剖析建筑结构地基与基础的重要性

摘要：近年来我国高层建筑如雨后春笋般大量涌现。由于高层建筑的受力复杂，对基础的强度、刚度和稳定性的要求更加严格。因此，上部结构和基础、地基的共同工作问题，成为高层建筑分析中人们所关注的问题。本文对建筑基础分类及构造，基础埋深及地基和基础的关系作了详细阐述。因为在建筑结构的设计和施工中地基和基础是最为重要的，地基和基础是地下隐蔽工程，一旦发生事故就容易造成灾难性后果。本文探讨了建筑结构地基与基础的关系，并分析了施工中预防事故的措施。

关键词：建筑结构；地基；基础；事故

中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：

基础是建筑物地面以下的承重构件，它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载，并把这些荷载与基础自身荷载一起传给地基。基础是建筑物的组成部分；地基是基础下面承受荷载的土层，承受着基础传来的全部荷载。地基不属于房屋组成部分；地基每平方米所能够承受

的最大压力，称为地基允许承载力。地基基础的投资一般占整个建筑物总投资的10%~20%。

一、天然地基和人工地基

当地基有足够承载力，不需要经过人工加固，可直接在其上建造房屋，称为天然地基；土层的承载力较差，或虽然土层较好，但上部荷载较大时，为了使地基具有足够的承载力，对土层进行人工加固和改良，这种经过人工处理的土层，称为人工地基。人工加固地基通常采用）压实法、换土法、水泥搅拌和剂密法、化学加固法等方法。

二、基础的分类

3.1 基础类型

按基础的构造形式：可以分为条形基础、独立柱基础、联合基础（井格式基础、片筏式基础、板式基础、箱形基础）、桩基础；按基础受力特点：基础分为刚性基础和柔性基础；按基础所使用的材料：基础包括砖基础、毛石基础、混凝土基础、灰土基础、三合土基础、

毛石混凝土基础、钢筋混凝土基础等。

3.2 基础的形式与选择

刚性材料是指抗压强度高，而抗拉抗剪强度低的材料。如砖、石、素混凝土等；用刚性材料制作的基础，底面宽度扩大受刚性角的限制。从受力和传力角度考虑，由于土壤单位面积的承载能力小，上部结构通过基础将其荷载传给地基时，只有将基础底面积不断放脚加大面积，才能适应地基受力的要求。由于刚性材料抗压能力强，抗拉能力弱。因此，压力分布角只能在材料的抗压范围内控制。如果基础底面宽度超过控制范围，致使刚性角扩大。这时，基础会因受拉而破坏。刚性基础底宽度的增大要受到刚性角的限制。

3.3 刚性基础构造

毛石基础。抗压、冻、抗水、抗腐蚀性能好，剖面形式：矩形基础，底面宽度

3.4 非刚性基础

当建筑物的荷载较大时，基础底面加宽，如仍采用砼材料，势必导致基础深度要加大。这样，既增加了挖土工作量，而且还使材料用量增加，对工期和造价都十分不利。如果在砼基础的底部配以钢筋，利用钢筋来承受拉力，使基础底部能够承受较大弯矩，这时基础宽度的加大不受刚性角的限制，故称钢筋砼基础为柔性基础。为了保证钢筋砼基础施工时，钢筋不致陷入泥土中，常须在基础与地基之间设置砼垫层。

三、做好地基与基础预防事故发生

3.1 要精心设计，对建筑物场地条件要充分了解

首先，要做到精心设计、施工在全面、正确了解工程地质条件的基础上。根据建筑物对地基的要求。进行地基基础设计。如天然地基不能满足要求，则应进行地基处理。形成人工地。并采用合理的基础形式。地基、基础和上部结构是一个统一的整体，在设计中应统一考虑。要认真分析地基变形，正确估计施工后的沉降。还要做到按设计资料和施工规范的要求精心施工。

