建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)存問題與解決措施

鐘坤，曹瑜

（浙江省工業(yè)設(shè)計研究院，杭州310000）

1 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)的重要性

地基基礎(chǔ)是建筑建造的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和首要環(huán)節(jié)，是一個建筑工程的關(guān)鍵和根本立足點。地基基礎(chǔ)掩埋于地下，地下空間結(jié)構(gòu)隱蔽且受地質(zhì)環(huán)境、水文環(huán)境、上層建筑結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的影響，構(gòu)建起來具有不確定性和復(fù)雜性，其施工質(zhì)量較難控制，容易成為建筑體系中的薄弱環(huán)節(jié)，發(fā)生問題時不易發(fā)現(xiàn)，通常在發(fā)生災(zāi)難時才會暴露出來。地基基礎(chǔ)設(shè)計因所在環(huán)境因素的不同而具有差異性和不同的建造難度。若地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不規(guī)范，建筑質(zhì)量無保障，一旦受到外力作用就會使整個建筑產(chǎn)生裂紋、傾斜，甚至倒塌的極大危險隱患。故此，地基基礎(chǔ)建造過程中磚混材料的選用、鋼筋材料的選用、物理受力情況等都是需要考慮的關(guān)鍵因素，對于地基基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量具有決定性作用，對整個建筑的構(gòu)建也具有基礎(chǔ)性的作用。據(jù)相關(guān)資料和規(guī)范文件表明，地基基礎(chǔ)因深度的不同會對地基基礎(chǔ)造價產(chǎn)生不同的影響。一般情況下的地基基礎(chǔ)造價是整個建筑工程總造價的5%～6%，但因地基基礎(chǔ)埋置深度的變化、地質(zhì)條件的不同，或需進行特殊處理后再進行地基建造的地基基礎(chǔ)造價會略微向上浮動，占總工程造價的10%左右。因此，在地基基礎(chǔ)建造時，應(yīng)考慮多方因素，對地基基礎(chǔ)設(shè)計、地質(zhì)勘察、施工等進行嚴密的規(guī)劃，多種建造方案對比論證，需用利益最大化、質(zhì)量最優(yōu)化的建造方案構(gòu)建地基基礎(chǔ)【1】。

2 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)存問題分析

2.1 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)勘測存在的問題

建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)勘測是一門技術(shù)性、專業(yè)性要求較高的工作。由于地基基礎(chǔ)受多種因素的影響，在勘測過程中需要綜合考慮多種要素。地基勘測不僅考驗勘測人員的專業(yè)性，還考驗其對建筑場地的歷史資料了解和當?shù)乜碧浇?jīng)驗的豐富性。受這幾種因素的影響，很難對地基勘測場地的地埋管線、線路、地下埋藏物和地質(zhì)條件、水文條件進行合理的分析判斷，從而難以提供一份全面可靠的地質(zhì)勘測報告，對于地基的建造會造成一定的影響。如果在勘測期間無法探明一切潛在問題隱患，很容易在建筑建成后對建筑整體造成不良影響。地基勘測與地基結(jié)構(gòu)設(shè)計對工作人員都具有不同的能力要求。地基勘測人員在其勘探基礎(chǔ)上很難對地基的類型進行判斷和做出合理分析，從而造成一些不必要的資源浪費?？睖y人員對地基場地的基本情況探測不明確，在后期的地基建造中很難對施工人員進行一個明確的作業(yè)指導(dǎo)，在不明情況的前提下施工極易發(fā)生突發(fā)事件，從而耽誤工程工期，造成一定的資源浪費，增加建設(shè)成本，影響整個施工計劃。地下水位是地基勘測工作中最為關(guān)鍵的一項，如若在勘測報告中未明確指出抗浮設(shè)防水位，很容易使地面荷載難以平衡，地下水位浮力的情況，從而對地下室或整個建筑體造成不良影響。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計過程中存在的問題

建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中需要考慮的因素眾多，存在的問題也具有多樣性。地基基礎(chǔ)設(shè)計存在的問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1）地基基礎(chǔ)設(shè)計影響因素考慮不周全，對于地基的荷載能力進行了錯誤的估算，對地基極限承載力未進行精確計算，從而導(dǎo)致地基出現(xiàn)了較大程度的變形。對地基基礎(chǔ)的持力層和下臥土層土質(zhì)屬性探測不明，對地基土的抗壓能力、摩擦阻力與內(nèi)聚力未進行驗算【2】。

