浅谈建筑结构工程常用的地基基础与桩基设计

发表时间:2020/9/11   来源:《城镇建设》2020年第14期   作者:高立和
[导读] 在如今的社会环境下,建筑工程行业的发展非常迅速,
        高立和
        颍上县市政公用设施管理处,安徽阜阳 236200
        摘要:在如今的社会环境下,建筑工程行业的发展非常迅速,有越来越多的高层建筑出现在大众的生活中。在进行建筑结构工程建设时,地基基础和桩基是影响结构稳定安全性的重要因素,在当前的建筑结构设计中有了更高的要求。因此,在进行建筑结构设计时,需要对地基基础和桩基进行科学的设计,保证建筑结构整体的稳固性。鉴于此,本文对地基基础和桩基设计进行了分析,以供参考。
        关键词:地基基础;建筑结构;桩基设计
        在建筑工程建设中,地基基础和桩基是其中关键的部分,对整个建筑结构的稳定性有较大的影响,要想保证建筑结构整体的质量,就需要重视地基基础和桩基的设计和施工。而施工质量的保证又需要设计工作为前提,因此,在地基基础和桩基的设计工作中,需要结合建筑现场的实际情况,对其进行合理设计。
1.地基基础和桩基的概述
1.1地基基础
        地基基础主要指的是建筑结构的柱或墙体埋设在地下的拓展部分,地下延伸的部分就是基础,来自基础的荷载被土层承受的部分就是地基,地基下基础底面的第一层被称作持力层,以下为下卧层[1]。建筑结构的地基和基础都属于隐蔽性工程,对建筑物来讲是最基础的结构,在进行地基基础的设计时,需要对建筑工程现场的地质进行深入的勘查,对地基的力学性能进行测试,在充分的掌握了建筑工程建设现场的地质情况后就能够进行精准的设计,对建筑结构设计和施工有很好的帮助。这也是建筑结构工程建设的前提条件。
1.2桩基
        桩基就是由桩和连接桩顶的承台共同构成的深基础或者由柱和桩连接成的单桩基础[2]。如果桩身被全部埋设在地下,承台接触土体,就属于低承台桩基。而如果桩身是外露在地面,承台处于地面以上,就属于高承台桩基。一般在高层建筑工程建设时,桩基础的使用较广。桩基设计中,桩的数量以及排列的方式需要结合建筑结构以及具体承受的荷载进行确定。如果是柱下桩基,通常排列是由一根或者是一群组成多边形,而如果是墙下桩基,通常是设置成排。建筑物的结构如果占地面积较小、承受荷载较大,设置的形式就是满堂桩。
2.建筑地基基础设计
2.1做好地基信息的勘查工作
        在建筑结构的地基基础设计工作中,设计人员需要充分的认识到对地基信息进行勘察的重要性,不同的区域,土体的形成过程是存在一定差异的,只有掌握了建筑工程建设区域的地质条件后,才能够使地基基础的设计质量得到良好的保证[3]。所以,在设计工作开展前,首先要对土体进行细致的勘查,对土体条件出具检测报告,依据土体的实际情况进行地基基础设计。对于基础持力层的选择需要保证一致性,如果土质条件不同,就不能被选做一个建筑结构单元的基础持力层,因为如果土质条件不同,沉降情况也存在差异,这样建筑结构容易发生裂缝、倾斜等。所以,地基基础设计时,要充分的考虑到这些问题。
2.2做好沉降缝的设计处理
        建筑地基通常都会出现不同程度的沉降问题,而由于不均匀沉降,建筑结构容易出现柱体、墙体以及框架等裂缝,因此,在地基基础的设计工作中,需要进行沉降缝设计[4]。建筑工程建设由于存在层数的差异,地基基础条件等的不同,建筑物存在沉降差,如果在设计时没有采取有效措施进行处理,建筑物就容易出现不均匀沉降,发生断裂,根据实际情况,设计人员进行设计时,合理的设置沉降缝。有些建筑结构不能进行沉降缝的设计,一方面是对结构的整体安全性产生不利的影响,另一方面是对建筑物后期的维护产生影响。

