建筑地基概念设计的基本内容与具体方法探讨

吴朝阳

摘 要：建筑地基是通过基础将上部结构荷载进行二次传力，将建筑物荷载传递给地基，并结合变刚度调平等手段来对承载力与地基刚度进行改变，从而确保建筑地基反力与结构各部分的沉降趋于平衡。而在建筑工程设计中应用各项地基基础与结构设计管理措施时，由于受到工艺水平的限制，导致在建筑工程地基基础与结构设计实践过程中面临的问题较多，使工程的安全性与设计质量直接受到影响。因此，当前工程设计人员必须高度重视和深入研究在建筑工程设计中，如何有效控制各项地基基础与结构设计措施的应用问题。基于此，本文主要对建筑地基基础概念设计及具体设计方式进行研究分析。

关键词：建筑地基；概念设计；具体设计方式

引言

在城市化进程持续加快的背景下，越来越多的人口涌入城市，导致城市用地的紧张。因此在城市建设发展的过程中，高层建筑成为主流，虽然其有效节约了城市用地，使人们的活动空间得到了扩展，但为保证建筑稳定性得到提升，使用寿命得到延长，保证建筑工程地基基础的设计质量，就要充分重视建筑地基基础的概念设计，为建筑物后续的施工奠定良好的基础。

1 建筑地基概念设计的基本内容与地位

1.1 建筑地基基础概念设计的内容

随着社会经济的快速发展，我国的建筑项目数量也在不断增加，地基基础作为建筑结构设计中重要的组成部分，对于提升建筑结构设计的质量具有重要的作用。在这样的背景下，建筑工程也更加重视对于建筑地基基础的概念设计。首先要明确的是，对地基基础进行概念设计，就要在对建筑地基基础进行设计的过程中，对力学、土力学、岩土性质等基本性的概念进行充分的应用，同时还要了解地质演化所具有的科学性规律以及地下水的渗流概念等。在通过对这些内容的综合性应用之后，对建筑地基基础工程的方案进行有效的设计与应用，这就被称为建筑地基基础的概念设计。与建筑结构所进行的概念设计还是存在一定差异，对建筑地基基础所进行的概念设计其根本目的是为了提升建筑的承载能力，延长建筑的使用寿命。所以在对建筑地基基础进行概念设计的过程中，必须要对各方面的概念进行综合性的应用。

1.2 建筑地基概念设计的重要地位

在对建筑进行基础设计的过程中，首要考虑也是最为重要的则是对于地基基础的有效设计，这也是因为建筑结构设计的重要环节就是对于建筑地基基础的设计。并且由于建筑基础是在埋置地下的，因此其周围复杂的地质环境会对其造成直接的影响，同时若建筑所在地存在比较活跃的地下水资源，同样也会影响建筑基础的设计施工及后期的使用情况。这也导致建筑地基基础的设计难度较大且计算繁琐。但是需要明确的是，有数据结果表明，在建筑整体的土建造价中，一般地基基础的造价约占整体土建造价的 20%左右，这也间接的表明了建筑基础在整体结构设计中的重要地位。而对于一些建筑物而言，其基礎埋置非常深并且地质条件复杂，这就需要对其地基进行特殊的处理，从而保证其持力层承载力的提升。这种情况下，地基基础工程所占的造价比例会更高。所以说，对于建筑的整体设计及施工而言，地基基础造价占据了建筑整体造价极大的比重。这就要求设计人员在对建筑地基基础进行设计的过程中，对其地质环境进行仔细的研究，并对多种基础方案进行比较，在充分考虑经济性和合理性的前提下，选择最为合适的基础设计方案，在保证其造价成本降低的同时，提高建筑地基基础的设计质量。

