建筑地基處理以及結構設計探討

張勇

沈陽市華域建筑設計有限公司 遼寧沈陽 110000

隨著社會的快速發展，地基礎處理水平的提高、施工設備的更新和施工工藝改進，地基處理技術正在快速提升，極大的提高了地基處理的效果，達到了安全、經濟、施工速度快的目的。而對于建筑結構設計來說，地基基礎設計是重中之重，如果地基出現問題，直接影響整個建筑物的結構安全，所以在當前的建筑物建設上，根據建筑物的功能及規模，合理采取相對應的地基處理方式和結構設計方式提升建筑物的地基質量尤為重要，以此保證建筑物的基礎安全。

1 建筑地基處理

地基處理，主要針對的是軟臥地基的處理，例如雜填土、淤泥質土、淤泥等土層構成的地基，主要解決的縮減地基的沉降，加強地基的承載能力。滿足建筑物基礎承載力及降低地基變形以滿足規范相關要求。地基處理主要包括方法主要包括：換填墊層法、預壓法、強夯法和強夯置換法、振沖法、砂石樁法、水泥土粉煤灰碎石樁法、水泥土攪拌法、灰土擠密樁法、石灰樁法、化學加固方法等。下面就幾種常用處理方式作出簡要介紹。

1.1 換填墊層法

換填墊層法適合應用于淺層軟弱地基以及不均勻地基的處理，可以是整體換填也能夠是局部換填，較為靈活。主要換填材料有砂墊層、素土墊層、碎石土墊層。不同的換填材料處理后的承載能力也有差異，根據建筑物所需處理后的地基承載力確定。操作簡單，挖去不良土層，換填強度較高的材料，縮減地基沉降，提升地基承載力適應結構需求。換填墊層法通常運用于解決輕型建筑、地坪、堆料場以及公路工程等。墊層的施工品質檢驗務必分層實施，需在各層的壓實系數滿足設計需求后鋪填上層土[1]。

1.2 水泥粉煤灰碎石樁法

水泥粉煤灰碎石樁通常是是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑亦或砂加水攪拌而成的高粘結強度樁（亦成為CFG樁），樁、樁間土乃至褥墊層溝通構成復合地基。水泥粉煤灰碎石樁不僅用于承載力較低的土，對承載力較高但變形不能滿足要求的地基，也可采用水泥粉煤灰碎石樁以減少地基變形，故此在建筑地基處理中的應用相當普遍。結構設計過程中，不僅提出承載力需求，還需要提出總沉降和差異沉降的要求。還需要給出褥墊層厚度，注意褥墊層對復合地基的調節作用。主要適用于處理粉砂、砂土、黏土粒含量不高的粘性土。水泥粉煤灰碎石樁可只布置在基礎范圍內，復合地基載荷試驗是明確復合地基承載力、評判加固成效的關鍵性根據。實施復合地基載荷試驗期間務必確保樁體強度，符合試驗需求。實施單樁載荷試驗期間為杜絕試驗過程中壓碎樁頭，要對樁頭施行加固。

2 建筑結構設計

2.1 結構可視化設計

BIM技術的可視化特點，可以幫助設計師仔細查看建筑結構整體布局與細節之處，更精準地找到設計漏洞，避免因設計方案引發更多問題。例如，樓梯高度是否符合標準，是否會碰到用戶的頭部，梁的尺寸是否影響建筑凈空等，都可通過BIM技術中的可視化技術進行查看。由此可見，BIM技術于建筑結構可視化設計中具有不可忽視的作用，不僅保證建筑設計過程中的工作效率，還能提高工程建設的整體質量，在某種程度上提升建筑結構設計準確度，降低誤差[2]。

2.2 結構計算模式的優化研究

因為建筑結構設計的優化設計內容繁雜，應該思考的細節點具備相應的難度，具備系統性和繁復性需求，因此為了確保數據的各層面合理完整，應該對有關數據參數實施匯總，同步根據科學計算需求，運用計算機系統對有關數據實施科學化整理以及解析計算。在實際建造結構的設計環節中，應該對各類建造的數據實施計算處理，處理的結構必須施行綜合性探討和解析，并認真對結果數據實施調整優化，保障優化的數據不會給設計帶來影響，同樣不會造成出現額外的約束條件。同步，為了更好地符合建筑設計作業的具體需求，于設計優化中，一般會采用多類型建筑機構的設計運算體系，如此于同一個數據實施更加精確化處理，為后續的參數優化給予更加準確的理論參考[3]。

2.3 建筑結構設計整體計算參數調整

高層建筑結構設計的掌控參數和調整方式，涉及周期比、剪重比、剛重比等幾個關鍵性參數，參數的調試牽涉到構件截面、剛度和平面位置的變化，在調試環節中可能互相關聯，需關注一定要做到面面俱到。分析剛重比的定義可以發現，剛重比與結構的側移剛度成正比關系。即在結構的質量基本保持不變的情況下，結構的側移剛度越大，剛重比越大；結構的側移剛度越小，剛重比越小。結構的周期越大，地震的作用越小；結構的周期越小，地震的作用越大

應該注意，針對類似于框剪結構的組合系統，有個彼此剛度合適的問題。解析框架的剪切型變形曲線以及剪力墻的彎曲型變形曲線，能夠看出，在下部樓層，剪力墻的位移不大，框架的位移相對較大，是剪力墻拉著框架來限制其層間位移角；上部幾層則相反，剪力墻的層間位移角逐步加大，框架的層間位移角逐步縮減，框架反過來拉著剪力墻以限制其層間位移角。而調整剪力墻的剛度與部置是把握框剪結構的位移以及周期的關鍵措施，因此在框剪結構上部幾層的層間位移角較大時，適宜減弱這幾層的剪力墻剛度可以更為高效。

3 結語

綜上所述，在建筑工程項目地基處理設計過程中，應注意結合項目當地的習慣做法及材料供應情況，遇到地質條件不佳的情況，應合理選擇地基處理方式。經濟、高效的完成地基處理，滿足建筑結構所需承載力及地基變形允許限制條件。結構設計過程中應重視結構整體計算，重視概念設計。積極學習新方法，掌握新的計算軟件，來應對越來越復雜的建筑方案，滿足建筑需求。