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建筑地基处理以及结构设计探讨李帅

发表时间：2020/11/20 来源：《基层建设》2020年第22期作者：李帅

[导读] 摘要：建筑工程最为看重的环节便是地基基础的设计，打下良好的地基基础能够提高建筑物的使用质量。

        中国轻工业长沙工程有限公司湖南长沙 410007
        摘要：建筑工程最为看重的环节便是地基基础的设计，打下良好的地基基础能够提高建筑物的使用质量。在进行地基基础设计时需要考虑多方面因素，积极克服地基基础设计过程中存在的问题，对所存问题进行分析并采用积极有效的措施进行解决，切实满足人们对建筑物的质量要求，促进建筑行业的进一步发展。
        关键词：建筑工程；地基处理；结构设计
        1建筑结构地基基础设计的依据及要求
        1.1建筑结构地基基础设计的主要依据
        建设物的种类不同，建筑结构的形态不同以及使用功能不同，对建筑结构地基基础设计的要求也不尽相同，建筑结构地基基础的设计需要考虑到的因素非常多，无论是自然地质条件，还是建筑物本身的层高、自重、地下室层数以及建筑物的内外部结构形态，都是建筑结构地基基础设计的影响因素。另外，设计规范对当地的抗震设防烈度也是建筑结构地基基础设计的影响因素。建筑结构地基基础设计时不但要考虑到以上影响因素，还要根据建设单位的要求以及工程总造价来综合分析，最终确定建筑结构地基基础的设计方案。
        1.2建筑结构地基基础设计的基本要求
        地基基础设计是整个建筑结构设计的重要组成部分，虽然建筑结构地基基础设计的造价在整个建筑结构设计中的占比不高，但地基基础的重要性不容忽视，缺乏合理的地基基础设计，其他的建筑结构设计就是纸上谈兵，无任何意义。建筑结构对地基基础设计的要求非常高，在进行建筑结构地基基础设计时必须要考虑到地基基础的稳定性、牢固性以及是否具有良好的抗震性能。同时，还需要考虑到地基基础所能承受的竖向承载力以及横向的抗折能力。另外，地基基础的允许沉降值、持力层的抗压能力以及基础的弹性形变性能都是建筑结构地基基础设计时必须要考虑的。
        2地基处理技术应用
        2.1桩基技术
        桩基具有以下优良特点：承载高、沉降系数小、承受外力能力强等，所以桩基地基施工技术在房建、路桥、水利等工程中广泛应用。桩基技术的基本原理是把地基承载的上方结构的重力转移，利用桩基把承载的重力传递到土地深层的坚硬土层中，有效缓解建筑整体重力给地基的压力，保护建筑地基，也能够充分缓解建筑整体的沉降问题。在桩基技术中，单独的桩基负载能力有限，可以用水泥、煤灰、碎石等提升桩基负载力。在房建施工中采用桩基技术，把地基承载重力转移到桩基下的土层，缓解建筑整体的重力，有效解决地基负载能力不足、变形、扩散等基础问题，加强地基的牢固性能，提高房建工程的质量。
        2.2强夯法与碎石桩法
        强夯法通常与碎石桩法相互结合。这个方法是把一定质量的碎石桩提升到一定的高度，反复的让碎石桩自由落体，实现对项目地基产生强大的冲击，促使地基范围内的土层排水固结，利用碎石桩下落产生的夯击和振动有效促使土壤密实性，最后成为复合型地基，提高地基的稳固性和承载力。在这个施工过程中，寻找有效且稳定的夯击范围是最重要的，并且需要计算夯击的次数和强度来达到预期的夯击效果。在砾石土、粉土、素填土杂土等地质环境中的地基处理中，强夯法是比较适合的。在该技术的实际操作和应用中，施工人员应灵活运用强夯法，将工地施工现场的地质与土层的厚度有机地结合起来，并根据实际条件计算压实量，并考虑现场土质确定夯实深度，从而大大提高夯实法和碎石桩法的运用效果。
        2.3粉煤灰吹填法
        粉煤灰具有很强的吸水性，这个特性决定了它能作为吹填法的材料，在地基施工过程中，用粉煤灰吹填法有效减少水泥凝固时间，提升施工效率。在使用粉煤灰碎石桩的施工中，施工人员把泥浆和粉煤灰按照比例混合，使粉煤灰优势得到充分发挥，有效提升地基的承载力，改善土壤性质的结构和提升抗剪力，防止建筑地基沉降变形，增加建筑物的稳定性。

