田自艳
保山阳春城乡规划有限公司云南保山678000
摘要:地基是建筑工程的基础部分,直接关系到建筑实体的安全与稳定,而地基的稳定主要是由地基工程结构设计决定的,在进行建筑地基结构设计时,要考虑到建筑建设要求以及地基情况,确定地基类型,从而选择科学的结构形式,有效提升地基的稳定性,为建筑物奠定坚实的基础。为此,文章对建筑地基工程结构设计的要求以及结构设计的具体内容分析了建筑地基工程结构设计,以便为建筑施工中地基结构设计提供参考。
关键词:建筑地基;工程结构设计;设计要求
建筑地基工程在结构设计中需要根据地基的等级进行结构选型,主要级别有甲、乙、丙三个,每一等级的建筑在层数、面积、地下建筑、建筑体型等方面上都有着差异,所以,不同等级地基工程的负载不同,所以需要通过结构设计提升地基的承载能力;另外,地基土质不同也会对地基结构的选择造成影响,例如,软土地基需要进行加固处理后,再考虑结构设计。为此,分析建筑地基工程结构设计要求以及结构设计内容,能够便于设计人员合理选择结构类型,有效提升地基的稳定性、坚固性、安全性。
一、建筑地基工程结构设计要求分析
地基基础埋深要求。建筑地基工程结构设计中对地基基础埋深的设计要综合以下几项条件:一是,建筑物的功能与用途,建设中是否需要修建地下室或其它地下设施,地基基础的构造与形式;二是,工程建设位置地基的地质条件与地下、地表水文条件;三是,地基在使用时的性质与荷载;四是,与工程建设相邻建筑物的地基埋深情况;五是,地基土质受融陷与冻胀的影响。通常情况下,除了岩石地基以外,所有地基基础的埋深都应控制在0.5m以上,但不同的建筑类型对地基基础埋深也有着不同的要求,例如,高层建筑建设过程中,地基埋深要考虑到建筑对抗滑稳定性的需求,而且其地基的承载力与普通建筑相比,要高于普通建筑,否则无法承受自身自重,保障建筑的稳定运营;而在抗震设防区内进行建筑建设,天然地基的形状如果为筏形或箱形,埋深应根据建筑物高度进行确定,其余建筑物的高度比为1:15;桩基在设计过程中长度与建筑物长度的比为1:18,但在石地基条件下,应综合现场情况进行考虑[1]。另外,需要注意的是,地基埋深还要考虑到周围建筑物的埋深情况,避免对周围建筑物造成扰动,从而影响区域的稳定性。
地基稳定性要求。在进行地基稳定性分析过程中,会使用圆弧滑动计算方法,这种方法的使用在我国建筑地基设计规范中有着详细的解析,使用这种方法可以计算出地基的稳定性程度,从而制定有效的措施,避免出现泥石流、滑坡等地质灾害[2]。这种方法即使是在山区建筑的地基设计中,也同样适用,但在使用过程中,要保障使用数据的真实性与准确性,进而对计算结果的准确性做出保障,避免为地基的使用留下安全隐患。
地基变形要求。根据地基变形的特征进行划分,地基变形计算过程中,要计算出以下数值:沉降量、沉降差、局部倾斜、倾斜,计算得出的变形值如果超出允许值范围,则需要通过有效的措施完善地基设计,保障变形计算值处于合格范围内,否则即使设计应用到实际中也会威胁到建筑物的安全。
二、建筑地基工程结构设计分析
在桩基础设计上,桩基础主要应用在天然地基承载能力不满足建筑建设要求时。一是,做好平面布置工作,在桩基单元结构中,同一单元内不能涉及到两种类型桩;保障桩体荷载均匀,尤其是上部结构的负荷重心要与桩本身重心重合,避免单桩之间水平力与抗弯矩力不同。其中不同尺寸的桩有不同的布置形式,例如直径较大的桩基,最好通过一柱一桩的方式完成布置;而筒体群桩在布置过程中,应控制好桩之间的距离,无论是在筒体内部还是在筒体外部,都不能超出一倍板厚的距离;另外,在桩基之间如果存在防震缝与伸缩缝,应建设两桩基共同承台布桩方式;而在剪力墙下进行布桩要考虑到应力集中作用下对桩基的影响,从而合理布置桩基位置,避免受力集中问题[3]。