建筑基础的设计探讨

摘要：随着建设量的增加，建筑设计特别是建筑的基础设计备受关注，文章从基础的定义以及重要性着手通过对基础类型的分析，阐述基础设计的要点，并着重介绍桩基础在基础设计中的注意事项。

关键字：建筑基础；基础形式；桩基础；选型；

Abstract: With the construction of the quantity increase, the architectural design is the base of architecture design of special concern, this article from the basis of the definition and importance proceed through on the basis of the type of analysis, the basic design elements, and introduces emphatically the pile in foundation design of the matters needing attention.

Key words: building foundation; foundation; pile foundation; type selection;

中图分类号：TU2文献标识码：A

前言： 随着经济的日益发展，城市化水平的不断提高，建筑的建设活动也日益增多，建筑的建设过程存在着这样的特性。建设活动增多，建设量增大，建设的难度增高，建设的多样性也不断增加，建筑的质量要求提高。而建筑的建设过程中，基础是很重要的部分，建筑工程的最基本保障是对建筑基础的的保障，建筑物基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑，选择经济合理的基础型式。

1.基础的定义以及重要性

1.1基础：基础是建筑物和地基之间的连接体。基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。基础是建筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必须具备坚固、稳定、可靠的特点。

1.2重要性：地基与基础工程是建筑施工的主导工程之一，也是建筑施工技术最为复杂、难度最大、工期最长、占投资最多的分部工程。它的施工质量的好坏，直接影响到建筑物的安危和寿命，以及施工成本和工程整体的顺利进行。

2.基础的类型及选型原则

基础有三种基本的类型包括：天然地基、桩基础、桩筏基础。基础三大类型有不同的适用范围和形式。

2.1天然地基属浅基础，通常是首先考虑的基础形式。基础形式有扩展基础、筏板基础、箱型基础三种：扩展基础——独立扩展基础和条形扩展基础，其中分有筋和无筋两种。筏板基础——独立基础和条形基础扩大为“平面形”的基础。箱型基础——由“面形”基础发展为有空间刚度的“立体”基础。

2.2桩基础属深基础，当浅基础不能满足承载力或变形要求，或可采用浅基础但不经济时采用。

2.2.1桩平面布置原则：

• 力求使各桩桩顶受荷均匀，上部结构的荷载重心与桩的重心相重合，并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。

• 在纵横墙交叉处都应布桩，横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩，门洞口下面不宜布桩。

• 同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。

• 大直径桩宜采用一柱一桩；筒体采用群桩时，在满足桩的最小中心距要求的前提下，桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。

• 在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。

• 剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响，而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。

2.2.2桩端进入持力层的最小深度：

•应选择较硬上层或岩层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度，对于粘性土、粉土不宜小于2d（d为桩径）；砂土及强风化软质岩不宜小于1.5d；对于碎石土及强风化硬质岩不宜小于1d，且不小于0.5m。

•桩端进入中、微风化岩的嵌岩桩，桩全断面进入岩层的深度不宜小于0.5m，嵌入灰岩或其他未风化硬质岩时，嵌岩深度可适当减少，但不宜小于0.2m。

•当场地有液化土层时，桩身应穿过液化土层进入液化土层以下的稳定土层，进入深度应由计算确定，对碎石土、砾、粗中砂、坚硬粘性土和密实粉土且不应小于0.5m，对其他非岩石土且不宜小于1.5m。

•当场地有季节性冻土或膨胀土层时，桩身进入上述土层以下的深度应通过抗拔稳定性验算确定，其深度不应小于4倍桩径，扩大头直径及1.5m。

2.2.3桩形的选择：

• 预应力砼管桩基础具有很多优点：桩身质量在工厂里制作有保障，现场施工方便快捷，单桩承载力高，经济性好。桩端持力层一般为强风化岩层，有时以较厚的全风化岩层、残积土层或粘土层为持力层。最理想的地质条件是有效桩长为20m左右，桩端持力层为强风化岩层，持力层之上为粘土，粉土，残积土或不太厚的砂土，此时的桩承载力较高，可达到桩身允许强度，充分发挥作用，接头只有一个，经济性最好。但是通常并不适应强风化岩层之上的土层中有孤石存在，石灰岩地区只有微风化岩层而其上为淤泥土层。施工中有锤击法和静压法两种施工工艺，前者需要以贯入度控制终桩，后者主要以终压值控制终桩。在现场施工中通常需要控制桩节接头，放线定位，挖土侧压，桩端持力层等重要的节点。

