天津市新型建材建筑设计研究院 天津 300000
摘要:地基基础是结构设计的第一步,同时由于地基深埋土中,地质情况的不均匀性,加上地下水的影响,相比地上结构而言,地基基础设计的不确定性加大,难度也加大。设计人员要以规范为基础,以概念设计为根本,发挥主观能动性,采取合理的基础形式及合理的基础设计方法,确保基础设计安全、经济、适用、耐久。
关键词:地基;基础;设计
引言
在开展建筑工程项目之前首先要做好地基基础设计工作,地基基础设计对建筑项目的整体实施具有极其密切的关系,关系着建筑项目实施是否顺利和整体稳定性。加强对地基基础设计常见问题的分析具有一定的现实意义。
1地基基础设计概述
对于地基建设而言,在整体施工过程中需要完成有关的调查工作,工作的重心为地质检测报告与建筑结构检测报告。在开始施工之前需要准备好相关的标准与规定要求,了解地基建设过程中可能遇到的问题和存在的实际情况,这些因素都是较为重要的实际因素,不可忽略,如果有报告存在大面积误差,建筑物的质量很可能受到影响。勘查方案的制定需要根据施工现场的具体情况而定,并充分考虑到施工现场的地质条件。科学合理的地质勘查检测,可以为地基基础设计提供准确而详实的数据,并可以在第一时间发现工程中可能存在的风险或者隐患,有利于相应对策的提出。简单来说,地基基础设计上应遵从相关的要求来完成建设,第一步进行勘察,第二步对勘察工作进行分析,然后完成相关设计,最后就是对设计完成的工作进行检测,使其符合实际的使用需求。并对相关问题提出一定的解决对策。
2地基基础设计过程中存在的问题
2.1地基本身因素
在设计地基基础时会受到建筑地点本身地基因素的影响。本身地基因素主要包括地下渗水、地形特殊和地域冻土或季节冻土。在一些建筑地点会出现地下水渗流的问题,地下水渗流问题给地基基础设计带来一定的麻烦。对此在设计地基基础时需要注意解决地下水渗流的问题。在一些地下水渗流的地方进行建筑工程施工容易出现地基滑动甚至倾斜的问题,阻碍建筑工程项目的顺利实施。其次在进行地基基础设计时一些建筑地点的地形比较特殊。我国的疆域辽阔,不同的地方有着不同的地质特征。比如对于南方而言,地质比较松软。对此在设计地基基础时需要对地质进行加固处理。最后在一些高原地区会出现地域冻土和季节冻土的问题。冻土现象会加大建筑项目施工的难度,地基下的冻土发生冻胀现象时容易造成地基裂缝过大甚至破坏。
2.2人员问题
影响地基基础设计不仅包括地基本身因素同时设计过程中出现的问题也会影响地基基础设计。设计地基基础时存在工作人员素质不高和设计不合理的问题。部分地基基础设计人员存在技术水平不高、专业知识不全面的问题,在设计地基基础时缺乏足够的经验,从而导致设计人员在地基基础设计中不能做到科学准确的分析及判断。同时在设计地基基础时并没有根据实际情况制定明确的工作目标以及工作方案,存在一定的盲目性。工作人员素质会影响地基基础设计进度和质量。
3地基基础设计需要注意的内容
3.1有效提高地基承载力以及稳定性
地基基础设计过程中,如遇到特殊的地质条件,尤其是软土地基等,应该采取有效的地基加固措施提高地基承载力以及稳定性。地基加固的方法主要有换填法、动力固结法、强夯法、灌浆固结法、排水挤密加固法、加筋加固法等。由于原有地基土质无法满足设计韧度以及强度的要求,因此将原有土体进行清除,更换成复合工程设计以及施工要求的土质。在使用换填土法进行地基基础加固设计过程中,应该充分考虑土层附加应力;强夯法或者动力固结法进行软土地基加固通常情况下选择8~30t的重锤进行地基基础处理。强夯法能够有效地减少土体的压缩性能、提高地基强度、改善砂土抗液化性,从而实现提高地基基础承载力的目标;灌浆加固法是将石灰、水泥、泥浆以及其他固化剂灌入土体之中,从而提高土体强度,降低地基基础沉降量以及提高地基基础稳定性;排水固结法主要应用于含水量较高的土质之中,例如江河湖海、沼泽地周围的土体地基基础,利用特殊的措施将土体中的水排出,从而实现土体的固结,提高地基土体强度以及密度,最终实现提高地基基础承载力的目标;加筋固结主要是通过挡墙内铺设土工合成材料或者人工填土的路基中铺设土工合成材料,或在边坡中设置碎石桩或者土钉等形式,从而增加地基土质的密实度。
