土木工程建设中地基基础设计问题分析

2013-04-29 03:54孙金龙
科技创新与应用 2013年7期
关键词:基底建筑物基础

孙金龙

摘要:在土木工程建设中,地基基础对于整个工程的结构质量有重要的影响,而对于不同的地质结构对地基的设计也不相同,要根据实际情况制定有针对性的设计方案。文中对于土木工程中地基基础的设计原则和设计中应该注意的问题进行了阐述。

关键词:土木工程;地基基础;设计;问题;分析

1 地基基础的分类

1.1 按基础的受力性能可分为

1.1.1 无筋扩展基础。砖基础、毛石基础、灰土基础、混凝土基础等均属无金扩展基础。基础自身的抗压强度远大于其抗拉、抗剪强度,能承受较大的竖向荷载,但是不能承受因挠曲变形而产生的拉应力和剪应力。

1.1.2 柔性基础。对无筋扩展基础而言,钢筋混凝土基础属柔性基础。它不仅具有一定的抗压强度,能承受较大的竖向荷载,且具有一定的抗拉、抗弯曲强度,能承受挠曲变形及其所产生的拉应力和剪应力。

1.2 按基础的构造及形成分

1.2.1 墙下条形基础

墙下条形基础分刚性及柔性两种。因刚性调基受刚性角的限制,适宜在承载力较大的均质地基且荷载分布较均匀的情况下采用。柔性调基能抗一定的不均匀沉降,且不受刚性角的限制。

1.2.2 单独基础

独立基础按基础形式可分为墩式基础、杯形基础及壳体基础。

1.2.3 连续基础

为了满足地基承载力的要求,将基础底面积扩大,形成柱列或柱网下的条形基础,以及整片连续设置于建筑物之下的筏板基础、箱型基础等,均属连续基础。

1.3 按基础的特殊作用及特殊施工方法分

1.3.1 低下连续墙基础。既承受上部结构荷载作为基础使用,又承受侧向土压力、水压力的连续墙状结构称为低下连续墙,需配备专用机械才能施工完成。

1.3.2 沉井基础。采用沉井方法施工,施工完毕后以沉井作为基础使用。

1.3.3 桩基础。采用钻、冲、挖、锤击、静压等不同施工方法形成的各种灌注桩及预制桩基础。

1.4 按基础的埋置深度分

1.4.1 浅基础。即采用骄傲简便的施工方法及常规的基坑开挖排水措施即可施工的基础,基底埋深一般不大于5米。

1.4.2 深基础。基底埋深一般大于5米,或者需采用特殊方法才能施工的基础。

2 土木工程地基基础设计的基本原则

2.1 基底压力应不大于修正后的地基承载力特征值

在对地基基础进行设计之前要充分的了解建筑物可以产生的荷载力,地基基础都有一个承受荷载能力的范围值,所以在设计的过程中,应该将承载力设计的稍大一些,超过所能承受的范围,这样在工程结束后,由上部传来的压力才不至于使地基基础失稳。当基础承受压力而丧失了稳定性后,即为基础的极限承载力,这种设计是失败的。地基基础应该随着荷载的增加而慢慢的趋于平稳,当然可以出现一定的变形,但是变形一定要在规定的允许范围内,不会对基础的稳定性造成影响。

地基基础的承载力和建筑结构的特性以及基土的性质有直接的关系,所以要对建筑的结构特点,基土的性质进行详细的了解分析,将基础设计的荷载力不要超过修正后的地基承载力特征值,这样才能够保证地基基础的稳定性。

2.2 地基变形值应在允许范围内

当对基底的设计承载力完成后,就需要对地基的变形进行研究。随着地上建筑的增高,在这个过程中,基底所承受的荷载也逐渐的增加,那么基底势必会发生变形。在这种情况下,就需要对基底的变形程度进行研究,变形在什么范围内,才不会影响到建筑的结构破坏和安全。

