建筑結構地基基礎設計現存問題與解決措施

鐘坤，曹瑜

（浙江省工業設計研究院，杭州310000）

1 建筑結構地基基礎的重要性

地基基礎是建筑建造的基礎結構和首要環節，是一個建筑工程的關鍵和根本立足點。地基基礎掩埋于地下，地下空間結構隱蔽且受地質環境、水文環境、上層建筑結構和周圍環境的影響，構建起來具有不確定性和復雜性，其施工質量較難控制，容易成為建筑體系中的薄弱環節，發生問題時不易發現，通常在發生災難時才會暴露出來。地基基礎設計因所在環境因素的不同而具有差異性和不同的建造難度。若地基基礎結構不規范，建筑質量無保障，一旦受到外力作用就會使整個建筑產生裂紋、傾斜，甚至倒塌的極大危險隱患。故此，地基基礎建造過程中磚混材料的選用、鋼筋材料的選用、物理受力情況等都是需要考慮的關鍵因素，對于地基基礎設計質量具有決定性作用，對整個建筑的構建也具有基礎性的作用。據相關資料和規范文件表明，地基基礎因深度的不同會對地基基礎造價產生不同的影響。一般情況下的地基基礎造價是整個建筑工程總造價的5%～6%，但因地基基礎埋置深度的變化、地質條件的不同，或需進行特殊處理后再進行地基建造的地基基礎造價會略微向上浮動，占總工程造價的10%左右。因此，在地基基礎建造時，應考慮多方因素，對地基基礎設計、地質勘察、施工等進行嚴密的規劃，多種建造方案對比論證，需用利益最大化、質量最優化的建造方案構建地基基礎【1】。

2 建筑結構地基基礎設計現存問題分析

2.1 建筑結構地基基礎勘測存在的問題

建筑結構地基基礎勘測是一門技術性、專業性要求較高的工作。由于地基基礎受多種因素的影響，在勘測過程中需要綜合考慮多種要素。地基勘測不僅考驗勘測人員的專業性，還考驗其對建筑場地的歷史資料了解和當地勘探經驗的豐富性。受這幾種因素的影響，很難對地基勘測場地的地埋管線、線路、地下埋藏物和地質條件、水文條件進行合理的分析判斷，從而難以提供一份全面可靠的地質勘測報告，對于地基的建造會造成一定的影響。如果在勘測期間無法探明一切潛在問題隱患，很容易在建筑建成后對建筑整體造成不良影響。地基勘測與地基結構設計對工作人員都具有不同的能力要求。地基勘測人員在其勘探基礎上很難對地基的類型進行判斷和做出合理分析，從而造成一些不必要的資源浪費。勘測人員對地基場地的基本情況探測不明確，在后期的地基建造中很難對施工人員進行一個明確的作業指導，在不明情況的前提下施工極易發生突發事件，從而耽誤工程工期，造成一定的資源浪費，增加建設成本，影響整個施工計劃。地下水位是地基勘測工作中最為關鍵的一項，如若在勘測報告中未明確指出抗浮設防水位，很容易使地面荷載難以平衡，地下水位浮力的情況，從而對地下室或整個建筑體造成不良影響。

2.2 建筑結構地基基礎設計過程中存在的問題

建筑結構地基基礎設計中需要考慮的因素眾多，存在的問題也具有多樣性。地基基礎設計存在的問題主要表現在以下幾個方面：

1）地基基礎設計影響因素考慮不周全，對于地基的荷載能力進行了錯誤的估算，對地基極限承載力未進行精確計算，從而導致地基出現了較大程度的變形。對地基基礎的持力層和下臥土層土質屬性探測不明，對地基土的抗壓能力、摩擦阻力與內聚力未進行驗算【2】。

2）出現需設定復合地基情況時，忽視褥墊層的作用與應用，從而引發承載力不足的問題。

3）因地基的隱蔽，導致地基基礎計算模型與實際受力產生較大偏差。

4）對地下水、巖土層性質探測不明，導致地基問題，耽誤工程工期。

3 建筑結構地基基礎設計現存問題的解決措施

3.1 對建筑結構地基基礎類型進行科學選擇

地基基礎是建筑質量的關鍵和保障，在鋪設地基基礎時需對影響地基建設的因素進行全方位的考量與探測。要對預選場地的地質條件、水文條件、地基承重、建筑功能、周圍環境、地下暗管鋪設、建筑類型、施工條件、材料選用和供應選擇、抗震裂能力、抗浮能力等情況進行科學詳細的探測和分析，制定詳細的分析報告。地基基礎情況探測與地基設計有效結合，在明確的地基基礎分析上進行地基類型的科學化選擇和規劃。同時在探測人員和設計人員選用上，要傾向于對工程所在地的基本情況、歷史資料熟悉并具有一定本地探測與設計經驗的技術型人才。在多要素綜合分析指導下，實現對建筑結構地基基礎的科學選擇與規劃【3】。

3.2 對建筑結構地基基礎類型的選擇

基于不同的情況，建筑結構地基基礎可根據建筑建設的自身需求和外在因素進行不同類型的選擇，以確保建筑的安全、經濟、穩定、舒適。根據建筑對地基基礎抗壓、抗拉、抗剪強度的要求，當要求具有一定抗壓能力，而對抗拉、抗剪強度要求較低時，可選用墻下條形基礎或柱下獨立基礎。當上部結構荷載較大、地基土的荷載力較低時，無筋擴展基礎或擴展基礎將難以滿足地基強度和變形要求時，為增加基礎剛度，防止由于過大的不均勻沉降引起上部結構的開裂和損壞，應采用柱下條形基礎。同時根據剛度的需要，柱下條形基礎可沿縱向設置，也可沿縱橫向設置而形成雙條形基礎。若柱網下的地基土較軟弱，土的壓縮性或柱荷載分布沿2 個柱列方向都很不均勻，可采用交梁基礎。當地基基礎特別軟弱，上部荷載又很大，用交梁基礎導致基礎寬度較大而相互接近時，或有地下室，可選用將基礎底板連成一片的筏形基礎或箱形基礎。

3.3 對建筑結構地基基礎抗浮設計

抗浮設計是地基基礎設計的重點內容，抗浮設計不當容易造成工程事故，輕則發生裂紋、漏水，重則整體上浮、傾斜。抗浮設計的關鍵在于對地下水水位的勘測，基于地下水水位的實時勘測數據，設定抗浮設防水位和防水設防水位。抗浮設防水位的設計需明確幾點：

1）地質勘測報告中未明確提供抗浮設防水位時，應要求甲方責成勘察單位提供準確有效的數值。

2）在有水頭壓差的江、河岸邊，若存在濾水層，應按設計基準期的最高洪水位來確定抗浮水位。

3）地下水賦存條件復雜、變化幅度大、區域性補給和排泄條件可能有較大改變或工程需要時應進行專門論證。抗浮設計分為整體抗浮與局部抗浮，需根據建筑需求進行抗浮設計。經驗算整體抗浮不足時，需采取抗浮措施（增加配重、抗浮錨桿、抗拔樁），以保障抗浮力大于水的總浮力。

4 結語

綜上所述，建筑結構地基基礎設計在建筑建造中起著關鍵的作用，對整個建筑功能發揮、樓體安全、經濟穩定具有重要的構建作用。就當前地基基礎設計中存在的問題進行科學細致的分析，從而有針對性地從不同的角度對地基基礎設計提供現存問題的解決方案和策略。