建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中存在的問題與解決對策

王 宇

太原市建筑設(shè)計研究院（030000）

1 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計概念與原則

1.1 地基概述

地基是建筑物所有荷載最終的承擔(dān)者以及建筑結(jié)構(gòu)最基礎(chǔ)的工程環(huán)節(jié)。地基的基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)以及施工進(jìn)度水平代表著地基承載力的大小。若在建筑工程施工過程中出現(xiàn)地基承載力不足或是整體施工性不強(qiáng)的問題，則會極大地影響整體建筑施工質(zhì)量水平，甚至帶來巨大的施工危險隱患。地基基礎(chǔ)設(shè)計承載力需要滿足相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并通過相關(guān)試驗(yàn)確定其地基承載力特征值，同時，還需要根據(jù)抗震的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對地基基礎(chǔ)設(shè)計進(jìn)行抗震驗(yàn)算。除此之外，基礎(chǔ)底面與地基土的零應(yīng)力區(qū)面積以及基礎(chǔ)偏心距需要符合相關(guān)的抗震標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

1.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計遵循原則

在一般的情況下，建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)當(dāng)能夠切實(shí)地遵循三個方面的原則，第一個原則為全面性原則。全面性原則應(yīng)當(dāng)在房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計前進(jìn)行考量，需要以全面性眼光對建筑的綜合性功能進(jìn)行分析考慮。當(dāng)前我國諸多建筑設(shè)計人員在對建筑基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計時，往往會出現(xiàn)過于關(guān)注建筑美觀而忽視建筑功能實(shí)用性的問題，違背了全面性原則。第二個原則為提前性原則。任何建筑工程項目在建設(shè)施工開始前都需要開展良好的前期準(zhǔn)備工作。做好建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的前期準(zhǔn)備工作，對于整體建筑工程施工具有重大的意義，也是整體建筑工程項目施工的基礎(chǔ)。結(jié)合建筑工程項目的實(shí)際情況，應(yīng)當(dāng)結(jié)合需求提前尋找施工過程中可能出現(xiàn)的難點(diǎn)與重點(diǎn)問題，為之后施工提供幫助與支持。第三個原則為突出性原則。建筑設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要針對設(shè)計工作中的各個方面內(nèi)容，并根據(jù)具體的用途與實(shí)現(xiàn)功能等各個方面進(jìn)行分析，充分認(rèn)知設(shè)計中的主次關(guān)系，將建筑的主要功能與方面在設(shè)計中充分體現(xiàn)與突出。同時，也應(yīng)當(dāng)兼顧全面性原則，根據(jù)建筑的實(shí)際使用需求科學(xué)合理進(jìn)行設(shè)計[1]。

2 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中現(xiàn)存問題分析

地基是建筑結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工過程中的重要組成部分，地基基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系并影響到整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性。當(dāng)前，部分建筑企業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中還存在一定的不足，使得最終的設(shè)計效果不盡如人意，地基施工質(zhì)量無法得到保證。

2.1 地質(zhì)勘察效果不佳

在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計時，必須進(jìn)行地質(zhì)勘察工作。相關(guān)勘察人員能夠通過地質(zhì)勘察作業(yè)，充分了解和掌握建筑施工區(qū)域內(nèi)地下水位、土壤土質(zhì)、地形地質(zhì)等環(huán)境條件與情況，并在此基礎(chǔ)上確定建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的整體思路與方向，避開部分不利因素，從而提高建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的科學(xué)性和合理性。但目前部分設(shè)計業(yè)務(wù)中，對于各項地質(zhì)信息參數(shù)的勘察存在著不準(zhǔn)確、不深入、不全面等問題，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計時無法準(zhǔn)確地依靠參考資料進(jìn)行設(shè)計，致使地基基礎(chǔ)設(shè)計無法避開部分不利因素影響。同時，部分設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計時，并未根據(jù)客觀事實(shí)進(jìn)行設(shè)計，而是更多地依靠自身主觀的檢驗(yàn)判斷進(jìn)行設(shè)計，導(dǎo)致最終設(shè)計結(jié)果的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性不足。

