建筑工程常用的地基基礎與樁基設計探究

梁瑞宏

（太原市建筑設計研究院，山西 太原 030000）

隨著我國城市化建設進程的飛速發展，建筑行業突飛猛進，帶動了國民經濟的進步與發展。在建筑工程的建設過程中，地基基礎和樁基設計是關鍵內容，決定著建筑的穩定性。論文對建筑工程的常用地基基礎和樁基設計中的相關問題進行研究，希望對促進建筑結構施工的順利開展，保證地基和樁基的穩定性和安全性，提高建筑結構工程的質量有借鑒意義［1］。

1 建筑工程地基基礎和樁基基礎的地位

在建筑工程中，地基基礎是工程的基礎，施工效果會直接影響工程穩定性，需要施工單位高度重視。地基在建筑結構中負責承擔建筑整體重量以及傳重壓力。尤其是高層建筑，自重壓力大，在后續使用過程中，如果不能分流受力，容易導致建筑傾斜甚至倒塌的事故。在施工期間需要加強對地基的管理，為后續施工奠定良好的基礎。一般情況下，地基施工可以分為人工地基和天然地基。人工地基施工成本高，施工周期長。天然地基主要是具備巖石結構的地區，在施工期間，不需要進行加固施工，巖石強度基本滿足分流實力需求。但是，由于作業面積小，往往還需要利用人工地基施工進行加固處理。樁基礎在建筑施工中也十分重要，需要在施工范圍內找到最佳成樁位置。在樁孔內填充合適比例的拌和材料，從而起到加固建筑結構的作用。在樁基結構中，主要包括承臺結構和基礎樁結構。基礎樁結構常見于固定成樁結構，承臺結構穩定機械，改善成樁質量。在施工區域進行樁基礎施工能夠優化土壤結構，讓土壤結構達到設計強度標準，從而提高建筑結構綜合性能。如今我國土地可用面積不斷縮減，建筑工程高度逐漸上升。很多建筑工程需要在復雜的環境中施工，對施工技術和質量控制提出了更高的要求。應用樁基礎施工能夠改善基礎作業環境，達到施工要求［2］。如軟土地基施工，采取樁基礎施工，能夠顯著提高基礎結構強度，推動建筑施工順利進行。

2 建筑工程常用的地基基礎種類

建筑工程常用的基礎類型包括樁基礎、獨立基礎、鋼筋混凝土筏板基礎、條形地基基礎等，在實際工程項目中，應根據工程所在地的地質情況以及建筑的荷載情況合理選擇基礎類型。以下對分別樁基礎、獨立基礎、鋼筋混凝土筏板基礎和條形地基基礎進行簡要介紹。

2.1 樁基礎

樁基礎應用分以下幾種情況：1）當建筑工程的上部結構需要較強的承載能力，但是地基上部土層較軟，下部分布有能夠當作樁端持力層的堅實土層的情況下；2）當地基承載力較強，但是建筑對沉降量有較高的要求的情況下也可以應用樁基礎；3）當天然地基的沉降量過大，難以進行處理并且難以符合建筑物澆筑要求時，可以應用樁基礎；4）在施工環境較差，土層松軟并且較薄時可以應用樁基礎，通過鉆孔灌注短樁的方法來實現。

2.2 獨立基礎

柱下基礎一般都是采用剛性或者柔性的獨立基礎。為了減少成本支出，基礎樁距較大時，一般采用獨立基礎。建筑單位可以根據實際情況采用拉梁適當拉結的方式，提升建筑工程的穩定性和整體性，提高地基的抗變形性能和抗震性能，保證建筑的安全性，減少安全隱患。獨立基礎一般還會被應用在高層建筑中，當高層建筑的上部結構為框架體系時，地基的承載性能較好，地基變形較小，整體建筑的荷載和柱網的分布情況整體較為均勻，可采用獨立基礎。需要注意的是，建設單位需要從橫縱2個方向進行拉梁的連接。施工時注意應根據實際情況對拉梁的斷面進行選擇，保證距離的科學性，實現建筑的穩定性。

2.3 鋼筋混凝土筏板基礎

鋼筋混凝土筏板基礎的適用范圍較小，只適用于少數特殊情況下。建筑地基的土質不均勻時，地基承受力較弱，而建筑上部結構的荷載力大，通過十字交叉基礎的應用，相鄰基礎之間的距離和縫隙會變小，使很多基礎底面出現覆蓋重疊的問題，難以滿足基礎底面積的實際需求，在這種情況下，可以應用筏板基礎。另外，對含有地下室的建筑結構進行施工時，因為本身建筑結構的特殊性，會出現受潮和滲水問題，因此，建筑單位可以應用筏板基礎作為地下室的底板結構，防止各種情況和問題的發生，提高建筑結構的穩定性［3］。筏板基礎具有較強承載力，較高的強度，能夠有效提高整體建筑結構的牢固性和穩定安全性。