二是,控制桩端进入到持力层中,并保障深度最小,持力层的硬度必须达到标准;如果持力层图纸为粘性土或粉土,桩径应在2d以上;砂土或风化软质土中,桩径应控制在1.5d以上;强风化硬质岩以及碎石土桩径应控制在1d以上,而且深度应控制在0.5m以上。三是,选择桩型,桩型的选择要以建筑物建设要求未依据,并参考地基的地质条件、工程的荷载情况、周围地质地貌环境以及现场施工条件等多项因素。如果设计中选择预制桩形式,最好将其应用在持力层变化与起伏不明显的风化残积土层、碎石土层、砂层中,保障桩身能够穿过粘性较高的土层;如果地基持力层的土层为石灰岩、软塑层岩层等则不适合应用预制桩。
在无地下室建筑的地基结构设计上,通常情况下,刚性条形基础会应用在砌体结构建筑物的建设上,而且在砌体建筑结构设计上应先考虑到刚性条形基础的适用性。经常使用的刚性条形基础有混凝土条形基础、灰土条形基础以及毛石混凝土条形基础等,如果在使用刚性条形基础设计形式进行施工时,基础的宽度超出了2.5m的范围,可以根据实际施工情况,利用钢筋混凝土进行基础扩展,提升基础整体结构的稳定。建筑物如果无地下室,但框架结构复杂,那么地基的正常荷载会增加,所以,如果遇到地基质量较差的情况,可以使用十字交叉两条形作为地基基础,其能有效提升地基的整体性能,避免出现不均匀沉降问题;如果建筑物无地下室,框架结构较好,地基的正常荷载较小,可以通过独立桩基的方式,根据地基设计规范要求内容在抗震设防区内设置桩基拉梁,将拉梁与下条基相结合,提升地基的稳定性,改善地基性能;另外,还存在一种情况,由于施工位置地理调价特殊,地基工程施工中不能采用人工地基以及桩基施工两种形式,而天然地基的强度与性能无法满足建筑物的要求,可以使用筏板基础进行地基施工[4]。
在有地下室建筑的地基结构设计上,建筑物有地下室的情况下,通常会通过筏板基础解决地基性能不满足建设需求的问题,如果设计过程中未对建筑地下室的防水做出具体的要求,要综合考量柱网的布置情况与荷载的均匀程度,如果各项参数较为良好,建议采用钢筋混凝土交叉条形基础以及筏板基础,采用独立桩基也可以,但要注意的是,抗震设防区内必须设置桩基的拉梁;如果地基条件较差,为了有效提升地基强度,避免出现大范围沉降问题,可以通过人工处理地基以及桩基的方式进行地基工程结构设计;如果地下室施工对防水有具体的要求,做好采用箱形基础与筏板基础;建筑结构为框架结构,地下室建设有着较高的防水要求,并且对不均匀沉降的要求极为严格,最好采用箱形基础,并保障均匀。
结束语:
总而言之,地基是建筑建设的基础,是决定建筑稳定与安全的直接因素,在建筑地基工程结构设计中保障设计的合理性与科学性,满足设计要求与建筑建设要求,综合全面考虑影响地基稳定性的因素,才能避免在结构设计上出现漏洞,对工程造成影响。为此,文章论述了建筑地基工程结构设计要求以及结构设计内容、具体事项,以便能够为地基工程结构设计提供有效的参考。
参考文献:
[1]奚丽娟.建筑地基基础工程结构设计的计算及其研究[J].建材发展导向(上),2017,29(6):175.
[2]刘大钦.关于建筑地基基础工程结构设计的研究分析[J].建筑工程技术与设计,2015,25(36):625.
[3]李明林.浅析建筑地基工程结构设计的要求及其结构设计[J].大科技,2016,31(28):297.
[4]宋彦霞.建筑地基基础工程结构设计的计算及其研究分析[J].建筑工程技术与设计,2015,26(34):462.
[5]杨云娇.关于建筑地基结构工程建设问题及其结构设计的探析[J].建筑·建材·装饰,2016,27(14):126.