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淺談建筑地基基礎設計
【摘要】本文針對基礎設計中的概念設計、地質(zhì)勘查報告的使用以及基礎設計步驟進行說明，結(jié)合多年工作經(jīng)驗和工程實例，注重基礎的概念設計，把概念設計融入到整個設計的全過程，有效降低成本、提高建筑安全儲備。
【關(guān)鍵詞】基礎設計；概念設計；地勘報告
引言：隨著經(jīng)濟水平的提高，人們對于建筑功能的要求也在不斷提高。作為建筑物最重要部分之一的基礎，要保證建筑物安全、滿足使用要求。但在實際操作中，尤其對于剛步入設計師行列的畢業(yè)生們，不重視基礎設計，不考慮地基-基礎-上部結(jié)構(gòu)的相互作用，對于各種地址情況、施工條件、周圍環(huán)境不區(qū)別對待，給人民生命財產(chǎn)安全埋下了隱患。筆者結(jié)合自己在設計工作中的經(jīng)驗和發(fā)現(xiàn)的問題，使年輕的設計師提高設計水平，少走彎路。
一、概念設計
1.1 判斷關(guān)鍵控制點，并確定方案
在基礎設計中，主要的關(guān)鍵控制點是基礎的變形。所以設計師們首先要根據(jù)上部建筑的形式，結(jié)合地質(zhì)條件，施工因素影響，選擇最適宜的方案。
例如，常見的主裙樓連體建筑，主裙樓之間的不均勻沉降是主要控制點，選取方案時，不可一味增加基礎剛度來抵抗不均勻沉降。相反可以提高主樓地基剛度，弱化裙樓地基剛度。筆者曾做過內(nèi)蒙古科左后旗某住宅，主樓為10層住宅，裙房為二層公建，持力層為細砂，承載力只有130Kpa。為減小不均勻沉降，主樓采用CFG樁復合地基，裙樓采用天然地基，僅選用基礎方案一項，就為開發(fā)商節(jié)約了大量成本，配合主裙樓之間的后澆帶使用，先施工主樓后施工裙樓的施工方法，效果很好，受到好評
1.2利用概念指導計算
PKPM、盈建科等軟件的應用，大大的減少了設計師們的工作量，也限制了設計師自己的思考過程。很多年輕的設計師們不完全了解軟件的計算原理，對軟件的參數(shù)想當然的填寫，使計算結(jié)果不準確。
例如，有些建筑上部結(jié)構(gòu)沒有采用PKPM計算，基礎部分仍采用JCCAD計算，有些設計師就簡單的把上部柱底內(nèi)力采用【附加荷載】輸入。但JCCAD中【附加荷載】只能輸入恒荷載和活荷載標準值，如果上部結(jié)構(gòu)為多高層，【附加荷載】就無法將水平荷載考慮在內(nèi)，可能造成安全隱患。
二、工程地質(zhì)勘查報告
廣東�？悼h7層框架結(jié)構(gòu)旅館建造在淤泥質(zhì)軟土地基上，設計人員在無地勘報告的情況下，盲目按照100～120kPa的承載力進行設計，造成地基失穩(wěn)而倒塌的嚴重事故�？梢姷乜眻蟾嬖谡麄�設計中起舉足輕重的作用，是基礎設計的依據(jù)與核心。對地勘報告正確、深入、全面的理解尤為重要，年輕的設計師們，面對厚厚的地勘報告，不必感到迷茫，可以從以下幾個方面理解：
2.1 結(jié)論與建議
這部分內(nèi)容應該是首先被翻閱的，包括持力層土質(zhì)、地基承載力特征值、基礎類型及基礎埋深，這部分能使設計師對基礎部分有了直觀的初步印象。但勘察人員并不都能像設計人員一樣對擬建建筑物的復雜程度、荷載分布、形變要求等條件透徹的了解。所以，在閱讀完地勘報告的全部內(nèi)容之后，還應結(jié)合建筑的實際情況，對結(jié)論與建議中提出的持力層選擇及基礎方案進行客觀的分析，以此確定最優(yōu)方案。
2.2 判斷場地穩(wěn)定性和適宜性
場地穩(wěn)定性、適宜性直接影響建設項目可行性中的選址為題、地基處理造價以及整個工程的費用。地勘報告中場地穩(wěn)定性、適宜性應包括以下幾個方面：
1）場地的地震效應
2）地質(zhì)構(gòu)造對場地穩(wěn)定性的影響及防治措施
