建筑地基概念設計的基本內容與具體方法探討

吳朝陽

摘 要：建筑地基是通過基礎將上部結構荷載進行二次傳力，將建筑物荷載傳遞給地基，并結合變剛度調平等手段來對承載力與地基剛度進行改變，從而確保建筑地基反力與結構各部分的沉降趨于平衡。而在建筑工程設計中應用各項地基基礎與結構設計管理措施時，由于受到工藝水平的限制，導致在建筑工程地基基礎與結構設計實踐過程中面臨的問題較多，使工程的安全性與設計質量直接受到影響。因此，當前工程設計人員必須高度重視和深入研究在建筑工程設計中，如何有效控制各項地基基礎與結構設計措施的應用問題。基于此，本文主要對建筑地基基礎概念設計及具體設計方式進行研究分析。

關鍵詞：建筑地基；概念設計；具體設計方式

引言

在城市化進程持續加快的背景下，越來越多的人口涌入城市，導致城市用地的緊張。因此在城市建設發展的過程中，高層建筑成為主流，雖然其有效節約了城市用地，使人們的活動空間得到了擴展，但為保證建筑穩定性得到提升，使用壽命得到延長，保證建筑工程地基基礎的設計質量，就要充分重視建筑地基基礎的概念設計，為建筑物后續的施工奠定良好的基礎。

1 建筑地基概念設計的基本內容與地位

1.1 建筑地基基礎概念設計的內容

隨著社會經濟的快速發展，我國的建筑項目數量也在不斷增加，地基基礎作為建筑結構設計中重要的組成部分，對于提升建筑結構設計的質量具有重要的作用。在這樣的背景下，建筑工程也更加重視對于建筑地基基礎的概念設計。首先要明確的是，對地基基礎進行概念設計，就要在對建筑地基基礎進行設計的過程中，對力學、土力學、巖土性質等基本性的概念進行充分的應用，同時還要了解地質演化所具有的科學性規律以及地下水的滲流概念等。在通過對這些內容的綜合性應用之后，對建筑地基基礎工程的方案進行有效的設計與應用，這就被稱為建筑地基基礎的概念設計。與建筑結構所進行的概念設計還是存在一定差異，對建筑地基基礎所進行的概念設計其根本目的是為了提升建筑的承載能力，延長建筑的使用壽命。所以在對建筑地基基礎進行概念設計的過程中，必須要對各方面的概念進行綜合性的應用。

1.2 建筑地基概念設計的重要地位

在對建筑進行基礎設計的過程中，首要考慮也是最為重要的則是對于地基基礎的有效設計，這也是因為建筑結構設計的重要環節就是對于建筑地基基礎的設計。并且由于建筑基礎是在埋置地下的，因此其周圍復雜的地質環境會對其造成直接的影響，同時若建筑所在地存在比較活躍的地下水資源，同樣也會影響建筑基礎的設計施工及后期的使用情況。這也導致建筑地基基礎的設計難度較大且計算繁瑣。但是需要明確的是，有數據結果表明，在建筑整體的土建造價中，一般地基基礎的造價約占整體土建造價的 20%左右，這也間接的表明了建筑基礎在整體結構設計中的重要地位。而對于一些建筑物而言，其基礎埋置非常深并且地質條件復雜，這就需要對其地基進行特殊的處理，從而保證其持力層承載力的提升。這種情況下，地基基礎工程所占的造價比例會更高。所以說，對于建筑的整體設計及施工而言，地基基礎造價占據了建筑整體造價極大的比重。這就要求設計人員在對建筑地基基礎進行設計的過程中，對其地質環境進行仔細的研究，并對多種基礎方案進行比較，在充分考慮經濟性和合理性的前提下，選擇最為合適的基礎設計方案，在保證其造價成本降低的同時，提高建筑地基基礎的設計質量。