3.2加强结构承载力的设计
现阶段,建筑工程大量存在着主楼一体的结构,加强对主体结构的地基承载力进行设计和计算,充分考虑地基基础两侧的超载。当超载宽度大于基础宽度两倍时,可以将土层厚度作为基础埋深,基础两侧超载不等时,选择最小值。其次,岩石地基的承载力比一般的土高的多,可以利用岩石地基进行荷载试验确定。同时,地基变形计算也在地基设计中重要的一部分,当建筑地基产生过大的变形时,不仅会影响到这个建筑的质量,甚至还会危及人们的生命和安全。所以,在基础结构设计中,一定要充分的重视变形计算。
3.3防水抗浮设计
建筑在地基开挖前要做好地下水位的调查,减小地下水的影响。并且根据调查报告反馈的信息,按照建材的防水等级要求,对建筑做防水设计。在排地下水时,也要设定严格的标准,如果排水过多,就会导致下部结构对上层支撑力不够,极易造成地表塌陷、建筑沉降。可如果抽水不够,就有可能导致建筑进水,会导致基础开裂。同时也需要对结构整体作抗浮设计,要提前做好抗浮验算,分项系数要依据当地的标准取值,永久荷载何水浮力也要按照规定标准计算。实际操作中,如果建筑的基础采用桩基础且为一个整体,可以通过抗拔桩来解决问题。
3.4注重设计人员的培养,提高设计素质与能力
为了能够保证地基基础工程的顺利实施,加快建筑项目进度,需要建立高素质的地基设计队伍,利用设计工作人员的素质与能力保证地基基础设计的质量。为了能够保证设计人员的素质与能力需要对设计人员进行针对性培养,接受一定的知识培训和技术培训。丰富地基基础设计的相关知识,提高设计水平,保证设计方案的可行性。除此之外,地基基础设计的首要目标便是满足施工工作的基本要求,保障施工工作的展开具有针对性和目的性,加快施工项目的进度。设计人员在设计地基基础方案时需要结合所获得的实地勘察结果。根据实际情况进行针对性分析,分析不同地域、不同环境、不同地质对地基基础的影响,根据不同环境的地质设计出针对性设计方案,从而保证设计方案的科学合理。
4案例分析
某建设项目总建筑面积为9000m2,地上13层,地下1层,建筑总高度为52.8m,地下室建筑面积为756m2,基础埋深为2.52m,高宽比为2.7,长宽比为2.0。该项目位于冲积阶地上,北侧与该市的主要河流紧密相邻,建设项目场地地质土层:①素填土:厚度1.2~1.6m,由砂土、碎石组成,颜色为灰黄色,碎石含量大约为10%;②卵石混粗砂:厚度2.2~3.7m,卵石含量为35%~50%,不等粒砂呈现稍密状;③粘土:厚度15.5~18.5m,灰白色或黄色,内含有卵石20%~30%。
设计人员根据地质条件进行地基基础设计,选用筏板基础作为该项目的地基基础。拟建项目场地内粘土层以及卵石混粗砂层的地基强度较高,并且地基条件较为稳定,基础地基埋深相对较小,因此设计人员在卵石混粗砂层上布置筏板基础,能够有效降低项目投资。地基承载力标准值为290kPa,地质勘查无法对所有的场地内地质进行勘测,因此在项目进行过程中需要对现场开挖后的地质条件进行现场验槽处理,通过现场试验确定地基基础承载力是否与勘查阶段的地基基础承载力相同,判断设计方案是否合理。
结束语
地基基础设计是工业与民用建筑结构设计的重要组成部分,一方面地基基础设计直接关于结构的安全,另一方面地基基础造价在整个工程中占据很大部分,同时基础选型直接影响工程工期。所以要结合当前的具体发展要求,对地基建设进行相关的等级划分,最大程度地完成质量的综合提升,为其日后整体使用提供保障。
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