李相辉
广州市建工设计院有限公司 广东广州510000
摘 要:建筑结构地基基础关系着整个建筑物的构建,是建筑的基本结构和重要支撑体系。地基基础设计对建筑的安全性、适用性、可靠性、稳定性都非常关键,地基基础一旦出现问题,会影响到整个建筑工程的质量。论文主要对建筑结构地基基础设计进行研究,对现存的问题进行剖析,找寻影响地基基础的关键因素,在保障建筑品质的基础上提出了改进地基基础设计的措施。
关键词:建筑结构;地基;基础设计;现存问题;解决措施
引 言
建筑工程在其他各个行业都有广泛涉猎,国家对建筑工程的大力建设改变了人们的生活和工作环境。但是,如果建筑工程建设的质量不能得到保证,造成事故的发生,会引发一系列连锁反应,产生严重后果,对建筑企业产生不良的社会影响,危害人民的生命财产安全,会阻碍整个建筑行业的发展。
一、地基设计的主要依据和特点
1.1建筑基础设计的主要依据
建筑工程的地基基础就是地质土壤和建筑物之间联系的部分,地基就是支撑建筑物的土层。地基基础设计的影响因素有很多,比如外部因素和建筑物的要求。外部的因素包括:地质结构和岩土结构,建筑物的要求包括:建筑物的荷载、层高以及地下室的层数和构造要求等。除了这些影响因素,建筑在基础设计的时候,应该考虑建筑地基地抗震性能,建筑的设计应该符合国家的相关标准。建筑的地基设计具有复杂性,应该分析考虑所有的因素对地基处理的影响。
1.2建筑基础设计的特点
建筑的地基基础设计具有特殊性和复杂性。建筑增加了更多地使用功能,因此,地基设计的要求也比多层建筑的更高。建筑的地基要有很强的抗压能力,地基基础的设计必须满足建筑物地基地稳定性,保证建筑地基地承载力,同时也要充分重视建筑地基沉降及地下水位以下时的抗浮问题。
二、建筑结构地基基础设计现存问题分析
2.1建筑结构地基基础勘测存在的问题
建筑结构地基基础勘测是一门技术性、专业性要求较高的工作。由于地基基础受多种因素的影响,在勘测过程中需要综合考虑多种要素。地基勘测不仅考验勘测人员的专业性,还考验其对建筑场地的历史资料了解和当地勘探经验的丰富性。受这几种因素的影响,很难对地基勘测场地的地埋管线、线路、地下埋藏物和地质条件、水文条件进行合理的分析判断,从而难以提供一份全面可靠的地质勘测报告,对于地基地建造会造成一定的影响。如果在勘测期间无法探明一切潜在问题隐患,很容易在建筑建成后对建筑整体造成不良影响。地基勘测与地基结构设计对工作人员都具有不同的能力要求。地基勘测人员在其勘探基础上很难对地基地类型进行判断和做出合理分析,从而造成一些不必要的资源浪费。勘测人员对地基场地的基本情况探测不明确,在后期的地基建造中很难对施工人员进行一个明确的作业指导,在不明情况的前提下施工极易发生突发事件,从而耽误工程工期,造成一定的资源浪费,增加建设成本,影响整个施工计划。地下水位是地基勘测工作中最为关键的一项,如若在勘测报告中未明确指出抗浮设防水位,很容易使地面荷载难以平衡,地下水位浮力的情况,从而对地下室或整个建筑体造成不良影响。
2.2地基基础设计不规范、不严谨
建筑结构地基基础设计是一项比较复杂困难的工作,技术难度较大。在设计过程中很容易出现一系列问题导致地基基础的施工难开展,也使得建筑结构的稳定性、安全性得不到保证。比如在设计时,工作人员无法准确、全面认识到地基地复杂程度,未能科学计算出建筑上部结构荷载,进而导致对地基承载力的计算与设计不科学、不准确,并进一步引发地基变形问题。尤其是当施工区域存在软土、软弱下卧层时,设计人员更难准确测算出承载力以及地基基础的均匀沉降与不均匀沉降,导致设计方案有一定的漏洞与瑕疵。在建筑结构地基基础设计过程中,整个设计工作与工程地质条件、施工技术水平以及周边环境不甚协调,没有达到安全适用、经济合理等要求。在进行复合地基地设计工作时,忽视了褥垫层的作用,在相应部位不设置褥垫层,使地基承载力达不到标准要求。