其次，要重视对建筑场地工程地质水文地质条件的全面、正确了解。一是根据建筑场地特点，建筑物情况合理确定工程勘察的目的、任务。工程勘察报告要能反映建筑场地工程地质和水文地质情况。二是做好工程勘探报告。工程勘察报告要全面反映建筑场地工程地质和水文地质情况，预防地基与基础的工程事故，不但对场地工程地质和水文地质条件全面正确的了解，要做到这一点关键要搞好工程勘查工作，要根据建筑物场地的特点，建筑物情况合理确定工程勘察目的和任务，勘查工作是设计的重要称序，决不能忽视而不做，也不能随便做而不考虑是否适用。特别是对复杂的、软弱的地基，更应慎重对待。即使对单层的一般性建筑，也不能不做勘查。

3.2 做好地基与基础的加固措施。

首先，用物理性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不良土体，形成双层地基或者复合地基，以达到提高地基承载力，减少沉降的目的。具体方法有：换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、振冲置换法、沉管碎石桩法、强夯置换法、砂桩法、石灰桩法、EPS 超轻质料填土方等。其次，排水固结。排水固结是指土体在一定荷载作用下固结。孔隙比减小，强度提高，以达到提高承载力，减少沉降目的。具体方法有加载预压法、超载预压法、砂井法、真空预压与堆载预压联合作用，降低地下水位等。第三，灌入固化物。向土体中灌入或拌入水泥、石灰或者其他化学固化浆材在地基中形成增强体，以达到地基处理的目的。具体方法有：深层搅拌法、高压喷射注浆法、渗入性灌浆法、劈裂灌浆法、挤密灌浆法、电动化学等。第四，加筋。指在地基中设置强度高、模量大的材料，以达到提高地基承载力、减少沉降的目的。

3.3 测算好工程建设关键指标

地基承载力是建筑物地基基础设计中的一个关键指标。各类地基承受基础传来荷载的能力都有一定的限度，超过这一限度，首先发生的是建筑物具有较大的不均匀沉降，引起房屋开裂；如果超越这一限度过多，则可能因地基土发生剪切破坏而整体滑动或急剧下沉，造成房屋的倾倒或严重受损。地基整体剪切破坏事故，它造成的工程事故灾害很严重，必须引起土建工程技术人员的极度重视。设计人员应慎重对待工程勘查告提供的地基承载力建议值，严格计算基础的实际土压力，若对勘察告的建议值有怀疑，可以在做载荷试验验证。施工人

员在天然地基上建造大中型工程时，应复核设计地基承载力的合理性。一旦发生地基产生较大的沉降或倾斜，必须立即停工，会同勘查、设计和使用单位共同研究。采取必要措施，防止地基和建筑物发生灾难性破坏。

3.4 做好地基中暗沟、古墓等旧构筑物防范措施

建筑物地基槽开挖后，可能遇到许多局部异常的情况，例如：在地基土中存在有暗沟、古墓、古井、旧基础等已废除了的构筑物，其中在暗沟、古井内往往填充疏松的建筑垃圾或淤泥软土，形成局部的松软部位，可能引起基础局部严重下沉。导致上部墙体或结构开裂；如遇古墓、防空洞等中空构筑物，则可能引起塌陷事故，至于遇到旧基础、废化粪池等构筑物，它们往往比周围天然地基坚实得多，形成软硬突变，也会造成上部结构开裂。所以在地基基础施工中，遇到暗沟、古墓等旧构筑物是经常发生的。这时候最重要的是设法弄清情况，除进行必要的勘测、挖掘之外，虚心向当地人和工人请教，进行细微的调查研究，是十分必要的。

四、结论

综上所述，地基基础是工业与民用建筑结构设计的重要组成部分，建筑设计的成败，取决于基础设计方案选择是否妥当，以及基础设计能否适应建筑场地地基上的实际情况。建筑物下的地基土必须有足够的承担上部建筑物传来的荷载。其变形又必须在允许的范围之内。建筑物的建造使地基中原有应力状态。