关于地基基础设计中的一些浅见

雷园炉（江西匡正工程设计咨询有限公司）

关于地基基础设计中的一些浅见

雷园炉（江西匡正工程设计咨询有限公司）

在房屋建筑建设时，首先要打好地基，才能够保障整个建筑的稳定性与安全性，我国也在相关的设计与施工规定当中严格的规定了地基的设计与施工，以保障房屋建筑设计与施工的合理性。本文对当前地基基础设计当中所要注意的设计因素进行分析，总结如下。

地基；基础设计；影响因素；分析归纳

承接房屋建筑设计，在设计中对地基基础的设计处理可以说是慎之又慎。既要符合国家设计规范的要求，又要在确保结构安全的条件下，尽可能的节省工程造价。

我一直认为节省工程造价，建筑学方面的一些做法，包括功能、体型、外观、方案设计等，这是节约造价的重要和先决因素之一，而在结构设计方面（因建筑方案设计已经确定，我们相当于只承担了结构设计，），不是靠具体的梁、板、柱设计计算（这些，国家都有非常可靠的理论和计算公式以及强制性规范），而关键是结构选型（其实，在确定建筑方案时，高明的建筑师应能初步决定合理的结构选型，为此需要有综合能力强的建筑、结构工程师）。一般的情况，最具有不确定性、可讨论性的就是房屋的基础结构选型。尤其是地质情况较为复杂时，虽然有岩土工程勘察报告，报告中也会提出基础选型的建议。说实在话，这些建议往往是常规的，“安全性”较大的意见，而且其毕竟是“建议”。

1 基础选型，这是一个大的话题

不同功能，不同层次（高度），不同结构形式，不同的地域位置和地基条件，各种房屋的基础选型和设计当然是各不相同。选择最佳地基基础设计是结构工程师的聪明才智和学识、综合能力的具体体现。我仅就实际设计的工程中的基础设计及处理，谈谈我的做法和浅见，我认为，某些地域地质地貌相差不大，是否对其它项目或类似工程项目的设计有参考价值（当然任何项目是要具体问题具体分析），则只能是智者见智了。

2 现将拆迁还房等工程相关的岩土工程勘察报告简单摘录如下（经较具有代表性为例），地形地貌为长江南岸I级阶地，湖滨冲淤积地形地貌，地势平坦，地形标高14.6～16.19m。

3 土层分布

（1）素填土，结构疏松，未经压实，推填时间极短，不到一年，平均层厚为1.57m，液性指数IL平均值为0.5，承载力特征值为40kPa。

（2）粉质粘土，饱和，可塑——软塑状，最厚达10.8m，平均6.6mm，液性指数IL，平均值为0.64，标准值为0.671，承载力特征值为120kPa。

（3）淤泥质粉质粘土，饱和、软塑——可塑状，平均层厚19.66mm，液性指数IL，平均值为0.77，标准值为0.81，承载力特征值为70kPa。

（4）砾砂，稍密，层薄，平均层厚为1.29m，承载力特征值为250kPa。

（5）粉质粘土，硬塑，层较薄，平均层厚为2.59m，液性指数IL，平均值为0.17，标准值为0.192，承载力特征值为200kPa。

（6）圆砾、稍密，较薄，平均层厚 1.8m，承载力特征值为280kPa。

（7）强风化粉砂岩，层厚1.4m，承载力特征值为280kPa。

（8）中风化砾岩，平均层厚2.02m，承载力特征值为1500kPa。

4 地勘部门评价、结论与建议

（1）场地类型为软弱土、Ⅲ类场地，为抗震一般地段。

（2）建议采用深基础桩基，桩的类型可选预应力管桩或沉管灌注桩，桩径D=0.40～0.50m，桩长26.0～30.0m。

所看到的三份岩土工程勘察报告，评价、结论与建议基本上均为上述。

看到这样的报告，当然作为一般结构工程师，选择桩基当然不可厚非，尤其是地质报告中③层土，土质差，软塑，承载力低，②层120kPa，③层70kPa，土层又厚，选择桩必须穿过这二层土，所以桩身长也是理所当然。

所以这二期（三批）还房工程6层砖混结构，在设计上，几乎所有的设计院（本地和外地大型甲级院）都选择了桩基，长度也几乎达30m。这样大面积的采用桩基，需要多少台桩基施工机械？桩基需要检测，既费时，又费钱。因此基础的工程造价就非常高了，工期也相对的较长了。

那么有其它可行的基础形式吗？为此首先我们对要设计的房屋结构类型进行了分析，绝大数为砖混结构的多层5～6层，无裙房，结构均匀（如有裙楼应设沉降缝或沉降后浇带）。基本上为横墙承重或纵横墙承重为主 （少数为框架或底框结构）。所以房屋荷载基本上是大部分墙体分散承担，传递到地基上结果也必然是较为均匀分散在各承重墙下面，而不是像底框或框架结构，较为集中在少数柱子下面。相对而言，力量（荷载）的分散就非常有利于基础设计了。

在这里，想着重说明一点，基础设计有些人看起来或一般常说，地基土满足承载力要求即可，实际上这是不严格的。应该还要满足房屋克服不均匀沉降（尽量减少沉降），才是地基基础设计的关键，计算房屋的沉降是最主要，也是地基基础设计最终的目的之一。