2.4 條形地基基礎

建筑工程的上部結構的荷載較大，而地基的抗變形性能和承載力較差時，為了保證施工質量，通常應用剛性基礎，但是應用剛性基礎很容易導致基礎斷面較大，若為淺基礎，則基礎會露出地面，不利于結構的穩定性，如果采取基礎加深的操作，會導致土方量和基礎成本造價增加。即使應用了剛性基礎，也很容易導致基礎受到的應力較大，使建筑基礎出現裂縫和不均勻沉降問題，對上部建筑的墻體穩定性和安全性造成影響。當這種情況出現時，可以應用鋼筋混凝土條形基礎，不僅可以承受較大的彎矩和剪力，更符合建筑基礎斷面的大小和配筋量要求，滿足各方面的受力要求。

3 建筑地基基礎工程設計要點

3.1 設計原則

地基基礎設計的原則包括：1）安全原則，地基設計時，所要考慮的不僅是建筑物本身的穩定性和安全性，同時需要注重施工階段的風險控制，即以便捷施工為主，同時合理配置技術門類，減少施工環節的錯漏；2）經濟原則，設計的初衷是為了實現建筑目標，而在設計時需要對基礎的相應數值進行推算，妥善處理好質量、進度、成本的關系，合理利用資源提高工程的經濟效益；3）功能原則，基礎設計需要以實現建筑工程的使用價值為基礎，同時還應預留建筑的后期功能拓展需求，如多元化通信網絡建設、區域公共空間高效利用等；4）環保原則，設計應當順應時代的發展，踐行低碳節能的理念，多使用環保材料。要滿足以上原則，就必須嚴格遵守國家和行業相關的規定與要求，把控地基承載力上限、沉降值、變形值、剛度等，一旦出現軟土等不良地基時則需要安排具體處理措施。

3.2 地質勘察

在建筑工程中的地基基礎設計中一項重要的基礎性工作，就是對施工區域內的地質進行勘察，在設計建筑地基基礎工程之前，勘察人員需要詳細勘察并分析施工區域內地下的結構情況，應全面的、廣泛的對地質的情況進行信息、數據等收集，從而掌握施工區域內地表水的分布、水量等重要信息，進而了解地表水對整個工程的施工會帶來怎樣的影響，并對及時發現的安全隱患進行有效規避，從而保證整個工程的順利開工。

3.3 基礎設計選型

建筑工程的基礎設計需要考慮到整個工程的施工區域內的地質特點，并根據建筑工程的形狀特點和施工要求計算出整個工程的分布情況和承載力的點。對此，應根據施工區域內的抗震烈度和相鄰建筑物施工建設的基本情況，選擇最合適的建筑基礎形式，并設計出符合建筑地的施工方案。一般來說，如果砌體結構以建筑為基礎進行設計的，相關人員可以采用剛性條形基礎。根據實際情況，在混凝土條形基礎、三合土條形基礎、毛石混凝土條形基礎三個常用的基礎形式中選擇適宜的基礎形式，從而保證最終的設計結果符合整個工程的施工要求，并保證各方面的基礎性能、指標、數據等都符合工程要求。

3.4 樁平面布置設計

在對樁平面進行布置設計時，設計人員首先應該考慮的是如何用不同的樁頂可以承受俊宇的承載力。一般來說，要達到這一目的，需要使其樁頂中心的承載力與上部結構的承載力重合，重合之后可與其他樁頂分擔樁頭的承載力，使其能夠承受較大的承載力，從而減少了抗彎的方向，保證了建筑物的穩定性和安全性，還需要在建筑物的豎向和水平壁上交叉布置適宜的樁基。

4 建筑樁基設計的主要內容

建筑采用樁基作為基礎結構時，需要明確樁基的種類和樁長，并對單樁豎向承載力進行計算，以保證樁基能夠有足夠的承載力職支撐建筑的上部結構，提高建筑的抗傾覆能力。

4.1 明確基樁的種類和長度

保證基樁設計的科學性和合理性是整個建筑結構工程順利開展的一項重要內容。首先，設計人員要對施工現場周圍的環境進行勘察，對周圍的各項設施和地質水文等因素進行深入分析和研究，進而合理選擇樁基類型。另外，根據建筑作用于樁基的荷載，計算樁基的長度，并盡量使樁端嵌入承載力較強的土層中，保證樁基的承載力和穩定性。

4.2 以建筑等級為依據對單樁豎向承載力進行核算

當建筑樁基設計為甲級時，應根據單樁靜載力測試明確單樁極限承載力；當建筑樁基設計為乙級并且施工現場地質條件較優時，可學習相同類型和規模的建筑施工案例，做好相應的復原試驗；當建筑樁基設計為丙級時，由于結構簡單，可通過乙級應用的復原測試對其進行相關數據的獲取。樁基的直徑較大時，可以通用深層平板承載符合試驗獲得單樁豎向承載力，建筑結構施工中應用嵌巖樁時，可以通用專門的巖基平板承載符合試驗獲得單樁豎向承載力。

5 結語

我國建筑行業經過長時間的積累使我國建筑結構工程中的地基基礎種類較多，因此，在實際的建筑施工過程中，施工單位要根據實際的情況來對地基基礎的種類進行科學合理的選擇，對整體的工程進行科學合理的劃分，實現高質量高效率的完成建筑工程，保證建筑結構工程的質量。