雷園爐（江西匡正工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司）

關(guān)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的一些淺見

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在房屋建筑建設(shè)時(shí)，首先要打好地基，才能夠保障整個(gè)建筑的穩(wěn)定性與安全性，我國也在相關(guān)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)定當(dāng)中嚴(yán)格的規(guī)定了地基的設(shè)計(jì)與施工，以保障房屋建筑設(shè)計(jì)與施工的合理性。本文對(duì)當(dāng)前地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)當(dāng)中所要注意的設(shè)計(jì)因素進(jìn)行分析，總結(jié)如下。

地基；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；影響因素；分析歸納

承接房屋建筑設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中對(duì)地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)處理可以說是慎之又慎。既要符合國家設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，又要在確保結(jié)構(gòu)安全的條件下，盡可能的節(jié)省工程造價(jià)。

我一直認(rèn)為節(jié)省工程造價(jià)，建筑學(xué)方面的一些做法，包括功能、體型、外觀、方案設(shè)計(jì)等，這是節(jié)約造價(jià)的重要和先決因素之一，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面（因建筑方案設(shè)計(jì)已經(jīng)確定，我們相當(dāng)于只承擔(dān)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，），不是靠具體的梁、板、柱設(shè)計(jì)計(jì)算（這些，國家都有非?？煽康睦碚摵陀?jì)算公式以及強(qiáng)制性規(guī)范），而關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)選型（其實(shí)，在確定建筑方案時(shí)，高明的建筑師應(yīng)能初步?jīng)Q定合理的結(jié)構(gòu)選型，為此需要有綜合能力強(qiáng)的建筑、結(jié)構(gòu)工程師）。一般的情況，最具有不確定性、可討論性的就是房屋的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)選型。尤其是地質(zhì)情況較為復(fù)雜時(shí)，雖然有巖土工程勘察報(bào)告，報(bào)告中也會(huì)提出基礎(chǔ)選型的建議。說實(shí)在話，這些建議往往是常規(guī)的，“安全性”較大的意見，而且其畢竟是“建議”。

1 基礎(chǔ)選型，這是一個(gè)大的話題

不同功能，不同層次（高度），不同結(jié)構(gòu)形式，不同的地域位置和地基條件，各種房屋的基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)當(dāng)然是各不相同。選擇最佳地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)工程師的聰明才智和學(xué)識(shí)、綜合能力的具體體現(xiàn)。我僅就實(shí)際設(shè)計(jì)的工程中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)及處理，談?wù)勎业淖龇ê蜏\見，我認(rèn)為，某些地域地質(zhì)地貌相差不大，是否對(duì)其它項(xiàng)目或類似工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)有參考價(jià)值（當(dāng)然任何項(xiàng)目是要具體問題具體分析），則只能是智者見智了。

2 現(xiàn)將拆遷還房等工程相關(guān)的巖土工程勘察報(bào)告簡單摘錄如下（經(jīng)較具有代表性為例），地形地貌為長江南岸I級(jí)階地，湖濱沖淤積地形地貌，地勢(shì)平坦，地形標(biāo)高14.6～16.19m。

3 土層分布

（1）素填土，結(jié)構(gòu)疏松，未經(jīng)壓實(shí)，推填時(shí)間極短，不到一年，平均層厚為1.57m，液性指數(shù)IL平均值為0.5，承載力特征值為40kPa。

（2）粉質(zhì)粘土，飽和，可塑——軟塑狀，最厚達(dá)10.8m，平均6.6mm，液性指數(shù)IL，平均值為0.64，標(biāo)準(zhǔn)值為0.671，承載力特征值為120kPa。

（3）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，飽和、軟塑——可塑狀，平均層厚19.66mm，液性指數(shù)IL，平均值為0.77，標(biāo)準(zhǔn)值為0.81，承載力特征值為70kPa。

（4）礫砂，稍密，層薄，平均層厚為1.29m，承載力特征值為250kPa。

（5）粉質(zhì)粘土，硬塑，層較薄，平均層厚為2.59m，液性指數(shù)IL，平均值為0.17，標(biāo)準(zhǔn)值為0.192，承載力特征值為200kPa。