3）不良地質(zhì)作用對場地穩(wěn)定性影響及防治措施
4）各種特殊性巖土對場地穩(wěn)定性的評價及建議
5）地基土的均勻性評價
6）場地的建筑條件評價
2.3地下水的評價
地下水位對埋深大、荷載小及含地下室的建筑影響較大，在此類工程中應特別注意以下幾項：
1）歷年來的最高水位。（一般用于地下室外墻配筋計算）
2）抗浮水位。（一般用于計算建筑物抗浮及主樓與裙樓協(xié)同變形）。
3）地下水腐蝕性評價
若地下水具有腐蝕性，應采用耐腐蝕性原材料、加大混凝土保護層厚度、對基礎表面采取防護措施、加強混凝土的養(yǎng)護等措施加以預防。
2.4持力層土質(zhì)、地基承載力特征值
持力層土質(zhì)及地基承載力特征值是地勘報告的核心部分，需要著重了解。持力層的選擇不僅要滿足承載力要求，更要注意變形要求。設計師應根據(jù)擬建建筑上部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、荷載分布、對變形的要求，確定適宜的持力層，并且在保證安全和舒適的前提下，盡可能淺埋以降低工程造價。
三、基礎結(jié)構(gòu)設計
3.1 基礎的埋置深度，應按以下條件確定：
1）建筑物的使用用途、是否含有地下室、基礎的形式和構(gòu)造除巖石地基外，天然地基的箱型和筏型基礎不小于建筑高度1/15；樁基（不計樁長）不小于1/18。
2）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件基礎的地基持力層應盡可能選擇承載力高而壓縮性小的土層并注意是否有軟弱下臥層。有地下水存在時，基礎盡量埋置于地下水位以上。
3）相鄰建筑物的基礎埋深有相鄰建筑物的建筑應當注意，新基礎的埋深不宜超過原有基礎，否則，新老基礎間應保持不小于兩基礎地面高差1～2倍的凈距，或采用其他有效措施。
4）地基土凍融條件為避免反復凍脹、融陷使基礎出現(xiàn)短時間的沉陷及多年積累導致的室內(nèi)地面低于室外地面的現(xiàn)象，基礎盡可能埋置于凍深以下。
5）除巖石地基外，基礎埋深不宜小于0.5m
3.2 基礎底面面積計算
1）對于軸心荷載作用下的基礎
3.3地基變形驗算
根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB 50007-2011）規(guī)定，設計等級為甲級、乙級的建筑物，以及有規(guī)范規(guī)定需要做變形驗淺談建筑地基基礎設計算的丙級建筑物，均應按地基變形設計。
3.4 地基穩(wěn)定性驗算
對經(jīng)常受水平荷載作用的高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和擋土墻等，以及建造在斜坡上或邊坡附近的建筑物和構(gòu)筑物，尚應驗算其穩(wěn)定性。驗算方法可采用圓弧滑動面法。
結(jié)束語：
概念設計的思想被越來越多的結(jié)構(gòu)工程師所接受，并將在結(jié)構(gòu)設計中發(fā)揮越來越大的作用。概念設計必將成為今后結(jié)構(gòu)設計的主流思想，設計師們應該重視概念設計，學習概念設計，發(fā)展概念設計，為提高結(jié)構(gòu)設計水平貢獻自己的力量。
參考文獻
[1]建筑地基基礎設計規(guī)范（GB 50007-2011）。中國建筑工業(yè)出版社，2012
[2]劉金波主編。建筑地基基礎設計禁忌及實例。中國建筑工業(yè)出版社，2013
[3]華南理工大學 浙江大學 湖南大學 基礎工程。中國建筑工業(yè)出版社，2003
[4]劉錚主編。結(jié)構(gòu)設計快速入門。中國電力出版社，2011
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