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        3建筑结构地基基础设计优化措施分析
        3.1优化图纸绘制
        在绘制图纸时，设计人员应秉承严谨、准确、细致等原则，抱着精益求精的态度来开展绘图工作。设计人员应根据工程具体情况科学确定图纸比例，确保图纸比例适中，便于施工人员查看。同时，设计人员还要保证图纸中各项内容齐全，要充分、正确体现出建筑设计理念，准确标明各项数据，做好文字性标准，便于施工人员更好地了解设计意图。为了避免图纸中出现数据错误等低级问题，在完成图纸绘制后，相关人员一级单位要能多次计算校核、逐层审核，保证图纸中各项尺寸数据清晰准确，保证设计图纸完全符合工程实际情况，能为工程的施工建设提供指导与帮助。
        3.2注重建筑基础选型
        为了保证建筑基础选型的科学性、准确性，设计人员应当让选型工作基于地质勘查工作之上。通过深入、全面的勘查，全面掌握施工区域以及周边的水文地质情况、自然环境情况、建筑建设情况，在此基础上科学选择基础类型，以保证建筑基础的稳定性、牢固性。在进行建筑基础选型时，应当遵循科学、经济、安全等原则，在保障建筑基础质量的基础上适当控制建筑成本，避免成本超支。如果施工场地的承载力够高、荷载作用较小、施工区域内地面比较平整，则建筑基础形式应当采用条形、筏板以及独立基础形式。但如果施工区域内土壤比较松软，承载力不足，则设计人员就应考虑复合地基。总的来说，建筑结构地基基础选型必须综合考虑地下水、土壤条件、场地环境、施工技术等各项因素，从而保证基础选型的科学性、准确性。且因为工程造价、工程施工难度等均与建筑地基基础选型有关，因此在选择建筑基础形式时，应作多方位、多层次考量。
        3.3优化地基基础设计的方法
        经研究调查发现，一些建筑事故多是因为基础设计方法不合理导致。比如建筑地下室的抗浮水位较低、地质承载力较高，要想取得相对理想的设计效果，设计人员仅需要采用独立基础加防水板的基础方案。但在具体的设计过程中，因施工人员马虎大意，没有将软垫层设置在防水板下部，导致防水板与独立基础整体受力，并使得防水板下部开裂出现渗水问题。因此，在进行建筑结构地基基础设计时，不断优化基础设计方法、调整基础设计思路也是提升基础设计质量与效率的重要举措。在具体的设计活动中，设计人员应先准确计算出建筑地基应力、基础沉降量，理清建筑上部结构与基础结构之间的关系，在此基础上科学设计，避免出现设计误差，确保最终设计出的图纸与工程实际情况相符。
        3.4提高设计人员的能力素质
        如果深入分析就会发现，上述提到的地质勘查不全面、基础选型不合理、设计方法不科学等各类问题归根结底是由于设计人员能力素质缺乏，无法把控整个设计活动，导致各类问题出现。因此，要想从根本上提高建筑结构地基基础设计质量，相关单位还需加强对设计人员的教育与培养。相关单位应建立起相应的组织培训机制与考核机制，一方面通过定期的教育培训活动提高工作人员的专业能力，让他们有足够的能力、技术去完成建筑结构地基基础设计工作；另一方面，通过严厉的考核机制增强工作人员的责任意识，调动其工作积极性，确保他们能认真负责地完成建筑结构地基基础设计工作。
        4结束语
        综上所述，建筑结构地基基础设计在建筑建造中起着关键的作用，对整个建筑功能发挥、楼体安全、经济稳定具有重要的构建作用。就当前地基基础设计中存在的问题进行科学细致的分析，从而有针对性地从不同的角度对地基基础设计提供现存问题的解决方案和策略。
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        [3]赵涛.关于地基基础设计的相关问题探讨[J].建筑工程技术与设计，2017（1）.
        [4]郑伯兴，何喜洋，张略秋.薄夹层岩桩基设计与研究[J].武汉大学学报（工学版），2018（S1）.