这种情况下,可以进行沉降后浇带设计,使沉降差异对建筑结构的影响降低,后续施工时能够进行混凝土浇筑。在对高层建筑结构进行设计时,通常是从整体角度进行,而在施工建设时,利用沉降后浇带分开,建筑的主体结构在建设完成后,沉降量达到一半以上时,再利用混凝土浇筑连接的部分。这样在进行地基基础设计时,就需要对两部分的受力情况进行分析,设计时需要对相应的内力进行准确的计算。
2.3做好地下室底板受力问题设计
        建筑结构的地基基础设计时,如果建筑物还要进行地下室建设,还要对地下室底板的受力问题进行充分的分析,然后进行合理的设计。由于建筑地下室建设的地理位置问题,地基基础设计要结合地下室底板受力,比如机动车的荷载、消防设施自重、人防工程荷载等。如果地下室所在的上部建筑对防水性能没有特殊要求,柱网也较为均匀,沉降均匀,那么受力也就较为均匀,这就表示建筑所在地的地基基础情况较好,桩基设计时就可以使用单独柱基的方式。不过需要注意在抗震设计方面要对柱基结构进行适当的增加。而如果地基基础较差,在桩基设计时需要增加部分加强型的柱基结构,使建筑结构的整体稳定性得到良好的提升。如果建筑工程的建设对防水性有相应的要求,在进行基础设计时,需要使用筏板基础或者是箱型基础进行设计。如果建筑结构附带地下室,设计主要是以筏板基础为主,而地下室如果是钢筋混凝土隔土墙,基础设计使用箱型基础形式。
3.建筑桩基设计
3.1结合建筑现场环境
        建筑结构的设计中,桩基要想更好的发挥作用,在开展设计工作时需要对建筑项目有全面的了解,与地基基础的设计工作一样,对建筑工程现场周围的土体条件、建筑环境等进行细致的勘查,根据地基基础的勘查情况以及基础结构的实际需求设计桩基础,保证设计方案与建筑工程建设的现场环境相符合。
3.2对桩基的建设需求进行明确
        建筑结构中的桩基主要是为了承载建筑物的荷载,在进行桩基结构设计时,需要对建筑结构的需求进一步明确,有关结构的承载力需要符合实际需求,尽可能的避免沉降问题的影响。建筑物结构的承载力需求需要进行相应的力学计算,对桩基上部结构的作用力大小进行精准确定,这样在进行设计时,桩基的构造就能够更加可靠。
3.3对桩的规格进行合理的确定
        在设计建筑结构的桩基时,关于桩的规格是其中的重要内容,在设计时需要依据建筑结构建设的具体要求对具体的规格进行合理的确定,注意横截面积、结构长度尺寸等的设计,从建筑结构的整体进行把握。不同建筑区域中,桩基的标准需要进行充分的分析,桩基埋入土层的情况需要有相关数据的计算。另外,桩基设计除了在结构规格上满足相应的要求外,对平面的整体布局也要进行掌握,在此基础上进行重心及有效距离的设计,保证桩基设计的质量,增强建筑结构的稳定性。从建筑物的承载力角度考量,结构的平面布局设计方式最好的是矩形桩和梅花桩,对结构的整体承载力有较好的效果。
结束语:
        总而言之,在如今的社会环境下,建筑工程的建设需求在不断的增加,而建筑结构的稳定可靠性受到大众的广泛关注。建筑地基基础和桩基作为建筑结构稳定性的重要影响因素,在进行设计时需要符合建设的实际情况,保证设计工作的科学合理性,确保建筑结构建设的质量。
参考文献:
[1]吴珊珊, 侯拓文. 建筑结构工程常用的地基基础与桩基设计[J]. 科技经济导刊, 2017, 000(010):P.107-107.
[2]方磊. 建筑结构工程常用的地基基础与桩基设计[J]. 电子乐园, 2019(5):0050-0050.
[3]陈晓竹. 建筑结构工程常用的地基基础与桩基设计浅述[J]. 房地产导刊, 2018, 000(012):25-25.
[4]姚登, 彭莎莎. 浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J]. 建筑工程技术与设计, 2017, 000(024):562-562.
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