2 建筑地基基础设计的具体方法

2.1 详细勘探地基信息设计具体方案

在对建筑地基基础进行设计的过程中，设计师要充分明确，在建筑地基周边的岩石以及土质本体都是经过长期的自然沉淀与演变过程所形成的，因此其每个区域的土质特征都是不同的，并存在极大的差别。因此，在进行基础设计前，就要对建筑基础周边的土质进行详细的检验及勘测，然后根据相应的勘测报告，选择合适的基础持力层，进行建筑基础的具体设计，保证其具有鲜明的针对性与良好的合理性。不宜选择两种性质截然不同土质作为同一结构单元的基础持力层，性质不同土质可能会造成建筑物的不均匀沉降，使建筑物出现墙体开裂，整体倾斜，甚至倒塌。若地基的承载力不能够满足基础设计的要求，还要通过其他方法对地基进行加固，确保地基具有足够的承载力。

2.2 充分重视沉降缝及其他相关问题

首先，要注意沉降缝的相关问题。由于地基出现不均匀的沉降会导致上部建筑出现墙体及框架梁、柱开裂等情况，所以就需要考虑沉降缝的设计，也就是沉降缝。这是由于建筑物的层数差别较大，或基础形式不同等原因，造成建筑物出现沉降差，若不能进行有效的处理，则建筑物就会存在不均匀沉降的现象，造成建筑物开裂或错动。而想要使此问题得到有效的解决，就必须要对建筑物设置沉降缝。但当前实际的应用过程中，很多建筑物并不适合设置沉降缝。其主要原因是沉降缝的应用不能保证建筑的安全性及整体性，同时其会影响建筑后期的使用与维护。因此，设计师更多的选择设置沉降后浇带，一种为了减少基础之间的差异沉降对基础及上部结构的影响而设置的施工后期进行混凝土浇筑的施工预留带。高层建筑和裙房的结构及基础设计成整体，但在施工时用沉降后浇带把两部分暂时断开，在主体结构施工完毕，且建筑物已完成 50%以上沉降量以后，再用高一等级的混凝土浇筑连接部位，将高低层连成整体。在进行基础设计时应考虑两个阶段不同的受力状态，分别进行荷载校核。连成整体后的计算应当考虑后期沉降差引起的附加内力。

其次，则要重视地基土与结构的相关问题。要将高层建筑及其基础与地基看作整体，在满足其接触部位所具有的变形协调条件的基础上，促使建筑物地基基础质量的提升。

再者，要关注地下室的底板受力问题。通常在对高层建筑进行设计的情况下，要考虑地下室的相关设计。所以在对有地下室的建筑地基基础进行设计的过程中，则要充分考虑其底板的相关受力问题。具体可根据地下室的使用用途，考虑机动车和非机动车库活荷载，消防水池水自重，消防泵房设备自重，人防地库的人防荷载及发电机房、储油库的荷载。

2.3 较常使用的加固方式

首先是换填土的加固方法。只有当其土质不能满足建筑对于承载力的实际要求时，才需要进行换填土加固。而在对换填土加固方式进行应用的过程中，通常要使用置换的方式进行相关操作，使用换填土将原本基础范围内的土进行替换。其次是排水挤密的加固方法。当软土地基的含水量较高时，就需要使用排水挤密加固法。通过排水吸水的方法，提升土体的密度与强度，使土体固结，从而促使其地基承载力的提升。此外，还可以在需要人工填土的路堤及挡墙的设计中应用加筋加固法，这就需要对合成性的材料进行应用，也可以使用碎石桩等对边坡进行加固，提升软土地基的承载力，使建筑的地基具有良好的稳定性与安全性。

3 结语

综上所述，建筑地基基础概念设计具有较强的复杂性，是一项系统性的工程，这就要求结构工程师在对其进行设计的过程中，能够明确建筑地基基础设计的相关要求，并在设计的过程中通过经验的总结与有效的创新，保证其设计效果的有效提升，满足社会对于建筑的实际需求。这不仅是因为地基基础的质量会直接影响建筑工程的整体质量，还由于其对于项目的投资效益有着重要影响，所以必须要对其充分重视。

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