建筑工程常用的地基基础与桩基设计探究

2020-03-05张林锋李辉

工程建设与设计 2020年22期

张林锋，李辉

（1.天津华勘集团有限公司，天津300181；2.天津华北工程勘察设计有限公司，天津300181）

1 引言

在建筑工程项目的设计过程中，地基基础和桩基的设计工作是整个建筑工程中的重要项目和内容，对整体建筑工程的稳定性有至关重要的作用。因此，建筑设计单位进行地基基础和桩基的设计工作时，应加强对该工作的重视，根据施工现场的实际情况合理选择地基和桩基的类型，根据建筑上部结构产生的荷载以及外部荷载的作用确定桩长，在满足建筑经济性的基础上保证建筑基础的稳定性。

2 建筑地基基础设计的主要内容

建筑地基基础设计是工程的一个关键环节。建筑地基设计，简单来说，就是对地基基础进行概念设计，包括对建筑工程中的力学性质、地质性质以及土力学等概念进行研究与分析，还要对施工现场土层的含水量等情况进行全面的研究，根据所有研究结果进行建筑地基基础设计。建筑地基基础概念设计和传统的建筑结构设计的概念不同，建筑地基基础设计更注重的是对建筑工程的承载能力，负责的主要是建筑工程结构整体的稳定性，进而使建筑工程的使用寿命延长，提高建筑工程的质量。

3 建筑工程常用的地基基础种类

建筑工程常用的基础类型包括桩基础、独立基础、钢筋混凝土筏板基础、条形地基基础等，在实际工程项目中，应根据工程所在地的地质情况以及建筑的荷载情况合理选择基础类型。以下对分别桩基础、独立基础、钢筋混凝土筏板基础和条形地基基础进行简要介绍。

3.1 桩基础

桩基础应用分以下几种情况：

1）当建筑工程的上部结构需要较强的承载能力，但是地基上部土层较软，下部分布有能够当作桩端持力层的坚实土层的情况下；

2）当地基承载力较强，但是建筑对沉降量有较高的要求的情况下也可以应用桩基础；

3）当天然地基的沉降量过大，难以进行处理并且难以符合建筑物浇筑要求时，可以应用桩基础；

4）在施工环境较差，土层松软并且较薄时可以应用桩基础，通过钻孔灌注短桩的方法来实现。

3.2 独立基础

柱下基础一般都是采用刚性或者柔性的独立基础。为了减少成本支出，基础桩距较大时，一般采用独立基础。建筑单位可以根据实际情况采用拉梁适当拉结的方式，提升建筑工程的稳定性和整体性，提高地基的抗变形性能和抗震性能，保证建筑的安全性，减少安全隐患。

独立基础一般还会被应用在高层建筑中，当高层建筑的上部结构为框架体系时，地基的承载性能较好，地基变形较小，整体建筑的荷载和柱网的分布情况整体较为均匀，可采用独立基础。需要注意的是，建设单位需要从横纵2个方向进行拉梁的连接。施工时注意应根据实际情况对拉梁的断面进行选择，保证距离的科学性，实现建筑的稳定性[1]。

3.3 钢筋混凝土筏板基础

钢筋混凝土筏板基础的适用范围较小，只适用于少数特殊情况下。建筑地基的土质不均匀时，地基承受力较弱，而建筑上部结构的荷载力大，通过十字交叉基础的应用，相邻基础之间的距离和缝隙会变小，使很多基础底面出现覆盖重叠的问题，难以满足基础底面积的实际需求，在这种情况下，可以应用筏板基础。另外，对含有地下室的建筑结构进行施工时，因为本身建筑结构的特殊性，会出现受潮和渗水问题，因此，建筑单位可以应用筏板基础作为地下室的底板结构，防止各种情况和问题的发生，提高建筑结构的稳定性。筏板基础具有较强承载力，较高的强度，能够有效提高整体建筑结构的牢固性和稳定安全性[2]。

3.4 条形地基基础

建筑工程的上部结构的荷载较大，而地基的抗变形性能和承载力较差时，为了保证施工质量，通常应用刚性基础，但是应用刚性基础很容易导致基础断面较大，若为浅基础，则基础会露出地面，不利于结构的稳定性，如果采取基础加深的操作，会导致土方量和基础成本造价增加。即使应用了刚性基础，也很容易导致基础受到的应力较大，使建筑基础出现裂缝和不均匀沉降问题，对上部建筑的墙体稳定性和安全性造成影响。当这种情况出现时，可以应用钢筋混凝土条形基础，不仅可以承受较大的弯矩和剪力，更符合建筑基础断面的大小和配筋量要求，满足各方面的受力要求。必要时，还可以增加肋梁，提高基础的抗弯能力，防止地基不均匀沉降的发生[3]。

4 建筑桩基设计的主要内容

建筑采用桩基作为基础结构时，需要明确桩基的种类和桩长，并对单桩竖向承载力进行计算，以保证桩基能够有足够的承载力职支撑建筑的上部结构，提高建筑的抗倾覆能力。

4.1 明确基桩的种类和长度

保证基桩设计的科学性和合理性是整个建筑结构工程顺利开展的一项重要内容。首先，设计人员要对施工现场周围的环境进行勘察，对周围的各项设施和地质水文等因素进行深入分析和研究，进而合理选择桩基类型。另外，根据建筑作用于桩基的荷载，计算桩基的长度，并尽量使桩端嵌入承载力较强的土层中，保证桩基的承载力和稳定性。