广西工业建筑设计研究院有限公司 广西南宁
摘要：地基是建筑工程的首要环节，也是影响整体建筑质量的关键因素。尤其是高层建筑与日俱增的今天，地基基础有着不可推卸的重要作用。在建筑工程地基处理中软基处理和设计始终是热点问题，且软基处理在工程建设中时有可见。而在建筑结构设计合格与否的衡量过程中，需要对该建筑合理性、可持续性以及牢固性做出综合评估，针对这些特性来说以地基建设最为关键。为此，本文将着重探讨软弱地基结构基础设计等相关内容。
关键词：建筑工程; 软基处理; 结构设计
建筑结构设计是否合格，主要从安全合理、经济可行的特征入手。通过对既往建筑经验的分析，可知地基基础是建筑结构设计的核心内容。实际上建筑安全事故，多为不合理设计地基基础所致。针对复杂结构的软件若不恰当处理，便会导致地基沉降不均匀现象，继而引发地面或墙面裂缝，严重影响建筑物的使用，甚至威胁到建筑结构安全[1]。为此，软基结构设计时，必须符合地基在形变和对承载力的两方面要求，即首先要保证地基强度，并限制地基沉降量不均匀现象，尽可能提供给软基建筑使用安全的保障。
一、常见软基及其特点
（一）软弱地基介绍及其特点
随着我国国民经济水平不断增长，人们对房屋建筑的要求也越来越高，尤其是近年来我国城市化建设进程的加快，国家提倡要合理使用土地资源，为此，软弱地基的运用日渐频繁，特别是一些临海地区更为广泛。而通常软弱地基压缩层的构成成分，包括高压缩性土层或冲、杂填土以及淤泥和淤泥质土，介于此类地基在建筑工程中较为常见，为此当遇到地质复杂，且地基岩深浅悬殊较大，以及建筑工程位置不能做出适当更改的情况下，便会导致软弱地基薄弱问题暴露无遗。这也提示着软基处理过程中，必须根据地质不同形成条件，实施不同的处理措施及方法，只有选择恰当的处理措施，才能取得事半功倍的效果。
（二）建筑工程对软弱地基的要求
软弱地基的处理必须根据地基施工验收以及基础设计的规范，在确保建筑功能得到完全满足的情况下，尽量简单化建筑体型，若建筑体型过于复杂，则要根据建筑不同高度以及平面形状，考虑合理预留变形缝，同时保证每个预留变形缝的单元刚度适宜。而建筑物高度与荷载差异较大及平面转折的部位通常要设计沉降缝[2]。
结构方面必须坚持建筑物不均匀沉降及沉降量降低原则，尽可能选择轻型结构或材料以促进结构和构建的自重减轻，其中不排除基础自身。如果室内外具有较大高差时，最佳选择为多填土且架空楼板为主，避免建筑物在软基上受到不均匀沉降的影响。另外，高重视砖石结构的整体刚度，控制横墙间距，纵墙尽可能不转折或少量转折，注意横墙间距较大的情况下，采取基础虚埋措施增强基础整体刚度，且考虑设计必要的墙体封闭圈梁。
二、软弱地基结构基础设计方案
（一）暗桁架结构
地圈梁与基础底板以及其墙体相互组成的整体便是建筑工程中指的暗桁架结构。其主要是利用一种小截面构造的暗桩，按照一定间距将其设置到地圈梁与基础底板整个墙体之中，注意这种暗桩的配筋必须以GB50003-2011的砌体结构设计规范为依据，而暗桩的上下端必须紧密连接基础底板和地圈梁，以便彼此间桁架式结构体系的形成。通常其简化结构主要为：上下弦杆分别对应地圈梁和基础底板；竖斜腹杆则分别对应小截面构造柱和砖砌体。这种结构即便受到地反力的作用，暗桁架也能够有效发挥自身优势，限制地基不均匀特性，并制约建筑物沉降现象发生。可见，暗桁架与传统措施相比较，其优越性更大，尤其是低层建筑基础设计比起传统措施更具优越性。
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（二）粉体喷搅法
