張文

【摘要】建筑結(jié)構(gòu)的設計和施工中地基和基礎是最為重要的，本文闡述了建筑地基結(jié)構(gòu)設計等級，主要研究了建筑物基礎類型的選擇和設計，并簡要分析了地基的計算進行。

【關鍵詞】建筑地基；建筑結(jié)構(gòu)；基礎設計

一、地基結(jié)構(gòu)設計等級

地基結(jié)構(gòu)設計等級分為甲級、乙級、丙級三種。甲級用于30層以上的高層建筑、大面積的多層地下建筑物、體型復雜層數(shù)相差超過10層的高低層連成一體建筑物、復雜地質(zhì)條件下的坡上建筑物、對地基變形有特殊要求的建筑物、對原有工程影響較大的新建建筑物、場地和地基條件復雜的一般建筑物、位于復雜地質(zhì)條件上地下室的基坑工程、開挖深度大于15m的基坑工程以及周邊環(huán)境條件復雜、環(huán)境保護要求高的基坑工程等；乙級用于除甲級、丙級以外的基坑工程、工業(yè)與民用建筑物；丙級用于次要的輕型建筑物、場地和地基條件簡單，荷載分布均勻的七層及七層以下民用建筑及一般工業(yè)建筑物以及非軟土地區(qū)且場地地質(zhì)條件簡單、基坑周邊環(huán)境條件簡單、環(huán)境保護要求不高且開挖深度小于5.0m的基坑工程。

二、建筑物基礎類型的選擇和設計

1、建筑物無地下室。建筑物屬于砌體結(jié)構(gòu)應優(yōu)先采用剛性條形基礎，如毛石條形基礎、四合土條形基礎、灰土條形基礎、混凝土條形基礎、毛石混凝土條形基礎等，當基礎寬度大于2.5m時， 可采用鋼筋混凝土擴展基礎即柔性基礎。多層框架結(jié)構(gòu)，無地下室，荷載過大，地基較差的情況時，這時需采用十字交叉梁條形基礎，以便減少不均勻沉降、增強整體性；框架結(jié)構(gòu)地基較好，無地下室，荷載較小時，可選用獨立柱基，在抗震設防區(qū)可按《建筑抗震設計規(guī)范》設柱基拉梁?？蚣艚Y(jié)構(gòu)無地下室，地基較好，荷載較均勻時，可選用框架柱獨立柱基， 剪力墻下條基， 抗震設防地區(qū)，柱基下設拉梁并與剪力墻下條基連結(jié)在一起。剪力墻結(jié)構(gòu)不論有無地下室，地基較好，這種情況下可以選用交叉條形基礎。如采用上述基礎不能滿足地基基礎強度和變形要求，又不宜采用樁基或人工地基時， 可采用筏板基礎。

2、建筑物有地下室。建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑物功能更為全面。現(xiàn)在的高層建筑一般都設有地下室。一般情況下有地下室的建筑物可采用筏板基礎；在有地下室，地基較好，建筑物無防水要求，柱網(wǎng)、荷載較均勻的情況下，應使用筏板基礎、鋼筋混凝土交叉條形基礎，或是選用獨立柱基，抗震設防區(qū)加柱基拉梁；當基礎地基較差，為滿足地基強度和沉降要求，可采用樁基或人工處理地基；當有防水要求時，可選用筏板基礎或箱形基礎；另外建筑物屬于框架結(jié)構(gòu)，有地下室且上部結(jié)構(gòu)對防水要求高，不均勻沉降要求嚴格，柱網(wǎng)均勻時，可采用箱型基礎，柱網(wǎng)不均勻時，就采用筏板基礎；如果地下室設置有均勻的鋼筋混凝土隔墻時，采用箱形基礎；要注意建筑物地基結(jié)構(gòu)施工時無論采用何種基礎都要處理好基礎底板與地下室外墻的連結(jié)節(jié)點。

