浅谈建筑地基基础设计

　　【摘要】本文针对基础设计中的概念设计、地质勘查报告的使用以及基础设计步骤进行说明，结合多年工作经验和工程实例，注重基础的概念设计，把概念设计融入到整个设计的全过程，有效降低成本、提高建筑安全储备。

　　【关键词】基础设计；概念设计；地勘报告

　　引言：随着经济水平的提高，人们对于建筑功能的要求也在不断提高。作为建筑物最重要部分之一的基础，要保证建筑物安全、满足使用要求。但在实际操作中，尤其对于刚步入设计师行列的毕业生们，不重视基础设计，不考虑地基-基础-上部结构的相互作用，对于各种地址情况、施工条件、周围环境不区别对待，给人民生命财产安全埋下了隐患。笔者结合自己在设计工作中的经验和发现的问题，使年轻的设计师提高设计水平，少走弯路。

　　一、概念设计

　　1.1 判断关键控制点，并确定方案

　　在基础设计中，主要的关键控制点是基础的变形。所以设计师们首先要根据上部建筑的形式，结合地质条件，施工因素影响，选择最适宜的方案。

　　例如，常见的主裙楼连体建筑，主裙楼之间的不均匀沉降是主要控制点，选取方案时，不可一味增加基础刚度来抵抗不均匀沉降。相反可以提高主楼地基刚度，弱化裙楼地基刚度。笔者曾做过内蒙古科左后旗某住宅，主楼为10层住宅，裙房为二层公建，持力层为细砂，承载力只有130Kpa。为减小不均匀沉降，主楼采用CFG桩复合地基，裙楼采用天然地基，仅选用基础方案一项，就为开发商节约了大量成本，配合主裙楼之间的后浇带使用，先施工主楼后施工裙楼的施工方法，效果很好，受到好评

　　1.2利用概念指导计算

　　PKPM、盈建科等软件的应用，大大的减少了设计师们的工作量，也限制了设计师自己的思考过程。很多年轻的设计师们不完全了解软件的计算原理，对软件的参数想当然的填写，使计算结果不准确。

　　例如，有些建筑上部结构没有采用PKPM计算，基础部分仍采用JCCAD计算，有些设计师就简单的把上部柱底内力采用【附加荷载】输入。但JCCAD中【附加荷载】只能输入恒荷载和活荷载标准值，如果上部结构为多高层，【附加荷载】就无法将水平荷载考虑在内，可能造成安全隐患。

　　二、工程地质勘查报告

　　广东海康县7层框架结构旅馆建造在淤泥质软土地基上，设计人员在无地勘报告的情况下，盲目按照100～120kPa的承载力进行设计，造成地基失稳而倒塌的严重事故。可见地勘报告在整个设计中起举足轻重的作用，是基础设计的依据与核心。对地勘报告正确、深入、全面的理解尤为重要，年轻的设计师们，面对厚厚的地勘报告，不必感到迷茫，可以从以下几个方面理解：

　　2.1 结论与建议

　　这部分内容应该是首先被翻阅的，包括持力层土质、地基承载力特征值、基础类型及基础埋深，这部分能使设计师对基础部分有了直观的初步印象。但勘察人员并不都能像设计人员一样对拟建建筑物的复杂程度、荷载分布、形变要求等条件透彻的了解。所以，在阅读完地勘报告的全部内容之后，还应结合建筑的实际情况，对结论与建议中提出的持力层选择及基础方案进行客观的分析，以此确定最优方案。

　　2.2 判断场地稳定性和适宜性

　　场地稳定性、适宜性直接影响建设项目可行性中的选址为题、地基处理造价以及整个工程的费用。地勘报告中场地稳定性、适宜性应包括以下几个方面：

　　1）场地的地震效应

　　2）地质构造对场地稳定性的影响及防治措施

　　3）不良地质作用对场地稳定性影响及防治措施

　　4）各种特殊性岩土对场地稳定性的评价及建议

　　5）地基土的均匀性评价

　　6）场地的建筑条件评价

　　2.3地下水的评价

　　地下水位对埋深大、荷载小及含地下室的建筑影响较大，在此类工程中应特别注意以下几项：

　　1）历年来的最高水位。（一般用于地下室外墙配筋计算）

　　2）抗浮水位。（一般用于计算建筑物抗浮及主楼与裙楼协同变形）。

　　3）地下水腐蚀性评价

　　若地下水具有腐蚀性，应采用耐腐蚀性原材料、加大混凝土保护层厚度、对基础表面采取防护措施、加强混凝土的养护等措施加以预防。

　　2.4持力层土质、地基承载力特征值

　　持力层土质及地基承载力特征值是地勘报告的核心部分，需要着重了解。持力层的选择不仅要满足承载力要求，更要注意变形要求。设计师应根据拟建建筑上部结构的结构形式、荷载大小、荷载分布、对变形的要求，确定适宜的持力层，并且在保证安全和舒适的前提下，尽可能浅埋以降低工程造价。

　　三、基础结构设计

　　3.1 基础的埋置深度，应按以下条件确定：

　　1）建筑物的使用用途、是否含有地下室、基础的形式和构造除岩石地基外，天然地基的箱型和筏型基础不小于建筑高度1/15；桩基（不计桩长）不小于1/18。

　　2）工程地质和水文地质条件基础的地基持力层应尽可能选择承载力高而压缩性小的土层并注意是否有软弱下卧层。有地下水存在时，基础尽量埋置于地下水位以上。

　　3）相邻建筑物的基础埋深有相邻建筑物的建筑应当注意，新基础的埋深不宜超过原有基础，否则，新老基础间应保持不小于两基础地面高差1～2倍的净距，或采用其他有效措施。

　　4）地基土冻融条件为避免反复冻胀、融陷使基础出现短时间的沉陷及多年积累导致的室内地面低于室外地面的现象，基础尽可能埋置于冻深以下。

　　5）除岩石地基外，基础埋深不宜小于0.5m

　　3.2 基础底面面积计算

　　1）对于轴心荷载作用下的基础

　　3.3地基变形验算

　　根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）规定，设计等级为甲级、乙级的建筑物，以及有规范规定需要做变形验算的丙级建筑物，均应按地基变形设计。

　　3.4 地基稳定性验算

　　对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性。验算方法可采用圆弧滑动面法。

　　结束语：

　　概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受，并将在结构设计中发挥越来越大的作用。概念设计必将成为今后结构设计的主流思想，设计师们应该重视概念设计，学习概念设计，发展概念设计，为提高结构设计水平贡献自己的力量。

　　参考文献

　　[1]建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）。中国建筑工业出版社，2012

　　[2]刘金波主编。建筑地基基础设计禁忌及实例。中国建筑工业出版社，2013

　　[3]华南理工大学 浙江大学 湖南大学 基础工程。中国建筑工业出版社，2003

　　[4]刘铮主编。结构设计快速入门。中国电力出版社，2011