在建筑结构中,所使用的构件性质不同,可以承受的沉降变形能力也不同,有些比较敏感的构件,只能够承受非常小的沉降差异,比如砌体承重墙在受到较大的剪力时,由于超过了其承受范围就会发生裂缝,对建筑的质量有所影响。在地基的基土性质不好时,当基土的压缩性不均匀的情况下,上面的建筑结构无法承受地基变形沉降时就会发生裂缝甚至是更为严重的后果。所以说地基的变形程度不仅和建筑物的结构有关,同时还和基土的性质有关。由此可见,地基的变形对于建筑结构的安全有重要的影响,我国在这方面也制定了相关的标准,根据不同的建筑性质和基土性质有不同的标准。

2.3 水平荷载作用时应满足稳定性要求

对于需要承受荷载较大的基底要考虑到基底的抗滑和抗倾覆能力,一旦因为基底滑移和倾覆,将会对建筑造成巨大的安全危害,所以在对地基设计的过程中,必须考虑到地基的抗滑和抗倾覆能力。

尤其是在斜坡地段、风力或者是地震荷载较大的地区,对于施工的建筑物,更要对地基的抗滑和抗倾覆能力进行严格的验算,使安全系数达到最大。在对以上地区进行地基施工时,要对基底进行抗滑处理。对于在斜坡附近的建筑,也要考虑到受影响的范围。对于江河岸边的建筑,要考虑到由于河水冲刷而引起的滑坡现象,要最好排水设施。

3 土木工程地基基础设计要注意的问题

3.1 对地质资料的分析判断

对于拟建建筑物场地的地质情况要有一个详细的了解,对于地质水文状况进行科学的勘查,了解土层的性质,地下水位的深度,软弱层以及持力层的分布情况等。同时还要对地下管道和各种设施有详细的记录,勘查的质量对于地基工程有重要的影响,是保证地基基础质量的重要前提。

3.2 对上部结构的分析

对上部结构进行分析时,必须了解建筑物的重要性及使用要求,以便对建筑物的地基变形值进行控制。对重要的工业与民用建筑及对地基变形有特殊要求的建筑物,设计时更应慎重如设有众多易燃易爆管道的化工建筑,若因地基沉降不均引起管道开裂则会引起严重后果;对体型复杂的高层建筑,若发生较多的倾斜,即使不致发生倒塌,也会使电梯设施难以运行,并给人造成不安全感。

3.3 保证设计方案的技术合理性

所选择的基础形式应与上部结构类型相适应,其地面尺寸还应与地基承载力相适应。为了使建筑物的地基变形不超过规定的允许值,以免出现结构损坏,建筑物倾斜、开裂等事故,使地基的稳定性能得到充分的保证,还应按需要对建筑物地基的变形及稳定性进行验算。让建筑物安全可靠地发挥其功能,这样的设计方案才具有技术合理性。

3.4 设计方案应与施工技术的可行性相适应

任何设计方案,只能通过相适应的施工技术手段,才能使设计方案变成现实。现有施工技术的水平,之间关系到设计意图能否实施及实施的质量。为此,设计者对建筑经验、施工工艺的适应性及施工技术的水平均应有全面的了解,所采用的设计方案,若能利用当地已有成熟经验的施工工工艺即可完成,则较为理想。

4 结束语

我国的经济建设发展的速度越来越快,土木工程的数量也在增加,由此对于工程的质量也就有了更高的要求。在土木工程施工中,地基基础对于建筑的结构安全有重要的影响。不同的建筑性质,不同的基土的性质,对于基底的设计方案都不同的影响,所以需要根据实际情况制定完整合理的设计方案,确保地基基础的稳定性,为土木工程的质量打下坚实的基础。

参考文献

[1]杨利民.复合地基综述[J].山西建筑,2002,(4):22-24.

[2]刘炳秋.地基基础设计的探讨[J].国外建材科技.2008(04).

[3]刘玉,徐军.地基基础设计若干问题探讨[J].工程建设与设计.2002(06).

作者身份证号: 230521198508203510

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