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摘要:建筑地基基础概念设计具有较强的复杂性,是一项系统性的工程,这就要求结构工程师在对其进行设计的过程中,能够明确建筑地基基础设计的相关要求,并在设计的过程中通过经验的总结与有效的创新,保证其设计效果的有效提升,满足社会对于建筑的实际需求。这不仅是因为地基基础的质量会直接影响建筑工程的整体质量,还由于其对于项目的投资效益有着重要影响,所以必须要对其充分重视。
关键词:地基结构;设要要点;注意事项
地基基础设计的重要性
建筑物的地基基础是设计结构的重要环节,是建筑工程最先思考、设计和施工的部位,建筑工程的根本立足点就在于地基基础的合理设计。地基之所以如此重要的原因在于地质情况非常复杂,不稳定,地基基础在土中受力形式多样,外界不确定影响因素较多。在建筑工程中,一般情况下整个土木建筑造价的5%左右,特殊情况时,比如地质情况较为复杂,基础埋设相对来说比较深的时候,土建造价可能会增加到10%以上。因此,综合以上情况,在设计地基基础的过程中,可以设计提出不同的方案,对不同的方案进行可行性分析、造价的高低等,选择出最优的方案。
1.高层建筑地基基础设计方案选择原则
1.1沉降缝的设置
沉降缝是指为防止建筑物各连接的部分由于地基不均匀沉降引起房屋破坏在施工时留设的垂直缝。当建筑物部分的高度、荷载和结构形式差别很大,而且地基的土质又不相同时,建筑物可能会发生不均匀沉降,然后导致不稳固的部位产生裂缝甚至开裂。为了避免或者减轻这种现象,在施工过程中应该在适当位置如复杂的平面、高度变化处等设置垂直缝隙,使建筑物分离。然而,通过实践证明,沉降缝不应出现在高层建筑基础结构中。由于高层建筑对地基基础和地下室的压力,导致在设计过程中更加复杂,再设置沉降缝会使高层建筑的稳定性受到威胁。在高层建筑中设置沉降缝还会影响地下室在土层中的嵌固。所以高层建筑中尽量不要设置沉降缝。
1.2充分利用地下空间
高层建筑在扩大空间范围过程中,也需要适当扩大地下空间,如果对空间进行具体扩大过程中,有不合理的操作,可能会对空间带来一定的影响,从而导致建筑地基无法合理使用。对相关规定进行分析发现,在对高层建筑基础进行埋设过程中,要求其达到建筑高度的5~7%。同时,还需要对结构稳定性进行充分考虑,对碱性和移动性的因素进行充分考虑,如果出现密度较大的情况,为了实现施工的基本要求,需要施工人员及时进行填土工作。明确了施工基本高度后,相关工作人员应当积极了解并确定已有的计算基础,针对结构应用的方式和类型进行明确。对基层岩石尽心积极分析,找出可能会对高层建筑结构带来影响的因素。同时,技术人员应当将锚杆当成基础,适当增加现有结构基础的造价管理程序。
1.3地下室抗震设计
地下室的存在对于高层建筑和多层建筑物来说,应该是非常普遍的了。不管是住宅建筑还是商业建筑一般都会设置地下室、地下停车场等。在带地下室的高层建筑中,当地下室的刚度和承载力满足高层建筑混凝土结构设计规范的要求时,地下室的顶板可以作为嵌固结构稳定在基础上。当地震来临时,受到地震影响的结构会是地面上的楼层,但也不是不会对地下造成伤害,只是越到下面的层数,震感越小。但是地下楼层的抗震要求也不能减小,要根据具体情况来决定抗震等级。有利于提高整栋高层建筑的抗震能力。
1.4掌握结构计算形式
针对高层建筑现有结构,所对应的计算方式也存在特殊性,为了实现数学规划理论方面的基础性要求,在实施初期设计过程中,需要对选择方面进行合理优化,结合相关技术操作手段以及管理规范,对其中的变量差异进行积极分析并优化,此外还需对基础结构构件的截面尺寸进行科学合理的优化。针对相关人工智能系统和专家系统而言,在基础设计过程中应用的十分广泛。技术人员可以对其作出适当的调整和计算。在这一过程中,主要是将经济效益作为核心内容。并且对质量和稳定性进行兼顾,将这一内容作为原则,最终对设计方案进行合理优化和选择。
