土木工程建设中地基基础设计问题分析

　　一、前言

 

　　随着国家经济的不断向前发展，我国的建筑行业发展也十分的迅速，各种土木工程被不断建设。土木工程不仅仅促进了经济的发展，还满足了人们的生活需求，但是其也面临着诸多的问题。

 

　　二、地基基础分类

 

　　1.按照性能划分。（1）无筋扩展基础。基础可以承受竖向的荷载，且自身的抗压强度比抗拉强和抗剪强度大，却不可以接受因弯曲变形而形成的拉应力和剪应力。（2）柔性基础。与无筋扩展基础相比，柔性基础有着较强的抗压强度，也可以接受较大的竖向荷载，并且能够承受因弯曲变形而形成的拉应力和剪应力，所以在一定程度上，它可以抵抗住不均匀的沉降。

 

　　2.按照基础构造和形成分

 

　　（1）墙下条形基础。它包括两种，一种是刚性，另一种是柔性。刚性调基根据自身的特性，适合在荷载均匀的均质地基使用。而柔性调基与刚性调基相反，它不用受刚性角的限制，且有着一定不均匀沉降的抵抗能力。在实际生活中，当上部荷载力大，而地基承荷载力小的时候，能够采取增加基础宽度的手段来降低基底单位面积的荷载。（2）单独基础。一般情况下，独立基础常用于厂房柱基或是民用框架结构基础中，且在承载力较大的均质地基中也适用。独立基础包括墩式基础、壳体基础和杯形基础三大类。（3）连续基础。扩大基础面积变成柱列或柱网下的条形基础或是连续的设置成建筑物下的筏板基础等，从而极大限度的满足地基承载力的要求，统称为连续基础。

 

　　3.按照基础的作用和施工方法划分

 

　　（1）低下连续墙基础。它可以将上部结构荷载当做基础使用，还能承受低下连续墙，不过在施工时要配有专用机械才能进行。（2）沉井基础。施工时采取沉井的方法，等到施工完成以后，就可以将沉井当做基础使用。（3）桩基础。采用各种施工方法，比如钻、挖等手段，而逐渐形成的灌注桩基础和预制桩基础。

 

　　三、土木工程建设中地基基础设计的要点

 

　　1.地基基础设计。由设计单位提出具体要求，经过勘察单位进行现场的水文地质勘察，提供施工现场范围内的地质报告，并对土层地质构造进行分析论证。切不能以相邻建筑物的勘察资料做为建筑的勘察依据。对于土质较软的地基，应进行地基加固处理，以防地基因土质问题而变形。并且不能依靠大型基础断面来承担地基上部结构的荷载，因为基础再大，相对于上部结构还是较柔的。结构工程师需根据有关规范分别提供用于地基承载力验算和变形验算的荷载值，根据建筑物荷载差异的大小、建筑物之间的联系方式、施工顺序等按有关规范和经验对地基变形允许值的合理进行提出设计要求。所以地基处理要与基础选型结合起来进行设计。

 

　　2.地基选型上应充分考虑建筑整体的布局、结构荷载、抗震性和现场的实际情况，加强上部结构的刚度和强度，以增加建设中对地基不均匀变形的适应能力。要将地基和建筑结构作为一个整体进行设计。地基基础设计形式要与上部结构相适应、相吻合、相协调，每个部分不仅是独立的，也是相互作用的，这可使每个部位都能发挥出应有的作用和共同作用。

 

　　3.地基基础设计过程中要充分参考邻近建筑物的资料，根据邻近建筑物的勘察资料，分析对待建筑物的干扰。新建筑建成后，邻近建筑物对地基基础产生的影响和后果，即是否影响新建建筑物的地基变形，是否影响新建建筑物功能上的使用，是否影响新建建筑物的整体布局和施工进度等到。

 

　　4.施工队伍的施工经验和技术水平也决定着地基基础建设的好坏，只有考虑到这些客观条件，提出符合实际情况的设计方案，才可以快速、有效、安全的进行土木工程建设的地基施工。

