淺談強化基礎選型對房屋建筑結構設計優化方法的作用

劉靜嬋

廣州南方建筑設計研究院 廣東 廣州 510000

引言

隨著房屋建筑結構逐漸向著高度、多功能等方面發展，房屋建筑結構的工程難度逐漸增加，對于基礎部分的承載能力有著更高的要求，對于沉降、傾斜、穩定性等方面的控制更加嚴格。在房屋建筑結構基礎設計過程中，一定要科學合理地進行選型，要對所在區域地質報告中數據進行分析、總結，充分掌握影響房屋建筑結構基礎設計的核心要素，了解影響基礎設計的關鍵內容，采取針對性措施提升基礎設計水平，保障基礎設計的安全性和穩定性，進而提升民房建筑結構的使用年限。基礎設計過程中，地基本身的承載能力應能充分被利用，所以，選擇合理的基礎形式，才能在滿足建筑物安全的基礎上降低造價。

1 選擇基礎形式的影響因素

1.1 工程地質及水文情況

根據勘察報告中的地形地貌、持力層承載力、是否有軟弱下臥層、地下水位高低、是否需要抗浮等因素。

1.2 上部結構特點

荷載大小、使用功能、建筑層數等，也會影響基礎的埋深、基底面積，沉降、穩定性等。

1.3 場地施工條件

考慮工程所在地施工單位所具備的機械設備是否滿足當地施工條件，施工經驗是否充足。施工場地周圍環境，工期要求和投資造價等是否合理[1]。

2 基礎選型的必要性

為保證建筑工程安全穩定，設計人員需重視建筑結構設計質量。在開展設計前，需詳細分析項目場地的地質條件，水文條件可以滿足建筑物的功能方面的需求，對建筑物的地基進行合理的設計，使建筑物在安全性與穩定性方面可以得到保證。大型建筑物的內部結構設計更加復雜且難以設計。為了保證建筑結構的設計質量，設計人員必須根據地質調查報告中的地質調查數據信息進行建筑結構的設計工作，以保證建筑結構設計方案的科學性與可行性。為保證建筑工程施工工作可順利進行，還應該對建筑結構的設計方案進行優化[2]。

3 建筑結構地基基礎設計優化措施分析

3.1 做好房屋建筑現場勘察設計工作

為確保房屋結構質量，設計人員需要充分做好現場調研。從實際情況出發，掌握項目現場的地質資料、水文資料、環境資料，取得地質報告中的相關地質數據，做好整體結構設計，注重基礎的選型及受力計算，重點做好基礎設計工作，使房屋的結構設計的與項目現場地質狀況相符，更加科學化、規范化，提高房屋整體結構安全性、穩定性[3]。

3.2 合理設計房屋建筑上部結構

房屋建筑物上部結構的剛度和質量分布會對基礎設計造成較大影響，所以，為了進一步提升基礎設計的有效性，要提升建筑物上部結構設計的合理性。對于建筑物的上部結構來說，屋面部分是非常重要的內容之一，很多建筑屋面采取的是斜坡結構形式，此種結構形式主要包括折板式、梁板式等。這兩種結構類型都屬于偏心受拉構件，其中折板式結構更多應用在平面不夠規則、建筑板跨度較大的屋頂結構，而梁板式結構則更多應用在屋面坡度相對復雜的屋面結構中。選擇具體結構類型時，要參照房屋具體結構來進行，確保結構的合理性，能為基礎設計打下良好基礎。

3.3 保證建筑結構設計科學性

結合當前房屋建筑地基基礎結構設計現狀，設計人員要認真分析建筑工程結構特點，了解建筑結構的基本形態，在滿足房屋建筑地基基礎結構承載力的要求下，不斷提升地基基礎結構的可靠性。設計人員還要準確地計算地基基礎壓力值，并對最終的計算數據進行驗算，進一步提高建筑結構設計的合理性。建筑物或者建筑物的地基發生大規模沉降或者傾斜時，施工單位應當立即停止施工，測量人員和設計人員應當進行多角度分析，制定完善的解決方案，不斷提高建筑物地基結構的安全性[4]。

4 案例分析

4.1 工程概況

本項目用地位于廣西南寧市。總用地面積：53410m2。

4.2 各樁型承載力計算

根據地質勘察報告，提供以下幾種樁基礎承載力結果進行對比：第一，PHC管樁。取500徑PHC管樁單樁承載力1600kN，樁長22～25m。由于存在較厚的圓礫層，用PHC管樁需考慮作引孔處理。第二，旋挖鉆孔灌注樁。取800徑旋挖鉆孔管樁單樁承載力為3100kN，樁長26～31m。第三，長螺旋鉆孔壓灌樁。取800徑長螺旋鉆孔壓灌樁承載力為3500kN，樁長26～31m。第四，CFG地基處理。取500CFG樁（1.5×1.5正三角形布樁）處理后地基承載力550kpa，樁長14～19m。

4.3 以其中一棟樓為例各樁型造價對比

表1

根據上表對比，采用CFG樁基礎工程造價可大大降低，但需確保此樁型能穿越圓礫層。

4.4 基礎選型

該場地土層為粉土和圓礫連續布置，圓礫下為泥巖，土層布置較簡單，地勘報告未見有孤石揭露情況，鉆孔20m左右開始揭露有泥巖，管樁主要采用端承樁，灌注樁采用嵌巖樁。但由于存在較厚的圓礫層，靜壓樁不能穿越，需作引孔處理。PHC管樁壓入后7天就可進行靜壓試樁，灌注樁和CFG樁需28天混凝土強化齡期，PHC管樁檢測時間短；CFG樁為各種樁型中造價最低，而且施工周期快，節省時間，建議采用[5]。

表2 各樁型優缺點對比

5 結束語

基礎工程對整個項目造價以及工期影響甚大，所以前期階段的基礎選型是關鍵，必須對比各種基礎方案，從多種實際使用情況分析，合理規避其缺點，充分發揮其成本低、施工速度快的優點，重視工程經驗的積累，選出最佳方案，才能達到節省造價和縮短工程周期的目的。