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淺談建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
【摘要】本文針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的概念設(shè)計(jì)、地質(zhì)勘查報(bào)告的使用以及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行說明，結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)和工程實(shí)例，注重基礎(chǔ)的概念設(shè)計(jì)，把概念設(shè)計(jì)融入到整個(gè)設(shè)計(jì)的全過程，有效降低成本、提高建筑安全儲(chǔ)備。
【關(guān)鍵詞】基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；地勘報(bào)告
引言：隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)于建筑功能的要求也在不斷提高。作為建筑物最重要部分之一的基礎(chǔ)，要保證建筑物安全、滿足使用要求。但在實(shí)際操作中，尤其對(duì)于剛步入設(shè)計(jì)師行列的畢業(yè)生們，不重視基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，不考慮地基-基礎(chǔ)-上部結(jié)構(gòu)的相互作用，對(duì)于各種地址情況、施工條件、周圍環(huán)境不區(qū)別對(duì)待，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全埋下了隱患。筆者結(jié)合自己在設(shè)計(jì)工作中的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)的問題，使年輕的設(shè)計(jì)師提高設(shè)計(jì)水平，少走彎路。
一、概念設(shè)計(jì)
1.1 判斷關(guān)鍵控制點(diǎn)，并確定方案
在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，主要的關(guān)鍵控制點(diǎn)是基礎(chǔ)的變形。所以設(shè)計(jì)師們首先要根據(jù)上部建筑的形式，結(jié)合地質(zhì)條件，施工因素影響，選擇最適宜的方案。
例如，常見的主裙樓連體建筑，主裙樓之間的不均勻沉降是主要控制點(diǎn)，選取方案時(shí)，不可一味增加基礎(chǔ)剛度來抵抗不均勻沉降。相反可以提高主樓地基剛度，弱化裙樓地基剛度。筆者曾做過內(nèi)蒙古科左后旗某住宅，主樓為10層住宅，裙房為二層公建，持力層為細(xì)砂，承載力只有130Kpa。為減小不均勻沉降，主樓采用CFG樁復(fù)合地基，裙樓采用天然地基，僅選用基礎(chǔ)方案一項(xiàng)，就為開發(fā)商節(jié)約了大量成本，配合主裙樓之間的后澆帶使用，先施工主樓后施工裙樓的施工方法，效果很好，受到好評(píng)
1.2利用概念指導(dǎo)計(jì)算
PKPM、盈建科等軟件的應(yīng)用，大大的減少了設(shè)計(jì)師們的工作量，也限制了設(shè)計(jì)師自己的思考過程。很多年輕的設(shè)計(jì)師們不完全了解軟件的計(jì)算原理，對(duì)軟件的參數(shù)想當(dāng)然的填寫，使計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。
例如，有些建筑上部結(jié)構(gòu)沒有采用PKPM計(jì)算，基礎(chǔ)部分仍采用JCCAD計(jì)算，有些設(shè)計(jì)師就簡(jiǎn)單的把上部柱底內(nèi)力采用【附加荷載】輸入。但JCCAD中【附加荷載】只能輸入恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值，如果上部結(jié)構(gòu)為多高層，【附加荷載】就無法將水平荷載考慮在內(nèi)，可能造成安全隱患。
二、工程地質(zhì)勘查報(bào)告
廣東�？悼h7層框架結(jié)構(gòu)旅館建造在淤泥質(zhì)軟土地基上，設(shè)計(jì)人員在無地勘報(bào)告的情況下，盲目按照100～120kPa的承載力進(jìn)行設(shè)計(jì)，造成地基失穩(wěn)而倒塌的嚴(yán)重事故�？梢姷乜眻�(bào)告在整個(gè)設(shè)計(jì)中起舉足輕重的作用，是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的依據(jù)與核心。對(duì)地勘報(bào)告正確、深入、全面的理解尤為重要，年輕的設(shè)計(jì)師們，面對(duì)厚厚的地勘報(bào)告，不必感到迷茫，可以從以下幾個(gè)方面理解：
2.1 結(jié)論與建議
這部分內(nèi)容應(yīng)該是首先被翻閱的，包括持力層土質(zhì)、地基承載力特征值、基礎(chǔ)類型及基礎(chǔ)埋深，這部分能使設(shè)計(jì)師對(duì)基礎(chǔ)部分有了直觀的初步印象。但勘察人員并不都能像設(shè)計(jì)人員一樣對(duì)擬建建筑物的復(fù)雜程度、荷載分布、形變要求等條件透徹的了解。所以，在閱讀完地勘報(bào)告的全部內(nèi)容之后，還應(yīng)結(jié)合建筑的實(shí)際情況，對(duì)結(jié)論與建議中提出的持力層選擇及基礎(chǔ)方案進(jìn)行客觀的分析，以此確定最優(yōu)方案。
2.2 判斷場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性