 

　　四、土木工程建筑结构基础设计中存在的一些问题

 

　　1、地基基础设计中的地基土与结构共同作用的问题分析。共同作用是指高层建筑与地基基础的共同作用，即是把高层建筑、基础和地基三者看成一个整体，并且满足地基、基础与上部结构三者在接触部位的变形协调条件。而地基基础的共同作用是指地基土与基础共同承担上部结构的荷载。地基与基础之间的荷载分担比例是根据基础的变形协调条件确定的。由此可以看出用沉降控制来设计地基基础正是地基基础共同作用的具体运用，地基处理或基础加固就是以基础沉陷量大小的控制要求，来确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度。影响地基土与基础的荷载分担比例的因素主要有：基础刚度的大小、地基土的土性、基础形式等。

 

　　2、片筏基础底板不应悬挑过大。在地基础设计中，在采用条形基础不能满足地基的允许承载力时，通常设计成片筏基础。对于片筏基础的悬臂最好设置在建筑物的宽度方向。有时碰到的地基强度不足，往往把片筏基础底板沿外墙轴线向外悬挑，这种只为满足地基强度的作法是不妥的，特别房屋的山墙和外纵墙相交转角的地方，纵横两个方向都有较宽的悬臂板挑出，此板的刚度远小于其它部位，致使悬臂板变形过大，再加上建筑物地基基础不均匀沉降等因素，易造成转角处邻近纵墙的墙体强度受到削弱，使其底层的窗台下产生严重的开裂现象，直接影响建筑物的质量和使用。如果未能满足上述要求时，一般可适当加深筏基的埋置深度，在上面加铺预制板，将板底架空，以减少地基基础自重，做补偿式基础；或用短桩加固地基，考虑土与桩体的共同作用。当短桩支撑在下部的砂质粉土、粉砂土上时，效果更为显著。

 

　　3、桩端持力层最小深度的问题。应选择比较硬上层或者岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不应小于2d（d为桩径）；砂土及强风化软质岩不应小于1.5d；对于碎石土和强风化硬质岩不应小于1d并且不小于0.5m。在桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面进入岩层的深度不应小于0.5m，嵌入灰岩或未风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少，但不应小于0.2m。当场地有液化土层时，桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层，进入深度应由计算确定，对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土不应小于0.5m，对其他非岩石土不应小于1.5m。当场地有季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性计算确定，其深度不应小于4倍桩径。

 

　　4、关于软弱地基基础设计。局部软弱的地基基础设计，在采用不同的处理方式时应满足地基承载力和土层不发生整体破坏的前提下，控制好基础的沉降量，来满足使用要求和地基规范允许的沉降量以做到经济合理。在改变地基条件的情况下，还需配合改变基础的设计，通常情况下，变更地基基础的尺寸，可以有效地调整基底附加压力的分布及大小从而改变地基变形值。基底附加压力相同时地基的变形是随着基底尺寸的增大而增大，而在确定的荷载下如增大基底面积，将会减小地基的变形量。当然在验算地基变形调整基底尺寸时还要考虑其它因素的影响。在软弱粘性土中使用卵石桩可以提高地基的承载力，加速固结沉降，改善地基的整体稳定性。有关软弱土地基，处理的方式方法也有多种，同样又受各种诸多因素的影响很难用一种固定模式确定某种处理形式好，因此在场地条件不同的情况下，须经过分析研究再做决定。

 

　　五、结语

 

　　在进行土木工程的建设施工时，地基基础的施工对于整个工程来说起着主导性作用，将直接影响建筑的结构安全。因此，在进行土木工程施工之间应当进行合理的地基基础设计。

 

　　参考文献：

 

　　[1]丰燕，邹存宇，孙佳奇.地基基础事故分析与预防[J].才智.2011（07）

 

　　[2]陈千祥.探悉地基基础工程的处理分析措施[J].山西建筑.2010（05）