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摘要:随着科学发展脚步的不断加快以及社会建设需求的不断提高,工程建筑的质量越来越受人们的关注,在建筑工程的施工建设过程中,地基的施工建设至关重要,它承载着整个建筑物的荷载,关系着整个建筑工程的施工质量和后期工程的使用质量和安全性。因此,地基基础设计是建筑建设过程中的重要环节之一,地基基础设计选型的优劣不仅影响着建筑物的安全,也决定了建筑物整体的经济性,全面加强对地基基础的设计和处理水平可以切实保障建筑的有效施工建设。
关键词:建筑地基;基础工程;结构设计
1地基基础设计的重要性
在工程的建筑期间,地基的施工质量是极其重要的,会对高层建筑的整体质量产生重要影响。但是,工作人员要注意的是地基基础的设计会受到多种因素的影响,如施工周围的地质情况可能会是比较复杂的。还有就是地基是埋在地下的,所以地下水等方面因素都可能会对地基的质量产生不同影响。这种种因素的影响都会导致地基基础的设计比较困难。调查显示,地基在整个工程中的资金投入所占的比例是比较大的,通常可能会在5%~6%之间,而且这个比例仅仅是普通情况下建造地基的造价。在地质状况比较复杂时,就需要工作人员用相关的技术来解决问题,这样的造价就会更加高,可能会达到10%之上。综上所述,地基基础的设计是具有相当重要的意义的。因此,多种方案进行比较分析,挑选较好的方案,减少资金的投入是极其重要的。
2地基基础设计要点
2.1地基基础设计要求
地基基础的设计必须由设计单位来提出具体的要求,同时对现场的水文地质进行仔细的勘察之后给出具体的现场地质报告,并对其进行分析论证。勘察资料必须是独一无二的,不能盲目根据相邻建筑物的勘察资料来进行施工。如果地基土质较软,则必须对地基进行加固处理以防止地基发生变形,而且绝对不能以大型基础断面去承受地基上部结构所受到的荷载,因为无论基础有多大,其与上部结构相比都是比较柔软的一方。因此,在进行设计时必须使地基处理与基础选型相结合。
2.2地基基础设计因素
(1)承载力。承载力是地基基础设计过程中最先要考虑的因素,根据建筑的实际情况来估量地基的承载情况,保证建筑物给地基带来的附加压力能够保持在地基的承受能力和桩基承载力范围以内,不会出现建筑倒塌等事故,保证建筑的质量。(2)沉降量。沉降量在进行地基基础设计的过程中是保障地基基础设计切实可行有效的重要因素,是合理科学的地基基础设计的重要依据,尤其是对于一些建筑在深厚软粘土地基上的建筑物,大大降低因不均匀的沉降而引起的危害。合理控制沉降量不仅可以保证建筑物的安全可靠,还可以节省工程建设的成本,提高企业的经济效益。(3)桩基的运用。桩基运用的作用是直接影响建筑物的结构,它也是地基基础设计过程中最为重要的环节,尤其是在土质不良地区的应用是非常重要的,只有重视桩基的运用,才能真正意义上保障建筑建设工程的施工质量。
2.3地基选型设计
根据现场的情况,不同地质要选用不同的地基类型。在选择地基类型时必须结合施工现场具体情况,充分考虑建筑整体的布局,还要考虑到其所承受的结构荷载以及抗震性等。在设计时要将地基和建筑结构视为一个整体,保证基础的形式与上部结构相协调,使得建筑结构的每个部分既相对独立,又可以相互作用,最终达到每个部分不仅能发挥出其自身的作用,又能发挥出整体的共同作用。
3建筑地基基础工程结构设计的研究
3.1建筑物无地下室的地基基础结构设计
建筑物属于砌体结构应优先采用刚性条形基础,如毛石条形基础、四合土条形基础、灰土条形基础、混凝土条形基础、毛石混凝土条形基础等,当基础宽度大于2.5m时,可采用钢筋混凝土扩展基础即柔性基础。多层框架结构,无地下室,荷载过大,地基基础较差的情况时,这时需采用十字交叉梁条形基础,以便减少不均匀沉降、增强整体性;框架结构地基基础较好,无地下室,荷载较小时,可选用独立柱基,在抗震设防区可按《建筑抗震设计规范》设柱基拉梁。框剪结构无地下室,地基基础较好,荷载较均匀时,可选用框架柱独立柱基,剪力墙下条基,抗震设防地区,柱基下设拉梁并与剪力墙下条基连结在一起。剪力墙结构不论有无地下室,地基基础较好,这种情况下可以选用交叉条形基础。如采用上述基础不能满足地基基础强度和变形要求,又不宜采用桩基或人工地基基础时,可采用筏板基础。
3.2建筑物有地下室的地基基础结构设计
一般情况下有地下室的建筑物可采用筏板基础;在有地下室,地基基础较好,建筑物无防水要求,柱网、荷载较均匀的情况下,应使用筏板基础、钢筋混凝土交叉条形基础,或是选用独立柱基,抗震设防区加柱基拉梁;当基础地基基础较差,为满足地基基础强度和沉降要求,可采用桩基或人工处理地基基础;当有防水要求时,可选用筏板基础或箱形基础;另外建筑物属于框架结构,有地下室且上部结构对防水要求高,不均匀沉降要求严格,柱网均匀时,可采用箱型基础,柱网不均匀时,就采用筏板基础;如果地下室设置有均匀的钢筋混凝土隔墙时,采用箱形基础;要注意建筑物地基基础结构施工时无论采用何种基础都要处理好基础底板与地下室外墙的连结节点。
3.3桩基础设计
建筑工程地基结构设计过程中,当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求,可采用桩基础。(1)桩平面布置原则:同一结构单元不应同时采用摩擦桩和端承桩;各桩顶受荷均匀,上部结构的荷载重心与桩的重心相重合,群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩;大直径桩宜采用一柱一桩;筒体采用群桩时,在满足桩的最小中心距要求的前提下,桩宜尽量布置在筒体以内或不超出简体外缘一倍板厚范围之内;在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式;剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响,而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置;在纵横墙交叉处都应布桩,横墙较多的多层建筑在横墙两侧的纵墙上布桩,门洞口下面不宜布桩。(2)桩端进入持力层的最小深度:应选择较硬土层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度,对于粘性土、粉土不宜小于2d(d为桩径);砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d;对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d,且不小于0.5m。桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩,桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m,嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时,嵌岩深度可适当减少,但不宜小于0.2m。(3)桩型选择原则。桩型的选择应根据建筑物的使用要求,上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。预制桩(包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩)适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层,且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土,穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。
4结束语
现代建筑工程地基基础设计在房屋建筑工程项目中占据着重要的地位,对于建筑工程的施工质量有着决定性影响。因此一定要按照相应的规范标准,采取有效的设计方案,按部就班的进行设计操作,这样才能确保地基基础设计的合理性和标准性,为其长期稳定的发展,打下良好的基础。
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