場(chǎng)地穩(wěn)定性、適宜性直接影響建設(shè)項(xiàng)目可行性中的選址為題、地基處理造價(jià)以及整個(gè)工程的費(fèi)用。地勘報(bào)告中場(chǎng)地穩(wěn)定性、適宜性應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：
1）場(chǎng)地的地震效應(yīng)
2）地質(zhì)構(gòu)造對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響及防治措施
3）不良地質(zhì)作用對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性影響及防治措施
4）各種特殊性巖土對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)及建議
5）地基土的均勻性評(píng)價(jià)
6）場(chǎng)地的建筑條件評(píng)價(jià)
2.3地下水的評(píng)價(jià)
地下水位對(duì)埋深大、荷載小及含地下室的建筑影響較大，在此類工程中應(yīng)特別注意以下幾項(xiàng)：
1）歷年來的最高水位。（一般用于地下室外墻配筋計(jì)算）
2）抗浮水位。（一般用于計(jì)算建筑物抗浮及主樓與裙樓協(xié)同變形）。
3）地下水腐蝕性評(píng)價(jià)
若地下水具有腐蝕性，應(yīng)采用耐腐蝕性原材料、加大混凝土保護(hù)層厚度、對(duì)基礎(chǔ)表面采取防護(hù)措施、加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)等措施加以預(yù)防。
2.4持力層土質(zhì)、地基承載力特征值
持力層土質(zhì)及地基承載力特征值是地勘報(bào)告的核心部分，需要著重了解。持力層的選擇不僅要滿足承載力要求，更要注意變形要求。設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)擬建建筑上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、荷載分布、對(duì)變形的要求，確定適宜的持力層，并且在保證安全和舒適的前提下，盡可能淺埋以降低工程造價(jià)。
三、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 基礎(chǔ)的埋置深度，應(yīng)按以下條件確定：
1）建筑物的使用用途、是否含有地下室、基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造除巖石地基外，天然地基的箱型和筏型基礎(chǔ)不小于建筑高度1/15；樁基（不計(jì)樁長）不小于1/18。
2）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件基礎(chǔ)的地基持力層應(yīng)盡可能選擇承載力高而壓縮性小的土層并注意是否有軟弱下臥層。有地下水存在時(shí)，基礎(chǔ)盡量埋置于地下水位以上。
3）相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深有相鄰建筑物的建筑應(yīng)當(dāng)注意，新基礎(chǔ)的埋深不宜超過原有基礎(chǔ)，否則，新老基礎(chǔ)間應(yīng)保持不小于兩基礎(chǔ)地面高差1～2倍的凈距，或采用其他有效措施。
4）地基土凍融條件為避免反復(fù)凍脹、融陷使基礎(chǔ)出現(xiàn)短時(shí)間的沉陷及多年積累導(dǎo)致的室內(nèi)地面低于室外地面的現(xiàn)象，基礎(chǔ)盡可能埋置于凍深以下。
5）除巖石地基外，基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5m
3.2 基礎(chǔ)底面面積計(jì)算
1）對(duì)于軸心荷載作用下的基礎(chǔ)
3.3地基變形驗(yàn)算
根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007-2011）規(guī)定，設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑物，以及有規(guī)范規(guī)定需要做變形驗(yàn)淺談建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)算的丙級(jí)建筑物，均應(yīng)按地基變形設(shè)計(jì)。
3.4 地基穩(wěn)定性驗(yàn)算
對(duì)經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應(yīng)驗(yàn)算其穩(wěn)定性。驗(yàn)算方法可采用圓弧滑動(dòng)面法。
結(jié)束語：
概念設(shè)計(jì)的思想被越來越多的結(jié)構(gòu)工程師所接受，并將在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中發(fā)揮越來越大的作用。概念設(shè)計(jì)必將成為今后結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流思想，設(shè)計(jì)師們應(yīng)該重視概念設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)概念設(shè)計(jì)，發(fā)展概念設(shè)計(jì)，為提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平貢獻(xiàn)自己的力量。
參考文獻(xiàn)
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