（6）圓礫、稍密，較薄，平均層厚 1.8m，承載力特征值為280kPa。

（7）強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖，層厚1.4m，承載力特征值為280kPa。

（8）中風(fēng)化礫巖，平均層厚2.02m，承載力特征值為1500kPa。

4 地勘部門評(píng)價(jià)、結(jié)論與建議

（1）場地類型為軟弱土、Ⅲ類場地，為抗震一般地段。

（2）建議采用深基礎(chǔ)樁基，樁的類型可選預(yù)應(yīng)力管樁或沉管灌注樁，樁徑D=0.40～0.50m，樁長26.0～30.0m。

所看到的三份巖土工程勘察報(bào)告，評(píng)價(jià)、結(jié)論與建議基本上均為上述。

看到這樣的報(bào)告，當(dāng)然作為一般結(jié)構(gòu)工程師，選擇樁基當(dāng)然不可厚非，尤其是地質(zhì)報(bào)告中③層土，土質(zhì)差，軟塑，承載力低，②層120kPa，③層70kPa，土層又厚，選擇樁必須穿過這二層土，所以樁身長也是理所當(dāng)然。

所以這二期（三批）還房工程6層磚混結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)上，幾乎所有的設(shè)計(jì)院（本地和外地大型甲級(jí)院）都選擇了樁基，長度也幾乎達(dá)30m。這樣大面積的采用樁基，需要多少臺(tái)樁基施工機(jī)械？樁基需要檢測(cè)，既費(fèi)時(shí)，又費(fèi)錢。因此基礎(chǔ)的工程造價(jià)就非常高了，工期也相對(duì)的較長了。

那么有其它可行的基礎(chǔ)形式嗎？為此首先我們對(duì)要設(shè)計(jì)的房屋結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行了分析，絕大數(shù)為磚混結(jié)構(gòu)的多層5～6層，無裙房，結(jié)構(gòu)均勻（如有裙樓應(yīng)設(shè)沉降縫或沉降后澆帶）?；旧蠟闄M墻承重或縱橫墻承重為主 （少數(shù)為框架或底框結(jié)構(gòu)）。所以房屋荷載基本上是大部分墻體分散承擔(dān)，傳遞到地基上結(jié)果也必然是較為均勻分散在各承重墻下面，而不是像底框或框架結(jié)構(gòu)，較為集中在少數(shù)柱子下面。相對(duì)而言，力量（荷載）的分散就非常有利于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了。

在這里，想著重說明一點(diǎn)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有些人看起來或一般常說，地基土滿足承載力要求即可，實(shí)際上這是不嚴(yán)格的。應(yīng)該還要滿足房屋克服不均勻沉降（盡量減少沉降），才是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，計(jì)算房屋的沉降是最主要，也是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)最終的目的之一。

就一般住宅或其它的磚混結(jié)構(gòu)而言，其按面荷載，簡單的、粗略的估計(jì)共大約為1.5T/m2（包括恒載、活載之和，特征值），如果做整板基礎(chǔ)，②層土的承載力能夠滿足要求。如果采取一定的技術(shù)措施，使其（②層土）的上層部分承載力稍加提高，就不需做整板基礎(chǔ)了。這時(shí)顯然這層土現(xiàn)有的平均厚度達(dá)6.66m，肯定不是壞事，而是有利因素。因?yàn)楹?，?duì)其下臥層的驗(yàn)算那是非常有利的，所以盡可能采用淺基礎(chǔ)。

同時(shí)②層土上的①層土很薄，為堆填時(shí)間不到一年的素填土，平均厚度為1.57m，將其挖掉，正好基本符合該房屋基礎(chǔ)埋深的要求。因此：

（1）我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)把房屋的埋深等其它因素綜合考慮結(jié)果，盡量淺埋，即可可能保持②層土的厚度。

（2）②層土的上表層我們采取了換2：1砂石的處理辦法，一般采用水夯法施工換砂石，厚度為1.2m左右，要盡量做得分層夯實(shí)。這種換砂石的施工方法，可使砂石層的承載力達(dá)18T/m2的承載力。

（3）換砂石之后房屋的基礎(chǔ)我們一般采用條形基礎(chǔ)，就完全可以滿足上述房屋基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要求（包括沉降的要求）。

（4）采用樁基礎(chǔ)與換砂石條型基礎(chǔ)相比，經(jīng)過預(yù)算，樁基礎(chǔ)比條形基礎(chǔ)（按上部建筑面積計(jì)算）高140元/m2。

在一定的地基條件下，使用換砂石墊層主要有如下功用：

（1）提高淺基礎(chǔ)下地基的承載力。地基中的剪切破壞是從基礎(chǔ)底面開始的；隨著基底壓力的增大逐漸向縱深發(fā)展。因此，若以強(qiáng)度較大的砂石代替可能產(chǎn)生剪切破壞的軟弱土，就可避免地基的破壞。

