地基基础是一个工程的重要组成部分，他关乎着整栋建筑的成败，更关乎着人民群众的生命安全。

 

　　1地基基础设计的重要性

 

　　基础是建筑物首先考虑和建造的部位，是一个建筑的根本和立足点。同时，由于基础深埋土中，地质情况复杂，变化较多，加上地下水的影响，使得基础设计的不确定性加大，增加了地基基础设计的难度。通过基础选型及支护方案的优化，可以有效的降低造价。所以，设计过程中应通过对不同基础形式的方案比较，择优而用，可以产生较好的经济效益。

 

　　2地基承载力的概念

 

　　地基承载力是指地基对基础及上部结构荷载的承受能力，其大小取决于地基、基础及上部结构等多个方面。极限承载力是使地基发生剪切破坏，失去整体稳定时的基础底面最小压力，亦即地基能承受的最大荷载强度。容许承载力：确保地基不产生剪切破坏而失稳，同时又保证建筑物的沉降不超过允许值的最大荷载。

 

　　3地基承载力的确定方法

 

　　工程实践中，确定地基承载力的方法有三类：（1）根据与载荷试验相关分析的经验数据确定承载力。（2）用土的抗剪强度指标通过理论公式计算，（3）用载荷试验等原位测试成果确定。

 

　　4高层建筑对地基的要求

 

　　4.1地基模型和土性变化时对“共同作用”的影响。当地基采用线性弹性模型时，随着结构刚度的增加，基底反力不断向边、端部集中，基底边缘产生过大反力是不可避免的。按此地基反力算得基础中点弯矩将比实测值大几倍。当地基采用非线性弹性模型时，地基反力的集中现象就有明显的改善。由此可见，在“共同作用”分析计算中，选择合适的地基模型是重要的。土性的变化对“共同作用”计算结果同样产生影响。当地基土弹性模量较小时，基础对土的相对刚度较大，地基的变形就比较均匀，而地基反力则显得不均匀，相对刚度对地基反力产生了影响。这种分析是弹性地基的分析结果，用于地基承载力较大的硬土是符合实际的。对于地基承载力小的软黏土，筏基边缘的地基反力由于超过地基的承载力，引起筏基两端的地基产生塑性变形，使得地基土应力重分布，产生比较均匀平缓的地基反力。

 

　　4.2上部结构刚度对基础约束的有限性，上部结构的刚度是指水平刚度、竖向刚度和抗弯刚度的综合。研究表明：随着建筑物层数的增加，水平刚度和抗弯刚度只是在最初几层增加较快，继而迅速减缓，趋于某一稳定值；而竖向刚度则随层数增加以某种规律增加，同样达到某一层时，趋于稳定。所不同的是比前两者多几层。可见上部结构刚度对基础的约束是有限的，不是随层数的增加而无限增加的。

 

　　4.3上部结构刚度对基础“共同作用”的影响结构刚度与施工条件、方式有着密切的关系，因此应考虑结构刚度的形成方式。其主要有：整个结构的刚度和荷载是一次同时形成的称为“一次形成”，本层结构刚度与本层的荷载同时形成的称为“通层形成”，本层结构的刚度对承受本层或后几层荷载无贡献的称为“滞后形成”。三种方式所形成的结构刚度所起的作用有所不同。

 

　　5地基基础设计中应注意的几个问题

 

　　5.1地基基础设计中的地基土与结构共同作用问题分析

 

　　共同作用概念源于高层建筑与地基基础共同作用，即是把高层建筑、基础和地基三者看成一个整体，并要满足地基、基础与上部结构三者在接触部位的变形协调条件。而地基基础共同作用是指：地基土与基础共同承担上部结构荷载。地基与基础之间的荷载分担比是根据基础变形协调条件确定的。由此可以看出：用沉降控制来设计地基基础正是地基基础共同作用概念的具体运用，地基处理或基础加固就是视基础沉陷量大小的控制要求确定地基补强的程度和发挥原地基土承载力的程度。影响地基土与基础的荷载分担比因素主要有：基础刚度的大小、地基土的土性、基础型式等。

 

　　5.2基础底板不宜悬挑过大

 

　　在基础设计中，当采用条形基础不能满足地基的容许承载力时，常设计成片筏基础。有时碰到地基强度还不足，往往把片筏基础底板沿外墙轴线向外悬挑，这种单纯为满足地基强度的作法是欠妥的，特别是房屋的山墙和外纵墙相交的转角处，纵横两个方向均有较宽的悬臂板挑出，该板的刚度远较其它部位小，使悬臂板变形过大，再加上建筑物地基的不均匀沉降等因素，很容易造成转角处邻近纵墙的墙体强度受到削弱，至使其底层的窗台下产生严重的开裂现象，直接影响建筑物的质量和使用。对于片筏基础的悬臂最好设置在建筑物的宽度方向。如不能满足上述要求时，通常可适当加深筏基的埋置深度，再在上面加铺预制板，将板底架空，以减少基础自重，做补偿式基础；或用短桩加固地基，考虑土与桩体的共同作用。当短桩支撑在下部的砂质粉土、粉砂土上时，效果更为显著。

 

　　6桩端进入持力层的最小深度问题

 

　　6.1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。

 

　　6.2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不应小于0.5m，对其他非岩石土不宜小于1.5m。

 

　　6.3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；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。

 

　　6.4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。

 

　　6.5对软弱地基基础设计的探讨。局部软弱地基的基础设计，采用不同的处理方式时应在满足地基承载力及土层不发生整体破坏的前提下，以基础的沉降量为控制条件，满足使用要求和地基基础规范允许的沉降量是可以做到经济合理的。在改变地基条件的情况下，还需配合改变基础的设计，一般情况下，变更基础的尺寸，可以有效地调整基底附加压力的分布和大小，从而改变地基变形量。当基底附加压力相同时地基的变形是随基底尺寸的增大而增大，而在确定的荷载下若增大基底面积，将会使地基的变形量减小。当然在验算地基变形，调整基底尺寸时还应考虑其它因素的影响。在软弱粘性土中采用碎石桩可以提高地基承载力，加速固结沉降，改善地基的整体稳定性。有关软弱土地基，处理的方式方法也有多种，同样又受各种诸多因素的影响很难用一种固定模式确定某种处理形式好，因此在场地条件不同的情况下，须经过分析研究再做决定。需要注意的是，对每个建筑工程都要求设计人员认真编制方案并进行方案的比较，综合评定基础类型，因此应加强对设计人员的管理。一个好的基础工程必须具备能安全地支承上结构并能巧妙地将荷载传递到下部地基中，它在能满足规范要求的前提下，尽量具有埋深较小，良好的稳定性能，又能将沉降和差异沉降控制在允许范围内，同时还要具有造价经济、施工简便、对周围环境污染小等特点。因此，要求设计人员在基础设计中，对所建工程的地基性质和地貌概况、周围环境进行综合分析；在设计计算中，对其参数、理论的精确度和适应性要进行研究，经多方案比较和调整偏差后，才能确定技术上合理、经济效果最佳的基础类型。在这一过程中，设计人员必须提出明确合理的观点，并形成书面文件。

 

　　7结语

 

　　以上是对地基基础设计的几个关键问题及讨论的阐述，希望大家在地基基础设计时能够做到经验与理论计算相结合，做到万无一失。

 

　　参考文献：

 

　　[1]GB50021-2001（2009版）岩土工程勘察规范[S]

 

　　[2]JGJ3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S]

 

　　[3]GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S]