié)構(gòu)的質(zhì)量基本保持不變的情況下，結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度越大，剛重比越大；結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度越小，剛重比越小。結(jié)構(gòu)的周期越大，地震的作用越??；結(jié)構(gòu)的周期越小，地震的作用越大

應(yīng)該注意，針對(duì)類似于框剪結(jié)構(gòu)的組合系統(tǒng)，有個(gè)彼此剛度合適的問題。解析框架的剪切型變形曲線以及剪力墻的彎曲型變形曲線，能夠看出，在下部樓層，剪力墻的位移不大，框架的位移相對(duì)較大，是剪力墻拉著框架來(lái)限制其層間位移角；上部幾層則相反，剪力墻的層間位移角逐步加大，框架的層間位移角逐步縮減，框架反過(guò)來(lái)拉著剪力墻以限制其層間位移角。而調(diào)整剪力墻的剛度與部置是把握框剪結(jié)構(gòu)的位移以及周期的關(guān)鍵措施，因此在框剪結(jié)構(gòu)上部幾層的層間位移角較大時(shí)，適宜減弱這幾層的剪力墻剛度可以更為高效。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在建筑工程項(xiàng)目地基處理設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)注意結(jié)合項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐牧?xí)慣做法及材料供應(yīng)情況，遇到地質(zhì)條件不佳的情況，應(yīng)合理選擇地基處理方式。經(jīng)濟(jì)、高效的完成地基處理，滿足建筑結(jié)構(gòu)所需承載力及地基變形允許限制條件。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)重視結(jié)構(gòu)整體計(jì)算，重視概念設(shè)計(jì)。積極學(xué)習(xí)新方法，掌握新的計(jì)算軟件，來(lái)應(yīng)對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的建筑方案，滿足建筑需求。