（2）減少沉降量。一般基礎(chǔ)下淺層部分的沉降量在總沉降中所占的比例是比較大的。同時(shí)由于側(cè)向變形而引起的沉降，理論上也是淺層部分占的比例較大，若以密實(shí)的砂石代替了上部軟弱土層，就可以減少這部分的沉降量。由于砂石墊層對(duì)應(yīng)力的擴(kuò)散作用，作用在下臥土層上的壓力較小，這樣也會(huì)相應(yīng)減少下臥土層的沉降量。

（3）加速軟弱土層的排水固結(jié)。砂石墊層透水性大，淺層軟弱土層受壓后，砂墊層作為良好的排水面，不但可以使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散，避免地基土的塑性破壞，還可以加速砂墊層下軟弱土層的固結(jié)及其強(qiáng)度的提高。

這里我們強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，針對(duì)不同的項(xiàng)目，不同的地質(zhì)情況，我們并不反對(duì)采用樁基或其它地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。但是對(duì)于樁基礎(chǔ)，要認(rèn)真考慮的是：

（1）采用什么類別的樁？樁的種類很多。對(duì)于一些所謂的“復(fù)合型”樁基一定要慎為使用。

拆遷還房工程 （六層底框，上面五層住宅，某院設(shè)計(jì)）。2008年12月交用戶使用后每層多處墻體產(chǎn)生裂縫。專家一致認(rèn)為是由于基礎(chǔ)下沉造成。該房屋采用就是一種載體樁。已經(jīng)過去十八個(gè)月了，沉降才趨于穩(wěn)定。這種載體樁在樁端頭的載體實(shí)際為改良樁基持力層的土壤。但是在某些地質(zhì)情況下，其施工質(zhì)量很難掌控。

（2）選擇樁基要根據(jù)地質(zhì)情況認(rèn)真分析，樁基的受力類型（承載性）是端承或摩擦為主等。

（3）樁的直徑和深度（持力層的選擇），這是影響地基工程造價(jià)及工期長短的主要因素之一。例如：

前敘湖口金沙灣，新康達(dá)化工有限公司的多個(gè)多層車間原采用直徑達(dá)80cm的鉆孔灌注樁，樁長40m，因委托我公司監(jiān)理，后經(jīng)我們建議多次提出不宜采用鉆孔樁。其（天津某院）后改為直徑60cm的預(yù)應(yīng)力管樁，樁長還是40m，后經(jīng)我方再次建議改為直徑40～50cmn，樁長由40m改為20m左右。該院曾多次表示擔(dān)心樁承載力不夠。后改我公司出施工圖，工程完工已六年，到目前為止基礎(chǔ)穩(wěn)定、效果很好?；A(chǔ)節(jié)省投資近600萬元。

因此樁基選擇不當(dāng)，也會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題或者過于保守和浪費(fèi)。

任何地域或地塊，地質(zhì)情況往往是千變?nèi)f化的，而房屋功能、結(jié)構(gòu)、層次當(dāng)然也是各不相同的。我單位承擔(dān)設(shè)計(jì)的位于城西港區(qū)的柳工機(jī)械項(xiàng)目，房屋有辦公樓（高層）、車間、實(shí)驗(yàn)樓各種層次，而其巖土工程勘察報(bào)告中的②層粘性土就較薄。換砂在這里就不行了。因而我們針對(duì)不同的單項(xiàng)房屋，對(duì)其的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)采取了不同的處理方法。

（1）高層、樁下荷載較大，我們采取了樁基。

（2）而低層或多層我們采用了強(qiáng)夯的辦法，根據(jù)目前建設(shè)單位和強(qiáng)夯施工單位簽訂的合同，強(qiáng)夯造價(jià)按占地面積約30元/m2左右（單價(jià)根據(jù)設(shè)計(jì)要求有所不同）。如果地上為二層建筑，則造價(jià)15元/m2的地基處理費(fèi)用，四層則7.5元/m2，因此在經(jīng)濟(jì)上是合理、劃算的。

綜上所述，房屋建設(shè)的不同選型、不同土層結(jié)構(gòu)，房屋的不同建筑需求與建筑材料的選擇，都會(huì)影響房屋建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定，對(duì)不同建筑需求與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)別對(duì)待，充分的綜合房屋建筑的建設(shè)成本，采用最為經(jīng)濟(jì)、合理、安全、科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。

[1]宋建夏，崔自治，史耀宇.關(guān)于現(xiàn)行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范在應(yīng)用中的一些問題[J].寧夏工學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，03：53～56.

[2]陳思源.陳思源.關(guān)于教堂建筑設(shè)計(jì)的一些淺見[J].天風(fēng)，2014，07：16～17.

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2095-2066（2016）15-0158-02

2016-5-10