地基基础建筑设计

1做好地基及基础的设计

岩石和土壤的形成在其整个历史的存在，已经经受住了各种复杂的地质过程，因而具有复杂的结构和应力场的环境。不同类型的岩土性质往往是非常不同的，其区域的性质和强烈的个性。中国幅员辽阔，气候多样，各种特殊地质条件，例如：黄土，粘土，软土，红粘土，冻土等，特别是岩土地震作用将意味着很大的变化，如断层、液化。工程实践表明，岩土工程是一个非常实用的科学，还有许多未知的领域，需要深化研究的领域也很多。

有鉴于此，地基基础设计人员不可以认为有地质工程报告，规范的依据取得了数据。有了这些依据还远远不够，我们也需要一个强有力的理论基础和善于思辨能力，更加重视实际知识来源于实践。地基基础的设计方案不是唯一的，将各种地基及基础的处理方法和当地的实际、实践经验相结合,以获得一个更理想的解决方案。根据作者的工作经验，仅仅通过该方案建议地质报告提供的数据未必是合理的。由于许多地质报告，数据与实地描述不匹配，缺少实际地下水数据，结果报告不完整，图表数据混乱，数据是不真实的，关键问题交代不清的现象频繁出现，甚至出现欺诈行为。因此必须认真仔细分析，注重所提供的各项物理力学指标的正确性，注意所建议的地基基础方案的合理性及可行性是极其重要的。

以下两个例子可说明这一观点。某某住宅项目，单层均为11至15短肢剪力墙结构层的小高层建筑。地质报告建议采用大直径孔桩基础，桩承载的风化花岗岩层，但仔细分析后发现，现场水位较高，因此具有较高的人工挖孔桩降水的成本，且因户型原因也不易布桩。另外,挖桩需要穿越3m左右的卵石层。原建筑方案各单体仅设置半地下室,经分析,若增加一层地下室,不但可以保证基础埋深要求,而且可以将基础坐落于卵石层上,卵石层fak=260kpa E0=22Mpa。最后该项目采用了本方案,不但施工方便,而且取得了较好的经济效果。

某某工程，地质层报告给出的各层土的土壤承载力和实际开挖目测效果相差甚远，重新化验结果显示，承载力取低近一倍。这也显示了基础设计的另一个方面，必须有一流的岩土工程勘察，设计的调查试点，但也可以在基础设计消除事故发生前。

2应重视地基沉降计算的范围与要求

地基设计，包括强度设计和沉降计算两部分组成，地基的设计强度在不同条件下的设计强度可以提高和降低使用，但沉降值不低于地基沉降的允许值结算价值，这是一个非常重要的原则。根据合理基础设计计算与结算或测试结果来验证。沉降很小,可以不进行验算,例如端承桩基础, 及规范中给出的根据上部结构、地基土层分布形式、地基承载力等参数确定的只做强度设计的地基。另一种是对沉降没有严格要求的地基，例如一般路堤和砂石料等松散原料堆场地基等。

对深软土路基的建设来说，解决和差异沉降量控制是非常重要的。软基础施工事故发生的沉降或不均匀沉降过度，特别是不均匀沉降对建筑物造成的破坏最大。某工程深厚软粘土，厂房部分是一个独立的桩基，靠近客厅与框架结构，钢筋混凝土条形基础。设计时有意放大,没有做沉降验算,并以为没有问题,实际使用一年后,生活间明显下沉,，达到15厘米，而该工厂是几乎没有下陷，严重影响了使用功能。深软土沉降与工程投资是紧密相关的，需要增加投资，以减低结算，因此，解决合理控制是至关重要的。控制沉降的目的是确保安全，可靠，节省投资。因此，软土地基沉降检查是必要的，甚至比强度设计也重要。另外,相邻基础地基承载力变化大,有软弱下卧层的地基等等必须验算沉降。沉降计算中应注意以下几点。

(1)计算沉降的荷载只考虑静荷载及准永久荷载,而不考虑风荷载、吊车吊重,地震等瞬间荷载。所以计算地基承载力与计算沉降的荷载组合不同,这一区别规范中有明确规定,但在设计中却往往被忽视。

(2)注意对计算沉降点的地质资料分析,更要注意分析土层分布不均匀性及地下水位变化对地基差异沉降带来的影响。

(3)沉降计算中应力值只采用附加应力值,而自重应力随深度随深度增大自然形成的变形已经形成,不产生新的沉降量。

3 应充分考虑复合地基中褥垫的作用

随着地基处理技术的发展,复合地基技术作为加固地基的一种方法得到越来越多的应用。复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强或被置换。加固区是由基体(桩间土),增强体(桩)两部分组成的人工地基。复合地基中桩体和桩间土是共同承担荷载的。复合地基可分为三种:散状材料复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。实践证明,在桩和桩间土顶部加一层砂性土褥垫可充分发挥桩间土的作用,使桩间土的承载力大大提高,避免了由于不考虑桩间土承载力而造成的大量浪费。

(1)保证了桩土共同承担荷载。由于桩的弹性模量远远高于桩间土,桩产生的沉降量比桩间土小,褥垫在压密过程中使用桩刺入垫层,将上部总荷载传到桩和桩间土上,此时桩间土承载力超前发挥而桩的承载力发挥滞后。

(2)一定厚度的褥垫可调整桩、土荷载的分担比。当垫层厚度大于等于1000mm时,即可保证桩间土承载力超前发挥,同时减少桩顶面的应力集中,使基础底面反力分布更均匀些。

(3)垫层厚度调整可使桩,土水平荷载分布比变化。当垫层厚度较大时,作用在桩顶和桩间土表面的应力相差不大,基础与褥垫材料之间的摩擦系数一般为0.25～0.45,故此天然地基抵抗水平力的能力增强因此褥垫作用对刚、柔性复合地基具有普遍意义,对节省工程投资有显著的效果。

4加强高程控制，防止基底超高

基底防水及其保护层施工中的柱高控制是十分重要的，经常因工作疏忽而出问题。有防水要求的地下室，多设计外水，即在基础底板下敷设防水层，即：基础垫层—找平层—防水层—防水保护层—基础底板。在土方开挖时，施工单位应根据找平层、防水层和防水保护层的做法控制槽底标高，验槽时请监理工程师计算复核。施工中如果忽略了上述三层厚度，就会造成防水保护层完成后基础底板标高超高，这种情况下其超高幅度一般在60mm左右（找平层15～20mm,防水层5～10mm,保护层30～40mm）。一旦出现上述问题后常用的处理方法就是进行设计变更，即调整地下室地面做法，减少其厚度；加强地下室顶板模板平整度的质量控制等，板底不再抹灰；提高±0.000标高等。

综上所述,地基基础的设计,是建筑物安全可靠、经济合理的关键,因此必须给予足够的重视。岩石工程报告非常重要,因而没有初勘报告,不交付初步设计文件,没有详细勘察报告,不交付基础施工图是必须遵守的原则。总之，施工单位应根据工程实际情况，编制好合理的施工方案，做好事前控制，防患于未然。施工过程加强事中控制，善于发现问题和解决问题，避免返工和整修，力争做出一个优质工程。