2进行建筑地基基础设计的具体方法
2.1详细勘探地基信息设计具体方案
在对建筑地基基础进行设计的过程中,设计师要充分明确,在建筑地基周边的岩石以及土质本体都是经过长期的自然沉淀与演变过程所形成的,因此其每个区域的土质特征都是不同的,并存在极大的差别。因此,在进行基础设计前,就要对建筑基础周边的土质进行详细的检验及勘测,然后根据相应的勘测报告,选择合适的基础持力层,进行建筑基础的具体设计,保证其具有鲜明的针对性与良好的合理性。不宜选择两种性质截然不同土质作为同一结构单元的基础持力层,性质不同土质可能会造成建筑物的不均匀沉降,使建筑物出现墙体开裂,整体倾斜,甚至倒塌。若地基的承载力不能够满足基础设计的要求,还要通过其他方法对地基进行加固,确保地基具有足够的承载力。
2.2做好混凝土配比设计
在地基工程进行施工的过程中,混凝土的配比是十分重要的,在这个过程中,工作人员需要查看工程的实际情况,分析研究混凝土的配比。因为不同的挖孔方式产生的影响是不同的,所以要保证混凝土能够到达施工期间所需的要求。同时,工作人员还要注意工程周围的气候环境、混凝土塌落等因素的影响。当然,确保混凝土的保水性以及粘聚性也是工作人员工作中的重要部分。
2.3充分重视沉降缝及其他相关问题
首先,要注意沉降缝的相关问题。当前实际的应用过程中,很多建筑物并不适合设置沉降缝。其主要原因是沉降缝的应用不能保证建筑的安全性及整体性,同时其会影响建筑后期的使用与维护。因此,设计师更多的选择设置沉降后浇带,一种为了减少基础之间的差异沉降对基础及上部结构的影响而设置的施工后期进行混凝土浇筑的施工预留带。高层建筑和裙房的结构及基础设计成整体,但在施工时用沉降后浇带把两部分暂时断开,在主体结构施工完毕,且建筑物已完成50%以上沉降量以后,再用高一等级的混凝土浇筑连接部位,将高低层连成整体。在进行基础设计时应考虑两个阶段不同的受力状态,分别进行荷载校核。连成整体后的计算应当考虑后期沉降差引起的附加内力。其次,则要重视地基土与结构的相关问题。要将高层建筑及其基础与地基看做整体,在满足其接触部位所具有的变形协调条件的基础上,促使建筑物地基基础质量的提升。再者,要关注地下室的底板受力问题。通常在对高层建筑进行设计的情况下,要考虑地下室的相关设计。所以在对有地下室的建筑地基基础进行设计的过程中,则要充分考虑其底板的相关受力问题。具体可根据地下室的使用用途,考虑机动车和非机动车库活荷载,消防水池水自重,消防泵房设备自重,人防地库的人防荷载及发电机房、储油库的荷载。
2.4管理体系和人员管理
在进行工程的过程中,对管理体系进行严格的规定以及加强对人员的管理也是相当重要的。健全工程期间的质量控制体系可以为高层建筑的整体质量提供有力保障。监管体系也可以在一定程度上提高工作人员的工作效率,减少施工过程中各种问题的出现。进而减少工作时间,同时还确保了工程的质量。
结束语
随着建筑需求多元化、建筑设计多元化的发展,我国的建筑事业已发生了较大的变化,各种各样的施工技术、风格各异的施工设计都为人们的生活提供了多元化的服务,但是无论技术怎样的革新,保障建筑施工及使用的安全才是根本。作为新时期的建筑设计者及技术员,应立足长远,时刻保持着较强的学习意识与创新意识,积极主动的去解决施工中存在的问题,促进我国建筑事业稳步发展。
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