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摘要:土木工程建设过程中,地基基础设计是一个非常重要的问题,将直接决定建筑主体工程的施工质量,同时与后期土木工程的寿命有着密切的关系。因此提高土木工程地基基础设计的质量,能够缩短施工的周期,同时降低工程成本,维护结构主体质量,带来较多的工程经济收益。本文主要阐述土木工程建设中地基基础设计的重要性,并分析了目前地基基础设计中所存在的问题,根据实践设计经验,提出了相应的优化措施,以实现土木工程地基基础的设计提升,希望相关研究人员以借鉴和参考。
关键词:土木工程;地基基础;设计问题
1前言
土木工程地基基础是建筑的根本所在,其设计的质量优劣将直接关系到上部主体结构的安全性能,目前我国土木工程建设中,地基基础设计仍旧存在较多的问题,本文主要从出现的问题出发,对于问题产生的原因进行剖析。
2地形基础在设计过程中所存在的问题
由于我国幅员辽阔,地质类型较为复杂,土木工程建设地基基础经常会发生突变的滑动、地基地下渗水或者是产生地基的变形,引起土木工程地基发生不均匀的沉降,造成地基基础的不稳性。同时在地基基础设计过程中,可能会遇到特殊地形,必须要进行加固。针对于以上遇到的各种突发情况,地基基础设计人员应该充分分析地下水的流动性以及冲击作用,如果没有对地下的渗水问题进行统筹的考虑,可能会发生突然的滑动,造成地基基础变形以及承载力出现不稳定的情况,严重时会导致地基基础出现倾斜,给后续建筑施工埋下了重大的安全隐患。
在进行地基基础设计时,如果遇到特殊地形,应该考虑到进行地基加固。我国各地区地质条件千差万别,地质地貌各不相同,特别是我国南方地区软土地基较为普遍,必须要对软土地基进行加固,才能够进行建筑工程施工,因此在进行土木工程地基基础设计时,需要对现场地质水文条件进行详细的分析,有针对性的开展地基基础的设计工作。
2.1问题产生的原因
地基基础设计问题产生的原因可能是以下几种情况:一种是地基基础设计人员对于建筑物所在的周围自然环境和地质条件未能全面分析,对项目进行没有通盘考虑,所提出的地质基础设计方案与实际的情况不相符合;或者是地基基础设计人员没有根据工程施工的工艺特点设计余量充足留够。
在进行建筑工程施工作业前,需要对周边环境以及地质水分条件进行详细的勘察,工程地基基础设计人员必须根据前期的勘察报告进行技术设计,仅仅依靠勘察报告,但是没有对项目所在地的实际情况进行现场的勘查,或者是忽视了部分勘察的数据,即使进入设计阶段,那么所得到的地基基础的设计方案必然与现场实际地质条件不相吻合,可能会使得地基基础设计存在严重的缺陷,埋下重大的质量安全隐患。
地基基础设计人员在进行设计过程中,由于个人经验不足,或者是工作疏忽,导致所选择的设计参数有所差距,与工程实际情况不相符合,使得设计方案出现一定的错误。在设计地基荷载时,容易出现计算上的失误,如果基础或者在设计过程中设计承载力过大,虽然能够增加基础的安全性,但是必然造成人工和材料的浪费,如果计算荷载偏小,将对于建筑工程主体质量带来严重性的安全威胁。
地基基础设计人员在设计方案时没有留足余量,当出现意外情况时,使得设计方案无法满足项目要求,因此地基基础设计人员应该将极极端的天气以及情况考虑在设计之中,特别是要满足相应的抗震设计,避免发生停工返工的情形,对整个工程进度和成本造成影响。
3地基基础技术进行强化设计的主要措施
为了有效提升地基基础的设计质量,尽可能减少地基基础工程安全隐患,可以采取以下措施:
3.1提高勘察报告的利用效率
