建筑地基处理以及结构设计探讨

张勇

沈阳市华域建筑设计有限公司 辽宁沈阳 110000

随着社会的快速发展，地基础处理水平的提高、施工设备的更新和施工工艺改进，地基处理技术正在快速提升，极大的提高了地基处理的效果，达到了安全、经济、施工速度快的目的。而对于建筑结构设计来说，地基基础设计是重中之重，如果地基出现问题，直接影响整个建筑物的结构安全，所以在当前的建筑物建设上，根据建筑物的功能及规模，合理采取相对应的地基处理方式和结构设计方式提升建筑物的地基质量尤为重要，以此保证建筑物的基础安全。

1 建筑地基处理

地基处理，主要针对的是软卧地基的处理，例如杂填土、淤泥质土、淤泥等土层构成的地基，主要解决的缩减地基的沉降，加强地基的承载能力。满足建筑物基础承载力及降低地基变形以满足规范相关要求。地基处理主要包括方法主要包括：换填垫层法、预压法、强夯法和强夯置换法、振冲法、砂石桩法、水泥土粉煤灰碎石桩法、水泥土搅拌法、灰土挤密桩法、石灰桩法、化学加固方法等。下面就几种常用处理方式作出简要介绍。

1.1 换填垫层法

换填垫层法适合应用于浅层软弱地基以及不均匀地基的处理，可以是整体换填也能够是局部换填，较为灵活。主要换填材料有砂垫层、素土垫层、碎石土垫层。不同的换填材料处理后的承载能力也有差异，根据建筑物所需处理后的地基承载力确定。操作简单，挖去不良土层，换填强度较高的材料，缩减地基沉降，提升地基承载力适应结构需求。换填垫层法通常运用于解决轻型建筑、地坪、堆料场以及公路工程等。垫层的施工品质检验务必分层实施，需在各层的压实系数满足设计需求后铺填上层土[1]。

1.2 水泥粉煤灰碎石桩法

水泥粉煤灰碎石桩通常是是由水泥、粉煤灰、碎石、石屑亦或砂加水搅拌而成的高粘结强度桩（亦成为CFG桩），桩、桩间土乃至褥垫层沟通构成复合地基。水泥粉煤灰碎石桩不仅用于承载力较低的土，对承载力较高但变形不能满足要求的地基，也可采用水泥粉煤灰碎石桩以减少地基变形，故此在建筑地基处理中的应用相当普遍。结构设计过程中，不仅提出承载力需求，还需要提出总沉降和差异沉降的要求。还需要给出褥垫层厚度，注意褥垫层对复合地基的调节作用。主要适用于处理粉砂、砂土、黏土粒含量不高的粘性土。水泥粉煤灰碎石桩可只布置在基础范围内，复合地基载荷试验是明确复合地基承载力、评判加固成效的关键性根据。实施复合地基载荷试验期间务必确保桩体强度，符合试验需求。实施单桩载荷试验期间为杜绝试验过程中压碎桩头，要对桩头施行加固。

2 建筑结构设计

2.1 结构可视化设计

BIM技术的可视化特点，可以帮助设计师仔细查看建筑结构整体布局与细节之处，更精准地找到设计漏洞，避免因设计方案引发更多问题。例如，楼梯高度是否符合标准，是否会碰到用户的头部，梁的尺寸是否影响建筑净空等，都可通过BIM技术中的可视化技术进行查看。由此可见，BIM技术于建筑结构可视化设计中具有不可忽视的作用，不仅保证建筑设计过程中的工作效率，还能提高工程建设的整体质量，在某种程度上提升建筑结构设计准确度，降低误差[2]。

2.2 结构计算模式的优化研究

因为建筑结构设计的优化设计内容繁杂，应该思考的细节点具备相应的难度，具备系统性和繁复性需求，因此为了确保数据的各层面合理完整，应该对有关数据参数实施汇总，同步根据科学计算需求，运用计算机系统对有关数据实施科学化整理以及解析计算。在实际建造结构的设计环节中，应该对各类建造的数据实施计算处理，处理的结构必须施行综合性探讨和解析，并认真对结果数据实施调整优化，保障优化的数据不会给设计带来影响，同样不会造成出现额外的约束条件。同步，为了更好地符合建筑设计作业的具体需求，于设计优化中，一般会采用多类型建筑机构的设计运算体系，如此于同一个数据实施更加精确化处理，为后续的参数优化给予更加准确的理论参考[3]。

2.3 建筑结构设计整体计算参数调整

高层建筑结构设计的掌控参数和调整方式，涉及周期比、剪重比、刚重比等几个关键性参数，参数的调试牵涉到构件截面、刚度和平面位置的变化，在调试环节中可能互相关联，需关注一定要做到面面俱到。分析刚重比的定义可以发现，刚重比与结构的侧移刚度成正比关系。即在结构的质量基本保持不变的情况下，结构的侧移刚度越大，刚重比越大；结构的侧移刚度越小，刚重比越小。结构的周期越大，地震的作用越小；结构的周期越小，地震的作用越大

应该注意，针对类似于框剪结构的组合系统，有个彼此刚度合适的问题。解析框架的剪切型变形曲线以及剪力墙的弯曲型变形曲线，能够看出，在下部楼层，剪力墙的位移不大，框架的位移相对较大，是剪力墙拉着框架来限制其层间位移角；上部几层则相反，剪力墙的层间位移角逐步加大，框架的层间位移角逐步缩减，框架反过来拉着剪力墙以限制其层间位移角。而调整剪力墙的刚度与部置是把握框剪结构的位移以及周期的关键措施，因此在框剪结构上部几层的层间位移角较大时，适宜减弱这几层的剪力墙刚度可以更为高效。

3 结语

综上所述，在建筑工程项目地基处理设计过程中，应注意结合项目当地的习惯做法及材料供应情况，遇到地质条件不佳的情况，应合理选择地基处理方式。经济、高效的完成地基处理，满足建筑结构所需承载力及地基变形允许限制条件。结构设计过程中应重视结构整体计算，重视概念设计。积极学习新方法，掌握新的计算软件，来应对越来越复杂的建筑方案，满足建筑需求。