2）出現(xiàn)需設(shè)定復(fù)合地基情況時，忽視褥墊層的作用與應(yīng)用，從而引發(fā)承載力不足的問題。

3）因地基的隱蔽，導(dǎo)致地基基礎(chǔ)計算模型與實際受力產(chǎn)生較大偏差。

4）對地下水、巖土層性質(zhì)探測不明，導(dǎo)致地基問題，耽誤工程工期。

3 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)存問題的解決措施

3.1 對建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)類型進行科學(xué)選擇

地基基礎(chǔ)是建筑質(zhì)量的關(guān)鍵和保障，在鋪設(shè)地基基礎(chǔ)時需對影響地基建設(shè)的因素進行全方位的考量與探測。要對預(yù)選場地的地質(zhì)條件、水文條件、地基承重、建筑功能、周圍環(huán)境、地下暗管鋪設(shè)、建筑類型、施工條件、材料選用和供應(yīng)選擇、抗震裂能力、抗浮能力等情況進行科學(xué)詳細的探測和分析，制定詳細的分析報告。地基基礎(chǔ)情況探測與地基設(shè)計有效結(jié)合，在明確的地基基礎(chǔ)分析上進行地基類型的科學(xué)化選擇和規(guī)劃。同時在探測人員和設(shè)計人員選用上，要傾向于對工程所在地的基本情況、歷史資料熟悉并具有一定本地探測與設(shè)計經(jīng)驗的技術(shù)型人才。在多要素綜合分析指導(dǎo)下，實現(xiàn)對建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)的科學(xué)選擇與規(guī)劃【3】。

3.2 對建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)類型的選擇

基于不同的情況，建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)可根據(jù)建筑建設(shè)的自身需求和外在因素進行不同類型的選擇，以確保建筑的安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定、舒適。根據(jù)建筑對地基基礎(chǔ)抗壓、抗拉、抗剪強度的要求，當要求具有一定抗壓能力，而對抗拉、抗剪強度要求較低時，可選用墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨立基礎(chǔ)。當上部結(jié)構(gòu)荷載較大、地基土的荷載力較低時，無筋擴展基礎(chǔ)或擴展基礎(chǔ)將難以滿足地基強度和變形要求時，為增加基礎(chǔ)剛度，防止由于過大的不均勻沉降引起上部結(jié)構(gòu)的開裂和損壞，應(yīng)采用柱下條形基礎(chǔ)。同時根據(jù)剛度的需要，柱下條形基礎(chǔ)可沿縱向設(shè)置，也可沿縱橫向設(shè)置而形成雙條形基礎(chǔ)。若柱網(wǎng)下的地基土較軟弱，土的壓縮性或柱荷載分布沿2 個柱列方向都很不均勻，可采用交梁基礎(chǔ)。當?shù)鼗A(chǔ)特別軟弱，上部荷載又很大，用交梁基礎(chǔ)導(dǎo)致基礎(chǔ)寬度較大而相互接近時，或有地下室，可選用將基礎(chǔ)底板連成一片的筏形基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。

3.3 對建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)抗浮設(shè)計

抗浮設(shè)計是地基基礎(chǔ)設(shè)計的重點內(nèi)容，抗浮設(shè)計不當容易造成工程事故，輕則發(fā)生裂紋、漏水，重則整體上浮、傾斜?？垢≡O(shè)計的關(guān)鍵在于對地下水水位的勘測，基于地下水水位的實時勘測數(shù)據(jù)，設(shè)定抗浮設(shè)防水位和防水設(shè)防水位。抗浮設(shè)防水位的設(shè)計需明確幾點：

1）地質(zhì)勘測報告中未明確提供抗浮設(shè)防水位時，應(yīng)要求甲方責(zé)成勘察單位提供準確有效的數(shù)值。

2）在有水頭壓差的江、河岸邊，若存在濾水層，應(yīng)按設(shè)計基準期的最高洪水位來確定抗浮水位。

3）地下水賦存條件復(fù)雜、變化幅度大、區(qū)域性補給和排泄條件可能有較大改變或工程需要時應(yīng)進行專門論證?？垢≡O(shè)計分為整體抗浮與局部抗浮，需根據(jù)建筑需求進行抗浮設(shè)計。經(jīng)驗算整體抗浮不足時，需采取抗浮措施（增加配重、抗浮錨桿、抗拔樁），以保障抗浮力大于水的總浮力。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計在建筑建造中起著關(guān)鍵的作用，對整個建筑功能發(fā)揮、樓體安全、經(jīng)濟穩(wěn)定具有重要的構(gòu)建作用。就當前地基基礎(chǔ)設(shè)計中存在的問題進行科學(xué)細致的分析，從而有針對性地從不同的角度對地基基礎(chǔ)設(shè)計提供現(xiàn)存問題的解決方案和策略。