3、樁基礎設計。當天然地基或人工地基的地基承載力或變形不能滿足設計要求，或經(jīng)過經(jīng)濟比較采用淺基礎反而不經(jīng)濟時，可采用樁基礎。 （1）樁平面布置原則：同一結(jié)構(gòu)單元不應同時采用摩擦樁和端承樁；各樁樁頂受荷均勻，上部結(jié)構(gòu)的荷載重心與樁的重心相重合，群樁在承受水平力和彎矩方向有較大的抵抗矩 ；大直徑樁宜采用一柱一樁；筒體采用群樁時，在滿足樁的最小中心距要求的前提下，樁宜盡量布置在筒體以內(nèi)或不超出簡體外緣一倍板厚范圍之內(nèi)；在伸縮縫或防震縫處可采用兩柱共用同一承臺的布樁形式；剪力墻下的布樁量要考慮剪力墻兩端應力集中的影響，而剪力墻中和軸附近的樁可按受力均勻布置；⑺在縱橫墻交叉處都應布樁，橫墻較多的多層建筑在橫墻兩側(cè)的縱墻上布樁，門洞口下面不宜布樁。 （2）樁端進入持力層的最小深度：應選擇較硬土層或巖層作為樁端持力層。樁端進入持力層深度， 對于粘性土、粉土不宜小于2d （ d為樁徑） ；砂土及強風化軟質(zhì)巖不宜小于1.5d； 對于碎石土及強風化硬質(zhì)巖不宜小于1d， 且不小于0.5 m。樁端進入中、微風化巖的嵌巖樁， 樁全斷面進入巖層的深度不宜小于0.5 m， 嵌入灰?guī)r或其他未風化硬質(zhì)巖時， 嵌巖深度可適當減少， 但不宜小于0.2 m。當場地有液化土層時， 樁身應穿過液化土層進入液化土層以下的穩(wěn)定土層， 進入深度應由計算確定， 對碎石土、礫、粗中砂、堅硬粘性土和密實粉土且不應小于0.5 m， 對其他非巖石土且不宜小于1.5 m。當場地有季節(jié)性凍土或膨脹土層時， 樁身進入上述土層以下的深度應通過抗拔穩(wěn)定性驗算確定， 其深度不應小于4倍樁徑， 擴大頭直徑及1.5 m。（3）樁型選擇原則。樁型的選擇應根據(jù)建筑物的使用要求，上部結(jié)構(gòu)類型、荷載大小及分布、工程地質(zhì)情況、施工條件及周圍環(huán)境等因素綜合確定。預制樁（包括混凝土方形樁及預應力混凝土管樁）適宜用于持力層層面起伏不大的強風化層、風化殘積土層、砂層和碎石土層， 且樁身穿過的土層主要為高、中壓縮性粘性土， 穿越層中存在孤石等障礙物的石灰?guī)r地區(qū)、從軟塑層突變到特別堅硬層的巖層地區(qū)均不適用。其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。沉管灌注樁（包括小直徑d < 500 mm， 中直徑d =500 mm～600 mm） 適用持力層層面起伏較大、且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土； 對于樁群密集， 且為高靈敏度軟土時則不適用。

三、地基計算

地基計算包括地基承載力計算，地基變形計算，地基穩(wěn)定性計算。

1、地基計算前首先應確定基礎埋深，基礎埋深根據(jù)下列相關條件進行確定：（1）建筑物的用途，有無地下室、設備基礎和地下設施，基礎的形式和構(gòu)造；（2）作用在地基上的荷載大小和性質(zhì)；（3）工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；（4）相鄰建筑物的基礎埋深；（5）地基土凍脹和融陷的影響。除巖石地基外，基礎埋深不應小于0.5米。高層建筑基礎的埋置深度應滿足地基承載力、變形和穩(wěn)定性要求。位于巖石地基上的高層建筑，其基礎埋深應滿足抗滑穩(wěn)定性要求。在抗震設防區(qū)，除巖石地基外，天然地基上箱形和筏形基礎埋深不宜小于建筑物高度的1/15；樁箱或樁筏基礎的埋置深度（不計樁長）不宜小于建筑物高度的1/18。

2、地基承載力計算應滿足《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011第5.2.1條、5.2.2條相關規(guī)定。

3、地基變形計算；地基變形特征可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部傾斜。建筑物地基變形值，不應大于地基變形允許值。建筑物地基變形允許值按照《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011第5.3.4條中表5.3.4規(guī)定采用，建筑物地基最終變形量按照第5.3.5條進行計算。

4、地基穩(wěn)定性計算；地基穩(wěn)定性可采用圓弧滑動面法進行驗算。具體可按照《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011第5.4.1條、5.4.2條、5.4.3條相關規(guī)定進行驗算，山區(qū)地基（包括丘陵地帶）的設計，還必須按照第6.1.1條中可能出現(xiàn)的設計條件進行分析認定，避免發(fā)生滑坡、泥石流、崩塌等引起房屋倒塌的事故。

結(jié)束語

地基和基礎是地下隱蔽工程，一旦發(fā)生事故就容易造成災難性后果。而建筑基礎設計關鍵是基礎類型的選擇，基礎的設計對整個結(jié)構(gòu)設計至關重要，應該根據(jù)工程實際情況進行具體的選型，以保證地基結(jié)構(gòu)設計的科學、合理

參考文獻：

[1]丁瑜婷. 探索地基結(jié)構(gòu)設計及處理方法[J]. 江西建材，2012，06：37-38.

[2]張家康，黃文萃. 我國建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范編制與進展[J]. 建筑結(jié)構(gòu)學報，2010，S2：355-364.

[3]《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011.