就一般住宅或其它的砖混结构而言，其按面荷载，简单的、粗略的估计共大约为1.5T/m2（包括恒载、活载之和，特征值），如果做整板基础，②层土的承载力能够满足要求。如果采取一定的技术措施，使其（②层土）的上层部分承载力稍加提高，就不需做整板基础了。这时显然这层土现有的平均厚度达6.66m，肯定不是坏事，而是有利因素。因为厚，对其下卧层的验算那是非常有利的，所以尽可能采用浅基础。

同时②层土上的①层土很薄，为堆填时间不到一年的素填土，平均厚度为1.57m，将其挖掉，正好基本符合该房屋基础埋深的要求。因此：

（1）我们在设计时把房屋的埋深等其它因素综合考虑结果，尽量浅埋，即可可能保持②层土的厚度。

（2）②层土的上表层我们采取了换2：1砂石的处理办法，一般采用水夯法施工换砂石，厚度为1.2m左右，要尽量做得分层夯实。这种换砂石的施工方法，可使砂石层的承载力达18T/m2的承载力。

（3）换砂石之后房屋的基础我们一般采用条形基础，就完全可以满足上述房屋基础的设计要求（包括沉降的要求）。

（4）采用桩基础与换砂石条型基础相比，经过预算，桩基础比条形基础（按上部建筑面积计算）高140元/m2。

在一定的地基条件下，使用换砂石垫层主要有如下功用：

（1）提高浅基础下地基的承载力。地基中的剪切破坏是从基础底面开始的；随着基底压力的增大逐渐向纵深发展。因此，若以强度较大的砂石代替可能产生剪切破坏的软弱土，就可避免地基的破坏。

（2）减少沉降量。一般基础下浅层部分的沉降量在总沉降中所占的比例是比较大的。同时由于侧向变形而引起的沉降，理论上也是浅层部分占的比例较大，若以密实的砂石代替了上部软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。由于砂石垫层对应力的扩散作用，作用在下卧土层上的压力较小，这样也会相应减少下卧土层的沉降量。

（3）加速软弱土层的排水固结。砂石垫层透水性大，浅层软弱土层受压后，砂垫层作为良好的排水面，不但可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散，避免地基土的塑性破坏，还可以加速砂垫层下软弱土层的固结及其强度的提高。

这里我们强调一点，针对不同的项目，不同的地质情况，我们并不反对采用桩基或其它地基基础设计。但是对于桩基础，要认真考虑的是：

（1）采用什么类别的桩？桩的种类很多。对于一些所谓的“复合型”桩基一定要慎为使用。

拆迁还房工程 （六层底框，上面五层住宅，某院设计）。2008年12月交用户使用后每层多处墙体产生裂缝。专家一致认为是由于基础下沉造成。该房屋采用就是一种载体桩。已经过去十八个月了，沉降才趋于稳定。这种载体桩在桩端头的载体实际为改良桩基持力层的土壤。但是在某些地质情况下，其施工质量很难掌控。

（2）选择桩基要根据地质情况认真分析，桩基的受力类型（承载性）是端承或摩擦为主等。

（3）桩的直径和深度（持力层的选择），这是影响地基工程造价及工期长短的主要因素之一。例如：

前叙湖口金沙湾，新康达化工有限公司的多个多层车间原采用直径达80cm的钻孔灌注桩，桩长40m，因委托我公司监理，后经我们建议多次提出不宜采用钻孔桩。其（天津某院）后改为直径60cm的预应力管桩，桩长还是40m，后经我方再次建议改为直径40～50cmn，桩长由40m改为20m左右。该院曾多次表示担心桩承载力不够。后改我公司出施工图，工程完工已六年，到目前为止基础稳定、效果很好。基础节省投资近600万元。

因此桩基选择不当，也会出现质量问题或者过于保守和浪费。

任何地域或地块，地质情况往往是千变万化的，而房屋功能、结构、层次当然也是各不相同的。我单位承担设计的位于城西港区的柳工机械项目，房屋有办公楼（高层）、车间、实验楼各种层次，而其岩土工程勘察报告中的②层粘性土就较薄。换砂在这里就不行了。因而我们针对不同的单项房屋，对其的地基基础设计采取了不同的处理方法。

（1）高层、桩下荷载较大，我们采取了桩基。

（2）而低层或多层我们采用了强夯的办法，根据目前建设单位和强夯施工单位签订的合同，强夯造价按占地面积约30元/m2左右（单价根据设计要求有所不同）。如果地上为二层建筑，则造价15元/m2的地基处理费用，四层则7.5元/m2，因此在经济上是合理、划算的。

综上所述，房屋建设的不同选型、不同土层结构，房屋的不同建筑需求与建筑材料的选择，都会影响房屋建筑的地基基础设计，需要根据相关规定，对不同建筑需求与建筑结构进行区别对待，充分的综合房屋建筑的建设成本，采用最为经济、合理、安全、科学的设计方案。

[1]宋建夏，崔自治，史耀宇.关于现行建筑地基基础设计规范在应用中的一些问题[J].宁夏工学院学报，1997，03：53～56.

[2]陈思源.陈思源.关于教堂建筑设计的一些浅见[J].天风，2014，07：16～17.

[3]廖秋春，陈林子.关于建筑物地基基础设计的一些建议[J].建筑结构，1998，05：20～22.

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2095-2066（2016）15-0158-02

2016-5-10