2 建筑地基基礎設計的具體方法

2.1 詳細勘探地基信息設計具體方案

在對建筑地基基礎進行設計的過程中，設計師要充分明確，在建筑地基周邊的巖石以及土質本體都是經過長期的自然沉淀與演變過程所形成的，因此其每個區域的土質特征都是不同的，并存在極大的差別。因此，在進行基礎設計前，就要對建筑基礎周邊的土質進行詳細的檢驗及勘測，然后根據相應的勘測報告，選擇合適的基礎持力層，進行建筑基礎的具體設計，保證其具有鮮明的針對性與良好的合理性。不宜選擇兩種性質截然不同土質作為同一結構單元的基礎持力層，性質不同土質可能會造成建筑物的不均勻沉降，使建筑物出現墻體開裂，整體傾斜，甚至倒塌。若地基的承載力不能夠滿足基礎設計的要求，還要通過其他方法對地基進行加固，確保地基具有足夠的承載力。

2.2 充分重視沉降縫及其他相關問題

首先，要注意沉降縫的相關問題。由于地基出現不均勻的沉降會導致上部建筑出現墻體及框架梁、柱開裂等情況，所以就需要考慮沉降縫的設計，也就是沉降縫。這是由于建筑物的層數差別較大，或基礎形式不同等原因，造成建筑物出現沉降差，若不能進行有效的處理，則建筑物就會存在不均勻沉降的現象，造成建筑物開裂或錯動。而想要使此問題得到有效的解決，就必須要對建筑物設置沉降縫。但當前實際的應用過程中，很多建筑物并不適合設置沉降縫。其主要原因是沉降縫的應用不能保證建筑的安全性及整體性，同時其會影響建筑后期的使用與維護。因此，設計師更多的選擇設置沉降后澆帶，一種為了減少基礎之間的差異沉降對基礎及上部結構的影響而設置的施工后期進行混凝土澆筑的施工預留帶。高層建筑和裙房的結構及基礎設計成整體，但在施工時用沉降后澆帶把兩部分暫時斷開，在主體結構施工完畢，且建筑物已完成 50%以上沉降量以后，再用高一等級的混凝土澆筑連接部位，將高低層連成整體。在進行基礎設計時應考慮兩個階段不同的受力狀態，分別進行荷載校核。連成整體后的計算應當考慮后期沉降差引起的附加內力。

其次，則要重視地基土與結構的相關問題。要將高層建筑及其基礎與地基看作整體，在滿足其接觸部位所具有的變形協調條件的基礎上，促使建筑物地基基礎質量的提升。

再者，要關注地下室的底板受力問題。通常在對高層建筑進行設計的情況下，要考慮地下室的相關設計。所以在對有地下室的建筑地基基礎進行設計的過程中，則要充分考慮其底板的相關受力問題。具體可根據地下室的使用用途，考慮機動車和非機動車庫活荷載，消防水池水自重，消防泵房設備自重，人防地庫的人防荷載及發電機房、儲油庫的荷載。

2.3 較常使用的加固方式

首先是換填土的加固方法。只有當其土質不能滿足建筑對于承載力的實際要求時，才需要進行換填土加固。而在對換填土加固方式進行應用的過程中，通常要使用置換的方式進行相關操作，使用換填土將原本基礎范圍內的土進行替換。其次是排水擠密的加固方法。當軟土地基的含水量較高時，就需要使用排水擠密加固法。通過排水吸水的方法，提升土體的密度與強度，使土體固結，從而促使其地基承載力的提升。此外，還可以在需要人工填土的路堤及擋墻的設計中應用加筋加固法，這就需要對合成性的材料進行應用，也可以使用碎石樁等對邊坡進行加固，提升軟土地基的承載力，使建筑的地基具有良好的穩定性與安全性。

3 結語

綜上所述，建筑地基基礎概念設計具有較強的復雜性，是一項系統性的工程，這就要求結構工程師在對其進行設計的過程中，能夠明確建筑地基基礎設計的相關要求，并在設計的過程中通過經驗的總結與有效的創新，保證其設計效果的有效提升，滿足社會對于建筑的實際需求。這不僅是因為地基基礎的質量會直接影響建筑工程的整體質量，還由于其對于項目的投資效益有著重要影響，所以必須要對其充分重視。

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