建筑工程中软弱地基的应用较为常见，为妥善处理软弱地基粉体喷搅法随之被提出。通常针对正常无松散砂土、地下水流动或是饱和黄土、淤泥质土、粘性土以及淤泥、粉土等正常固结的地基，可采取粉体喷搅法进行处理，因为粉喷桩在提高较大厚度软弱层的承载力上，具有较高的可行性。粉喷桩主要成分包括水泥，其实粉喷桩主要就是加固的水泥土体，常被应用于竖向承载的复合地基中。为此，设计时首先是搅拌桩长度以及置换率的确定。最好分别让桩径及其长度小于500㎜和大于15米[3]。该结构的持力土层承载力特征值在经过处理后足有160Kpa，但却要注意基础和桩间的褥垫层设置，厚度应控制在200~300㎜，主要以级配砂石、粗砂及中砂等为材料，20㎜以下的最大粒径为宜。如果粉体喷搅法处理范围之下有软弱下卧层存在时，必须根据国家GB50007-2011的建筑地基基础设计规范标准中的条例，验算下卧层的承载力。
（三）土垫层置换法
碎石、碎土、加筋土、灰土及矿渣等垫层处理方法相对较为常见。土垫层置换法主要作用原理就是采取高强度材料，包括如砂石灰土等实现地表层软弱土的置换，促进持力层承载力提高，进而使得应力扩散缓解沉降现象。土垫层置换法被广泛用来处理不均匀地基或是浅层软弱地基[4]。通常可否采取土垫层置换法，需要综合分析建筑体型、荷载性质、施工设备、填料来源及其性质和建筑结构特征等。注意在设计时要明确合理的垫层宽厚度，并对地基稳定性及沉降情况和承载力进行验算。
（四）基础桩结构
常见的桩基础结构包括长螺旋冲钻孔灌注桩与沉管灌注桩。通常建筑工程位置位于生活区的，为避免施工震动影响到周围居民正常生活，不建议采取沉管灌注桩。以某医院改造工程为例，设计师提供的改造图纸明确指出长螺旋钻孔灌注桩为其桩基础结构。但施工方出自经济性的考虑，擅自改动图纸按照沉管灌注桩施工，结果由于靠近生活区，严重影响到居民的正常生活，甚至不少老式住宅产生开裂危机，引发不必要的纠纷。最终又不得不根据原图纸施工，继而耽误工期导致无度浪费现象。
（五）对比分析四种设计方案
上述分析中指出粉体喷搅法和土垫层置换法通用性较强，适合多种类型的软弱地基土处理中，即大部分软弱地基土都适合应用这两种方法。就深度交钱的软弱地基土而言，以土垫层置换法处理较为常见，通常1~2米左右为其经济厚度，适用于低层建筑或多层建筑[5]。此外，粉体搅拌法也适用于多层建筑地基处理。而暗桁架则具有较高针对性，在其成分不均匀分布问题上解决更完善，故暗桁架更适应杂填土类型的软土地基土基础设计，一般在低层砌体结构的房屋中较为实用，具有经济高效预防沉降的作用，适用范围相对较大。但桩基础结构虽然具有较好承载力，可降低沉降量，其针对深基础，故造价更高，不适用低层建筑地基处理。
结束语：
上述给出的软弱地基结构基础设计方案并非所有，但在建造过程中较为常见，设计师在进行软弱地基结构基础设计时，要立足于软弱地基特征并遵循设计要点和原则，以免造成不必要的浪费或麻烦。
参考文献：
[1]韦松宏.建筑工程软弱地基的结构基础设计[J].建材与装饰，2015，（8）：28-29.
[2]甄真，杜勇刚.软弱地基的结构基础设计浅谈[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（11）.
[3]夏孝江.探究软弱地基基础的设计方法[J].建筑工程技术与设计，2015，（8）：465-465.
[4]单光成，赵慕楠.对软弱地基基础设计的探讨[J].门窗，2014，11：346-346.
[5]单洁琪.刍议软弱地基结构基础设计[J].门窗，2015，03：130-133.
论文作者:梁瑜婷
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/19
标签：地基论文; 软弱论文; 结构论文; 基础论文; 建筑论文; 桁架论文; 承载力论文; 《基层建设》2016年1期论文;