•人工挖孔灌注桩具有单桩承载力高，可实现单柱单桩而简化承台设计，持力层能肉眼鉴别，施工现场可大兵团作战，总耗时少的有点。应用于孔深不太深，桩端持力层常为中风化岩或微风化岩层，如以强风化岩为持力层则需扩孔，孔深范围内无流砂或淤泥层，挖孔期间无地下水的情况。

•机械旋挖孔灌注桩具有避免人工挖孔桩常出现的人身安全事故，施工速度快，持力层的岩性可由挖出的碎块进行鉴别的优点。适用于桩端持力层可至中风化岩层，孔深范围内无孤石，无地下水时可干挖，有地下水时需泥浆护壁，以强风化岩为持力层时可扩孔。

•钻孔灌注桩俗称“万能桩型”，可适用于任何的地质条件。桩长几乎不受限制，桩端持力层可达微风化软质岩层，需泥浆护壁，以中风化软质岩层为持力层可扩孔，应避免沉渣过厚。可通过注浆方法提高其单桩承载力。

•钢桩（包括H型钢桩和钢管桩）工程费用昂贵，一般不宜采用。当场地的硬持力层极深，只能采用超长摩擦桩时，若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量，或为了要赶工期，此时可考虑采用钢桩。持力层应为较硬的土层或风化岩层。

•夯扩桩，当桩端持力层为硬粘土层或密实砂层，而桩身穿越的土层为软土、粘性土、粉土，为了提高桩端承载力可采用夯扩桩。

• 夯实水泥土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制。

• 水泥粉煤灰碎石桩法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层，保证桩、同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基，可用来提高地基承载力和减少变形。

•石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时，可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。

同时还有：冲孔灌注桩，振沉机械挖孔桩，沉管灌注桩等类型不再一一介绍。

2.3桩筏基础

桩筏基础是以上两种基础形式的组合，属特殊的基础形式。其形成有两种原因：一是采用常规的筏板基础时，地基承载力不够，必须由一部分桩基来支承；二是筏板荷载由桩承担而筏板下的地基土又有一定的承载力，不想浪费地基土的承载力而让其分担筏板一部分荷载，以达受力合理，经济性好之目的。

2.3.1由于是两种基础形式的结合，设计难度高，主要在于地基土和桩分担荷载的比例的确定。

2.3.2桩筏基础的桩通常是摩擦型桩而不应是端承型桩，且基本是均匀密布的。

现在我就大型基础设计中较多见的基础类型的桩基础桩型选择原则。

3结束语：基础设计关键是上部荷载准确性，上部荷载准确性关键是结构选型，即结构计算模型与软件的 计算条件（模型）吻合程度。象纯砖混，框架，剪力墙等吻合程度是好的，导荷准确，可直接用于基础设计。我们可以说基础的设计过程最重要的是定位以及选型，选型确定后，再根据相关的要点进行设计一般就不会出现大的纰漏。因此要进行多方位的比较，熟悉各种基础类型的特性以及适用性，只有这样才能更好的做好基础的设计过程。

参考文献：

【1】建筑地基基础施工质量验收规范GB50202—2002.

【2】张立思 软土地基处理技术在房屋建筑工程中的应用《中国房地产业》2011年03期

【3】王凤亮，《房屋建筑工程中地基处理施工技术的探讨》，《现代装饰(理论)》，2011年02期

【4】建筑地基基础设计规范》GBJ-7-89

【5】《建筑桩基技术规范》 JGJ94-94

【6】《建筑地基处理技术规范》 GBJ79-91