地基基础设计人员在进行设计之前,需要向建设单位索要详细的建筑所在地的地质水文情况,地基基础设计人员根据勘察报告对现场进行实地的勘察,对现场地质水文条件进行详细的分析,以此为基础进行技术方案设计。根据现场的勘察报告,可以详细了解到建筑所在地岩石的种类,了解土质的性质,探讨符合根据相应的设计条件,设计出有针对性的地基基础方案。在此过程中,基础设计人员需要对土质性质检验的结果与勘查报告是否存在一次性进行核对,如果出现偏差,要及时进行纠偏。
3.2需要有效提高地基基础的承载能力以及稳定性
在地基基础进行设计过程中,如果遇到较为特殊的地质条件,比如说软土地基等等,应该采取有效的加固措施,来提升地基承载能力以及稳定性。目前较为有效的提高基础承载力的方法,主要有换填法,强夯法,排水固结法等等。
如果建筑工程所在地的地基土壤无法满足设计的强度和承载力要求,可以将原有土体清除,直接换成符合工程标准要求的土质,这就是经常使用的换填法。换填法在进行地基基础加固过程中,需要充分考虑土层的附加应力;使用强夯法或者是动力固加法进行软土地基的加固过程中,一般选择10~30吨左右的重锤,对于地基基础进行锤击;使用强夯法能够有效降低土体的压缩性能,同时能够提升地基的强度,改善地基的承载力性能,从几个方面能够提升土质的基础承载能力;使用灌浆加固法,主要是将石灰,水泥以及泥浆组成混合的液体,将这些液体与外加剂进行混合,直接采用设备灌入土体之中,与土体形成硬化反应,这样能够有效提升土体的强度,同时降低地基的不均匀沉降量,提高建筑基础的稳定性;所使用的排水固结法,主要对象是含水量比较高的土体,比如说建筑工程周围有江河湖海或者是沼泽地,可以利用特殊方法将主体中的水分排出,在这一过程中实现主体固结,有效提升地基基础强度以及密度提升,最终提高地基基础的设计承载力;加筋固结法就要通过在挡土墙内铺设土工合成材料,或者是直接在填土中铺设合成材料,设置碎石桩或者是土钉的形式,最终的目的是增强地基的密实度。这种技术比价适合于土质较为松软的环境中。土质由于具有流动性,往往会发生位移,影响结构的稳定性。可以加入钢筋的形式提升土体的结构强度。砂桩挤密法是在软弱地基中进行成孔作业,然后进行灌注作业,形成沙桩的柱体结构,能够有效实现地基结构的稳定性,在高层建筑中得到了广泛的使用。
压密固结法也被称为压密体积加固技术,这种技术能够实现压密状态下的灌浆,进而能够实现真空预压施工。压密注浆是一种非常重要的改善地基承载性能的施工方法,在周围软弱地基中进行注浆作业,一般采用电化学或者是液体压力的形式,将注入的浆液需要按照比例进行调配,然后利用相应的注浆设备灌注到目标土层中,根据实践设计经验,一般注入的浆液是粉煤灰或者是混合的水泥浆液,能够借助于注浆泵的强大压力,对注浆管周围的土层产生排挤作用力,能够有效减小周围土壤中土质间隙,使土壤间隙变得更为狭小。促进了土壤的固结作用,在这种外部压力条件作用下,土壤中多余的水分以及空气会被挤压排出,这样能够起到二次固结作用的效果,提升土质的承载能力。在工程前期所注入的水泥浆液,能够与土体之间发生化学硬化反应,形成一种特殊的凝固状态,这种状态下还有较多的小颗粒,,能够使得原先松散的土壤颗粒变得凝聚起来,形成统一的整体,有效减少土壤内部的间隙。
4结束语
本文主要探讨土木工程建设中地基基础设计中所存在的问题,并根据问题分析了产生的原因,根据自身的工程设计经验,提出了相应的解决措施,希望能够有效提高地基基础设计的质量,给相关工程技术人员借鉴和参考。
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