2.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計不規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計是一項較為復(fù)雜困難的工作，其技術(shù)難度較高，在設(shè)計過程中容易因諸多因素問題導(dǎo)致地基基礎(chǔ)施工難以開展，因此無法保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性。如，在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計工作時，設(shè)計人員沒有全面而準(zhǔn)確地認(rèn)識到地基的復(fù)雜程度，無法依據(jù)相應(yīng)的工作科學(xué)計算出建筑上部的結(jié)構(gòu)荷載，進(jìn)而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確而科學(xué)地計算出地基承載力，并可能導(dǎo)致出現(xiàn)地基變形問題。尤其是當(dāng)施工區(qū)域存在軟土層時，設(shè)計人員對承載力的計算更加困難，導(dǎo)致設(shè)計方案出現(xiàn)一定的漏洞。在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計過程中，整體設(shè)計工作若存在不規(guī)范、不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那闆r與問題，就會導(dǎo)致整體設(shè)計無法與建筑工程地質(zhì)條件、施工水平以及周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，無法達(dá)到建筑工程安全適用、經(jīng)濟(jì)合理的要求。同時，在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計時，設(shè)計人員容易忽視樁基設(shè)計情況，使得樁基基礎(chǔ)功能作用得不到充分的發(fā)揮。除此之外，還存在一定的設(shè)計階段地下抗浮水位考慮不充分的問題，使得建筑工程在建設(shè)以及使用期間出現(xiàn)地下室上浮的現(xiàn)象與問題，帶來了嚴(yán)重的安全隱患[2]。

2.3 地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙繪制不專業(yè)

在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中，繪圖是十分關(guān)鍵的工作內(nèi)容。建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙主要包括平面結(jié)構(gòu)圖、屋頂結(jié)構(gòu)圖以及建筑詳圖三個部分。在施工時，施工人員需要嚴(yán)格按照圖紙內(nèi)容與要求開展相應(yīng)的施工。因此，地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙的準(zhǔn)確性與完整性直接影響到建筑工程的施工以及地基基礎(chǔ)施工的質(zhì)量水平。科學(xué)、專業(yè)、完整、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乩L制建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙，是保證建筑后續(xù)施工順利開展的重要基礎(chǔ)與前提。設(shè)計人員需要保證繪制圖紙中建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計具體內(nèi)容與細(xì)節(jié)的完整性，保證施工人員能夠全面而準(zhǔn)確地領(lǐng)會施工圖紙意圖，將其反映在具體工程中。

2.4 地理環(huán)境存在著較強(qiáng)的復(fù)雜性與特殊性

在地基基礎(chǔ)的實(shí)際設(shè)計過程中，設(shè)計人員往往會遇到一些情況非常特殊的地形及土質(zhì)，其中最具有代表性的就是軟土。這種軟土的土質(zhì)擁有非常差的滲透性、較低的承載性能，在較強(qiáng)的壓力之下很容易產(chǎn)生壓縮變形，如果不對這類土壤進(jìn)行相關(guān)的加固處理，將會直接使得工程地基基礎(chǔ)的實(shí)際強(qiáng)度以及相關(guān)承載力不能夠達(dá)到國家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。也正是因?yàn)槿绱耍诠こ淘O(shè)計的過程中，設(shè)計人員往往需要深入了解建筑施工區(qū)域內(nèi)部的水文情況以及地質(zhì)情況，并且一定要根據(jù)了解到的情況提前對一些可能對施工過程中產(chǎn)生較大的不利影響的因素進(jìn)行及時有效的處理，這樣一來才能夠在實(shí)際的建筑工程施工過程中保證地基基礎(chǔ)的實(shí)際設(shè)計質(zhì)量。在正式的進(jìn)行建筑地質(zhì)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計及施工的過程中，地域性的凍土、季節(jié)性凍土都會在很大程度上影響到建筑工程地基基礎(chǔ)的實(shí)際施工質(zhì)量。也正是因?yàn)槿绱耍诘鼗O(shè)計的過程中，尤其在確定地基基礎(chǔ)的埋置深度的過程中，需要全面地考慮凍土自身可能產(chǎn)生的凍脹反應(yīng)，可能給地基的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)帶來的影響，再進(jìn)行科學(xué)的措施確定地基結(jié)構(gòu)的埋設(shè)深度。

2.5 容易出現(xiàn)較為嚴(yán)重的人為誤差

除了一些難以預(yù)計到的自然因素之外，建筑工程的設(shè)計人員在建筑地基的基礎(chǔ)設(shè)計的過程中，一些人為、技術(shù)方面的因素也會在很大程度上嚴(yán)重地影響到地基基礎(chǔ)的設(shè)計以及施工質(zhì)量，進(jìn)而對建筑工程自身結(jié)構(gòu)的安全及穩(wěn)定造成非常大的影響。如果針對施工環(huán)境的地質(zhì)勘察開展不夠深入，不能獲得全面的數(shù)據(jù)信息，就會使設(shè)計方案與工程建設(shè)結(jié)構(gòu)之間存在著較大的安全隱患。除此之外，在地基基礎(chǔ)設(shè)計過程中，如果設(shè)計人員因?yàn)樽陨淼膶I(yè)問題，或者因?yàn)榇中拇笠舛鴮?dǎo)致一些方面的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了嚴(yán)重的錯誤，也會給后續(xù)設(shè)計及施工帶來非常嚴(yán)重的不利影響。