在设计时,设计人员容易忽视设计桩基,使得桩基础工程的功能作用得不到充分发挥。另外,还有在设计阶段由于未能充分考虑到地下抗浮水位问题,使得工程在建设及使用期间出现地下室上浮现象,给建筑埋下很大的安全隐患。
三、建筑结构地基基础设计现存问题的解决措施
3.1对建筑结构地基基础类型进行科学选择
地基基础是建筑质量的关键和保障,在铺设地基基础时需对影响地基建设的因素进行全方位的考量与探测。要对预选场地的地质条件、水文条件、地基承重、建筑功能、周围环境、地下暗管铺设、建筑类型、施工条件、材料选用和供应选择、抗震裂能力、抗浮能力等情况进行科学详细地探测和分析,制定详细的分析报告。地基基础情况探测与地基设计有效结合,在明确的地基基础分析上进行地基类型的科学化选择和规划。同时在探测人员和设计人员选用上,要倾向于对工程所在地的基本情况、历史资料熟悉并具有一定本地探测与设计经验的技术型人才。在多要素综合分析指导下,实现对建筑结构地基基础的科学选择与规划。
3.2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。
3.3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、全面地勘查,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。
3.4对建筑结构地基基础抗浮设计
抗浮设计是地基基础设计的重点内容,抗浮设计不当容易造成工程事故,轻则发生裂纹、漏水,重则整体上浮、倾斜。抗浮设计的关键在于对地下水水位的勘测,基于地下水水位的实时勘测数据,设定抗浮设防水位和防水设防水位。抗浮设防水位的设计需明确几点:
1)地质勘测报告中未明确提供抗浮设防水位时,应要求甲方责成勘察单位提供准确有效的数值。
2)在有水头压差的江、河岸边,若存在滤水层,应按设计基准期的最高洪水位来确定抗浮水位。
3)地下水赋存条件复杂、变化幅度大、区域性补给和排泄条件可能有较大改变或工程需要时应进行专门论证。抗浮设计分为整体抗浮与局部抗浮,需根据建筑需求进行抗浮设计。经验算整体抗浮不足时,需采取抗浮措施(增加配重、抗浮锚杆、抗拔桩),以保障抗浮力大于水的总浮力。
3.5注重地基基础设计方法
在地基基础设计时,仅考虑基础下接触土的承载力而忽略下卧层对地基承载力的影响而发生事故的报道也非常多,应吸取教训。对于结构设计人员而言,在进行建筑结构设计时,通常会将基础和上部结构分离开来分别进行分析及设计,但是由于此种设计方法在现实中存在很多缺陷,我们通过计算获得的基础沉降量、基底应力与实际测量值之间存在很大差异。因此,在对基础形式及布置予以选择的时候,不能将基础结构与上部结构形式分离开来进行分析考量。应从二者间相互联系的关系入手,在进行结构设计的时候,应该将这些因素考虑进去,进行精确地考量,以免产生不必要的误差,保证基础设计的顺利进行。在设计地基基础时,应做到概念清晰,明确受力情况,才能避免地基基础设计的失败。
四、结束语
随着建筑行业的不断发展,建筑地基的质量问题是整个工程建设的核心内容。高层建筑地基的处理比普通的多层建筑地基处理更具复杂性,地基质量的要求也比普通建筑的要求更高,因此应该根据现场不同的施工条件进行合理的选址,并制定科学的施工方案,技术人员应该采用先进的施工处理技术,加强责任意识,保证高层建筑地基基础处理的质量和工程的顺利进行。
参考文献
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