地基基础设计中几点问题探讨

摘要：多高层建筑的地基基础的不同方案，对工程造价影响很大，为节约投资，应该对基础进行多方位优化设计，达到精细化设计的目标。

关键词：地基基础;成本控制;结构

Abstract: The different foundations ofMulti-rise building, which has a great impact on the project cost. In order to save investment, the foundation design should be fully optimized, to achieve the goal of fine design.

Keywords: foundation; cost control; structure]

中图分类号: TU433 文献标识码：A文章编号：

前言

结构设计成本控制，设计前必须熟悉建设项目条件，灵活运用相关的结构设计标准规范、规程作为依据，提高设计的经济合理性。基础的工程造价在整个项目结构造价中占的比例较高，基础的经济技术指标对建筑物的总造价有很大影响。研究表明，建筑基础设计的潜力较大，在计算理论还不够完善的情况下，有足够的把握时应当想办法挖掘潜力。

1 基础选型与设计

设计单位首先应该认真解读地质资料，根据现场地质情况对多方案（三种以上）进行比较，也就是说，对基础的选型，应选择技术可行经济合理的基础形式，在确保建筑物安全的基础上降低项目投资额。应根据现场地质变化情况分区域分别选用基础形式，切忌以局部代替整体。现将基础设计中需要注意的几个问题介绍如下：

(1).基础方案确定的思路：一般情况下，采用不同的基础方案时，结构成本从高到低的规律是：天然地基、地基处理、桩基础。对于能采用天然地基的应该首先采用天然地基，如：持力层埋深不超过3米，地基承载力也满足上部荷载的要求，大部分可以设计成柱（墙）下独立基础的地质均应首先采用天然地基。

(2).基础的型式和布置，合理地配合上部结构的设计，满足建筑物整体性的要求，同时要做到便于施工、降低造价。从概念设计角度考虑，各种不同的结构体系各有其优选的基础形式。一般筏形基础的高层建筑，基础工程费用约占建筑总造价的10%~20%。对于一般高层建筑，宜优先选用筏形基础。

高层建筑基础设计比一般建筑基础要更复杂,总的来说,它具有荷载大、埋置深及要求严的特点,在选择基础型式时与建筑物的使用性质、上部结构类型、地质情况、抗震性能、对周围建筑物的影响及施工条件等有密切的关系。在一般情况下,在基础选型与设计时应考虑以下因素:当上部结构为框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小、柱网分布较均匀时,可采用柱下独立基础。在抗震设防区,其纵横方向应设连系梁,连系梁可按柱垂直荷载的10%引起的拉力和压力分别验算。当上部结构为框架或剪力墙结构、无地下室、地基较差、荷载较大时,为了增加基础的整体性,减少不均匀沉降,可选用十字交又钢筋砼条形基础或桩基,如仍不能满足要求,又不采用桩基或其他人工地基时,可以选用筏基。当上部结构为框架或剪力墙结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降限制较严、防水要求较高时,可选用箱基。当上部结构为框一剪结构、无地下室、地基条件较好时,可采用十字交叉钢筋砼条形基础或筏基。当上部结构为框一剪结构、有地下室、无特殊防水要求、柱网、荷载及开间分布比较均匀、地基较好时,可选用十字交叉刚性墙基础。筏基上柱荷载较小或中等、柱距较小且等距的情况下宜采用无梁筏板基础,当柱荷载相差大且柱距又较大时,宜采用梁板式筏基。当地基较差或很差时,采取上述各类型基础仍不能满足设计时,可选用桩基或其他有效的人工地基。高层建筑如遇下列情况,与深基础或其它人工地基相比较经济,且施工条件又可能时,可采用桩基:

1）地基软弱,作为天然地基,其承载力或沉降量不能满足现行规范要求时;

2）相邻建筑物之间相互影响,地基将形成过大的不均匀沉降时;

3）对沉降有特殊要求时;

4）限于现场既有建筑不允许开挖,又无其他施工手段时;

5）土层变化较大、厚度不均匀或下卧基岩面起伏相差较大而将引起过大的不均匀沉降时;

6）采用深埋天然地基,在经济上、施工条件上进行比较又不经济时。

2 桩和筏板基础设计时的几点注意事项

(1).桩基础多用于重型和重要建筑中，造价一般偏高，因此设计中必须力求做到安全，合理，经济。桩基础是施工过程中最不容易控制成本的项目之一，设计中需认真摸清复杂的地质情况，合理选择合适桩型、持力层。宜重点把握以下几点进行优化：

1）研究柱底内力取值，按规定柱底内力组合进行设计。

2）采用后注浆技术可大幅度提高桩基承载力。

3）采用变刚度调平。

4）合理利用地基土的作用。

5）在满足沉降要求的前提下，力求传力路径简单。如核心筒基础尽量不要设计成联合基础，宜设计成独立基础。

6）对于水位较高的地下室和短肢剪力墙、大跨度结构等的桩基础，经常需要考虑桩基的抗拔问题。抗拔计算结果往往由裂缝控制，即按裂缝计算的配筋远大于按强度计算的配筋。

(2).筏形基础主要有梁板式和平板式两种。当采用平板式筏形基础时，为满足局部抗冲切的要求，可以加设上翻或下翻的柱墩。筏板基础混凝土强度等级不宜过高，最好不要超过C40,对于一般高层建筑C30通常可以满足要求。对于悬挑板，不必把悬挑段内上部钢筋通长至悬挑板外端，单向板上层分布筋按构造设置即可。

在设计交叉梁板式筏形基础时，应注意不能因柱截面较大而使基础梁的宽度很大，造成浪费。在满足截面剪切要求的条件下，当柱宽小于400mm时，梁宽可取大于柱宽；当柱宽大于400mm时，梁宽不一定大于柱宽，可采用梁水平加腋的做法。筏形基础地梁无延性要求，其纵向受力钢筋伸入支座内的锚固长度、箍筋间距、弯钩做法均可按非抗震构件的要求进行设计。

平板式筏基厚度主要取决于建筑物竖向结构之间的距离、荷载分布情况，以及筏板向建筑物周边外挑的长度等因素，并根据抗冲切和抗剪强度验算来确定。我国实测筏板钢筋应力一般只有钢筋设计强度的1/10，究其原因：a.考虑上部结构共同作用，减小了底板挠曲和内力；b.由于底板混凝土浇筑后混凝土收缩产生一定的预压应力，使得筏板钢筋上下都处于受压状态，相当于有一定的预应力作用；c.筏板与地基之间存在摩擦力，使得筏板的变形受到限制。

3 结语

基础设计中经验的因素占得成分比较高，做一项经济的基础设计，需要详细考察地质条件，仔细研究地质资料及地区经验，综合分析各类实验数据，力求计算模型合理，与实际相符度较高。同时准确把握各类基础的经济技术指标，合理选型，准确计算，在有充分依据的情况下可以尽量挖掘承载潜力，保证安全，经济。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[s] 2010年版 北京：中国建筑工业出版社

[2]《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）[s] 2010年版 北京：中国建筑工业出版社

[3]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）[s] 2011年版 北京：中国建筑工业出版社

[4]徐传亮 光军 《建筑结构设计优化及实例》 [M] 2012年版 北京：中国建筑工业出版社

[5]李国胜 《多高层建筑基础及地下室结构设计―附实例》 [M] 2011年版 北京：中国建筑工业出版社