3 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計問題的解決對策

3.1 做好地質(zhì)勘察工作

地質(zhì)勘察是建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中的重要內(nèi)容，只有全面而科學(xué)的地質(zhì)勘察，施工人員才能夠詳細(xì)準(zhǔn)確地掌握建筑施工區(qū)域內(nèi)各項水文與地質(zhì)信息參數(shù)，設(shè)計人員才能夠準(zhǔn)確把握設(shè)計中可能存在的安全隱患問題，保證后續(xù)施工的順利開展。在建筑結(jié)構(gòu)地基設(shè)計階段，設(shè)計人員需要詳細(xì)地對工程區(qū)域內(nèi)地下水構(gòu)造、分布以及地質(zhì)相關(guān)信息進(jìn)行勘察分析，盡可能全面而廣泛地搜集與分析地質(zhì)水文信息，及時發(fā)現(xiàn)施工中可能存在的安全隱患，并對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。在地質(zhì)勘察時，勘察人員需要應(yīng)用專業(yè)化方法與設(shè)備儀器進(jìn)行勘察，獲得科學(xué)的數(shù)據(jù)與結(jié)論，在此基礎(chǔ)上保證施工順利開展。

3.2 優(yōu)化圖紙繪制

在圖繪制時，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)以嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確、細(xì)致的態(tài)度開展相關(guān)工作，根據(jù)建筑工程實(shí)際情況科學(xué)確定圖紙比例。同時，設(shè)計人員還需要保證圖紙中的各項內(nèi)容全面、準(zhǔn)確，標(biāo)明各項數(shù)據(jù)，做好文字注釋。在完成圖紙繪制后，技術(shù)人員需要對圖紙進(jìn)行多次校準(zhǔn)與審核，保證圖紙中各項數(shù)據(jù)參數(shù)清晰準(zhǔn)確，保證圖紙能夠完全符合建筑工程的實(shí)際情況，能夠?yàn)榻ㄖこ淌┕ぬ峁椭c指導(dǎo)。

3.3 重視建筑基礎(chǔ)選型

在完成地質(zhì)勘察后，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)保證建筑基礎(chǔ)選型的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，通過深入與全面分析，選擇建筑基礎(chǔ)選型，保證建筑基礎(chǔ)的穩(wěn)定性與牢固性。在建筑基礎(chǔ)選型時，應(yīng)當(dāng)遵循安全、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的原則，綜合考慮地下水條件、土壤地形條件、場地環(huán)境條件、施工技術(shù)條件等因素，從而保證基礎(chǔ)選型的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。同時，建筑基礎(chǔ)選型還需要多方位、多層次進(jìn)行考量。

如果建筑物下方并沒有地下室，并且建筑物自身所擁有的框架結(jié)構(gòu)的實(shí)際荷載能力較小，設(shè)計人員就可以考慮采用柱下的獨(dú)立基礎(chǔ)形式進(jìn)行設(shè)計。如果建筑物的地基條件較為復(fù)雜，并且施工區(qū)域具有較差的土質(zhì)條件，建筑物自身的框架結(jié)構(gòu)又具有較大的荷載，設(shè)計人員可以采用十字交叉梁條形的基礎(chǔ)形式，這樣一來就能夠在很大程度上防止建筑物出現(xiàn)較為嚴(yán)重的不均勻沉降[3]。

3.4 優(yōu)化地基基礎(chǔ)設(shè)計方法

若建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計方法不科學(xué)，將會直接影響到建筑工程的施工質(zhì)量。因此，在具體的設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員需要根據(jù)多方面的綜合條件與因素，結(jié)合建筑工程的實(shí)際需求，不斷優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計方法，調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)計思路，從而提高建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的質(zhì)量與效率。在設(shè)計中，設(shè)計人員需要準(zhǔn)確計算出建筑地基應(yīng)力與基礎(chǔ)沉降量等數(shù)據(jù)，在相關(guān)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)設(shè)計。

3.5 提高設(shè)計人員素質(zhì)

人員素質(zhì)是影響建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計水平的直接因素之一，因此，提高設(shè)計人員素質(zhì)，是提高建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量水平的重要方法與對策。一方面，設(shè)計單位需要加強(qiáng)對設(shè)計人員的教育與培養(yǎng)，多元化開展培訓(xùn)活動，建立相應(yīng)考核機(jī)制，從而提高設(shè)計人員的專業(yè)能力水平。另一方面，還需要大力引進(jìn)高水平、高素質(zhì)專業(yè)設(shè)計人才，通過培育、引進(jìn)、考核等多方面機(jī)制，調(diào)動設(shè)計人員的工作積極性，保證其能夠認(rèn)真負(fù)責(zé)完成建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計工作。

4 結(jié)語

地基是建筑的基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到整體建筑的安全性與實(shí)用性。因此，文章對當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計中存在的問題進(jìn)行多方面分析，并針對性地總結(jié)了相應(yīng)問題解決對策方法，希望能夠?yàn)樘岣呓ㄖY(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量提供幫助與參考。