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山区房屋建筑结构设计中的基础设计

山区房屋建筑结构设计中的基础设计

摘要:针对现阶段山区建筑结构设计中基础设计现状,进行综合分析,并简要介绍了房屋建筑结构设计中基础设计原则、影响房屋建筑基础设计的几个因素,如房屋建筑上部结构、该地区的地质条件、工程施工条件等等,提出房屋建筑结构中基础设计要点,希望能够为有关人员提供良好的帮助。

关键词:房屋建筑结构;房屋建筑结构设计;基础设计

作为房屋建筑结构设计的核心,加强基础设计至关重要,基础设计和房屋建筑结构设计联系较为紧密,该项设计工作复杂程度较高,受较多因素影响,在实际的基础设计环节,要综合考虑外界因素,加强细节设计,保证建筑的各项功能得到更好发挥。

1房屋建筑结构设计中基础设计原则分析

为了更好的提升房屋建筑结构设计中基础设计质量,设计者宜把控好下列设计原则:(1)基础设计人员要主动和业主及施工单位沟通,收集项目场地临近建构筑物、挡墙边坡及排水设施等相关信息,保证基础设计方案在满足有关标准规范的基础上,更好的符合实际、提高可实施性和施工的便捷度,防止今后发生情况考虑不足及返工;(2)设计人员结合具体的基础设计情况,在开展设计工作前,全方位掌握房屋建筑工程的地质条件,保证基础设计方案与该地区的地质条件相符,进一步提高房屋建筑基础设计的合理性;(3)根据建筑复杂程度及所处场地复杂程度,准确确定基础设计等级。

2影响房屋建筑基础设计的几个因素

2.1房屋建筑上部结构

房屋建筑工程当中的上部结构采用何种结构形式、结构整体刚度、结构总高等,均会对建筑结构设计当中的基础设计产生较大影响。例如基床系数受上部刚度影响、基础埋置深度受总高影响、基础设计等级受上部复杂程度影响等,均对基础设计起着决定性作用。

2.2该地区的场地条件

通常房屋建筑工程施工场地的地形地貌、周边临近建构筑物、地基地质构造、水文地质条件等对基础设计影响较大。基础设计及施工是否会扰动周边既有建构筑物,周边建构筑物的是否对本场地基础设计产生影响,需通过勘察及认真分析确定;场地的地质构造是否存在裂隙、溶洞、鹰嘴等不良地质情况,对基础持力层底标高有较大影响;场地是否存在地下水,对基础底板抗浮有较大影响。

3山区房屋建筑结构中基础设计要点研究

山区地基,常规以下卧岩石层作为基础持力层,通常上覆粘土层或填土层,土层在同一场厚薄不均。因此,大部分情况下基础形式为桩基和独基或条基的混合基础形式。箱型基础、筏板基础、桩筏基础等形式较少采用且实用性不强。

3.1桩基础设计特点

由于以下卧岩层作为基础持力层,且以中风化岩石为主,岩石单轴饱和抗压强度较高,地基承载力特征值较高,故桩基础基本以大直径柱下单桩为主。山区土层分布不均匀,基岩面起伏不定,特别是喀斯特地质地区,基岩还存在溶岩较发育情况,受诸多不定因素影响,桩基侧摩阻力较难明确,故桩基础的受力模式往往以端承为主,单桩竖向承载力特征值即为基底面积乘以地基承载力特征值。下卧基岩经常会遇到裂隙、溶洞、鹰嘴等不良地质情况,基础设计时需特别小心,必须仔细认真阅读分析地勘报告,找到上述不良地质情况在建设场地的重点区域,逐个核对,结合地勘建议制定切实可行的处理措施。常规处理办法为桩基揭穿溶洞或跨越溶洞,即将桩底标高置于溶洞底部或在溶洞外设置双桩加抬柱转换梁跨越。山区桩基设计经常会遇到地勘钻孔与现场开挖实际情况不符出现超挖的特殊情况,此时需特别注意地勘钻孔所探明的基底下卧层深度是否满足规范要求(探明下卧层深度需满足3倍桩径及5m的要求),如不满足,则需进行补充勘察查明基底下规范要求深度内的基岩完整性,确保地基稳定及安全性。桩基成孔常规采用干作业人工挖孔或干作业机械旋挖成,通常人工挖孔桩需考虑做护壁,机械成孔桩不做护壁。由于人工挖孔从安全性、施工速度等方面均不具优势,故现在更多的工程采用干作业机械旋挖成孔。由于无法做护壁,旋挖成孔在回填区容易出现塌孔的情况,为避免此问题,设计和施工所采用的回填材料宜选用具有一定粘性的土或土夹石,且回填时要尽可能的提高压实系数。由于山区地基裂隙、溶洞较发育,孔桩混凝土浇筑时容易出现混凝土流失或窜孔的情况,故施工前宜充分熟悉地勘报告,找到溶岩发育区域,分析预判出现窜孔的几率,制定好切实可行施工方案,保证桩基施工质量。

3.2独立基础设计特点

独立基础设计具有较为显著的优势,例如,成本较低、抗震性能佳、实用性较强等优势。山区独基设计相对较简单,荷载较小且相对低矮的建筑,在地基土层较厚的情况下,可优先采用土层作为基础持力层。由于土层底基岩通常起伏不定,导致土层厚薄不均,则设计时应充分考虑该情况造成的不均匀沉降,通过调整基础断面和换填的等方式确保沉降计算满足规范要求,确保整体结构的安全性。但地基土层较薄且场地有较多基岩出露的情况时,不宜选用土层作持力层,则需选择岩石为持力层,采用桩基与独基混合的基础形式,该情况下,应注意相邻基础底标高高差过大造成基础间相互的影响,可采取适宜调整基础底标高的方式来减小此影响。以岩石作独立基础持力层时,经常会遇到基底为半岩半土或者基底有裂隙等持力层不完整的情况,地勘及设计单位需谨慎处理,采取有效的措施确保基础的安全稳定性。常规措施是先通过钎探等措施探明土层或裂隙的发展状况,如果其发展深度不深时,可直接将其挖除,采用素混凝土原槽回填至基底标高即可,如果其发展深度较深时,则需更改基底标高至下部完整岩石,超深在3m以内时,建议采用短柱基础,超深在3m以上时,建议改为墩基础或桩基础。在对房屋建筑结构基础进行设计时,设计人员还要综合考虑施工材料的使用,例如混凝土材料、钢筋材料等,钢筋混凝土结构性能的好坏,对房屋建筑结构设计中的基础设计安全性能影响较大,在房屋建筑结构施工环节,所采用的混凝土材料要满足有关施工规范要求,保证混凝土耐久性符合有关规定。

4结束语

综上,通过对山区房屋建筑结构中基础设计要点进行合理研究,如桩基础设计要点、独立基础设计要点,能够保证房屋建筑结构中的基础设计方案更为合理,有效提升基础设计方案的实施效果。对于基础设计人员来讲,要根据房屋建筑结构设计基础设计中经常遇到的难题,制定针对性较强的解决方案,有效避免设计不规范现象的发生。

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作者:杨通文 单位:贵州省建筑设计研究院有限责任公司