浅谈高层建筑地基基础设计常见问题及解决措施

浅谈高层建筑地基基础设计常见问题及解决措施

李阳,李磊,耿一鹏,李承泽,肖勇

辽宁工程技术大学 辽宁阜新 123000

摘 要：如今土地资源日渐紧张，高层建筑的空间利用率极大，将逐渐成为日后城市建筑的主流，地基对高层建筑有着重要的影响。本文探讨了高层建筑地基基础设计中常见的问题，并针对这些问题提供了对应的解决方案。

关键词：高层建筑；地基；基础设计；解决策略

随着社会的不断发展和进步，高层建筑逐渐成为城市建筑的主流，其规模日益增大且逐渐向着现代化、智能化、复杂化、多功能化发展，但土地资源也随之越来越紧张。所以对不良地质的土地的应用不可避免，这就对高层建筑的施工提出了更高的技术要求，其中首要解决的就是地基基础的问题。

1地基基础设计和岩土勘探的基本内容

1.1地基

地基是指建筑物下面支承基础的土体或岩体，对建筑起支撑作用。地基分为天然地基和人工地基（复合地基）两类，天然地基是不需要人加固的天然土层。人工地基需要人加固处理，常见有石屑垫层、砂垫层、混合灰土回填再夯实等。

1.2基础

基础是指建筑物地面以下的承重结构，是建筑物的墙或柱子在地下的扩大部分，其作用是承受建筑物上部结构传下来的荷载，并把它们连同自重一起传给地基。其构成包括基坑、承台、框架柱、地梁等。

1.3地基基础设计的要点

高层建筑相较一般建筑具有特殊性，基础设计的要求更加复杂，基础标准要求的更高，影响因素更多，因此设计要求也更多更高。基础设计对高层建筑的安全有着至关重要的地位，设计时首先要保证地基的牢固性可靠，还要有相当的抗压能力。这就要获取外部土质、坡度等信息和关于建筑上部结构质量的有关数据。根据所获对土层进行处理，以保证其满足相应要求，达到建筑结构承载力的标准。另外现在的地面停车位逐渐紧俏，由于高层建筑的多功能化，所以在设计时要考虑地下室及地下车库等的相关设计。

1.4岩土勘探

岩土勘探主要是对施工区域在施工时面临的问题或可能面临的问题进行详尽的研究和分析并对地质情况进行评价。工程地基根据地质特点、岩土种类、水文条件分为一级二级三级，其中三级地基最适合建筑，其岩土种类较单一，地下水对建筑施工基本无影响，地质情况稳定且空间分布比较均匀；二级地基略次，其岩土种类较多，地质情况略复杂，地下水对地基的施工建设略有影响；一级地基最次，其岩土种类较庞杂，地下水对地基的施工建设起到很大影响，必要时需要抽空地下水才能继续进行建设。岩土勘探的步骤是：首先是相关技术人员到现场采集样品、收集数据。然后对实地采集的样品和相关数据进行计算分析，最后根据计算所得的相关参数进行设计，得出合理的建筑模型后交由施工人员进行施工。

2建筑基础设计施工现存问题

2.1地基本身问题

我国幅员辽阔、地大物博，领土南北跨越的纬度近50度，造成我国地质种类较多，不同的地方地质特征相差较大，例如南方地质相较北方地质更松软，北方和部分高原地区有地域冻土或季节性冻土。地形特殊、地域冻土或季节冻土和地下渗水对地基的设计和地基的施工处理产生的影响较大，因此地基的设计要求较多，施工难度较大。施工现场的岩土种类繁多具体性质复杂多样，样品采集难度较大，数据分析困难。地基施工一但开始施工，就难以再对施工图纸作大规模更改，具有一定的不可逆性，因此前期的准备工作要尽可能的详细，对各种情况做好应对策略。

2.2施工人员自身问题

目前我国完善的技术体系还没有完全建成，部分技术人员文化程度不高，专业知识掌握较少，对施工进度产生不利影响。施工之前的岩土勘察和地基设计是必不可少的，部分技术人员专业技能不过关，对信息的采集不全面，数据处理不完善，导致建筑设计者被误导，影响建筑使用年限。还有部分人员过于重视形式，而忽略了专家的意见，导致工程质量和工期受到影响。

2.3管理监督体系不完善

因为我国幅员辽阔，地质情况各不相同，所以无法形成一套统一高效的监督体系，例如部分北方地区存在季节性冻土，因此适宜施工的时间并不充足，而相关的条例不完善，就有部分的施工单位为了赶工期，在准备工作并没有完全完成时就开始施工，导致工程规划的顺序被打乱，对工程施工安全带来隐形威胁。

现阶段我国建筑行业普遍存在对工程项目经费使用不当、过于重视提升利润，对地质勘探工作不重视，导致前期的岩土勘探工作被忽视，地质和水文数据收集不全面、不彻底。导致建筑基础设计工作进展缓慢，地基施工难以顺利进行。

3建筑基础相关问题解决办法

3.1完善施工前的准备工作

九层之台，起于垒土。岩土勘探和地基设计是建筑施工前的必要准备工作，也是施工的关键性步骤。要意识到准备工作的充分必要性和重要性，所以在要施工之前对施工区域的水文条件和岩土数据等资料进行全面详尽的收集。在岩土勘探时根据所在区域的不同地质条件和地形等因素选择合适高效的勘探方案，尽可能的提高工作效率，保证工程能够顺利进行。同时绘图人员要提高施工图纸的精度。根据勘探人员提供的勘探数据，设计出符合需求者要求且兼顾安全实用的高精度图纸。

3.2采用先进技术并提升相关人员的专业素养和水平

比较常见的地基处理办法有换土垫层法、砂石桩法、强夯法等，随着科技的进步和时代的发展，有很多新的技术出现，例如高压喷射注浆法、深层搅拌法和基于BIM的地基处理办法等。以基于BIM的地基处理办法为例，BIM是一种多维建筑信息模型集成技术，是建筑信息模型（Building Information Modeling）的缩写。在施工中把二维图纸转化为立体三维信息化模型，可以模拟施工过程，发现潜在问题，解决安全隐患，有力保障施工平稳快速进行。这种新型技术的应用可以极大避免施工中的常见问题。

以人为本是我国科学发展观的核心，由施工相关人员是施工的重要组成之一可以看出人是发展的根本动力，诚然新型的技术可以解决很多问题，但也要有专业的技术人员来操作，因此，在科学技术快速发展的现在，提高相关人员的专业素养是当务之急。施工相关单位可以定期组织有针对性的培训，并开展考核奖惩制度，尽快提升相关人员的专业素养和水平。

3.3完善相关制度

制定符合各地习惯和特色，利于地方发展的精准政策制度可以保证工程施工的有序性，保证施工安全，提升施工效率。规章制度的制定也不是一朝一夕可以完成的，各地各部门要落实好自身责任，不断完善不断改进，随着时代的发展不断进步。逐步建立岩土勘探数据库，完善各地岩土勘探数据，减少企业勘探成本，节约前期准备时间。功在当下，利在千秋。

4结束语

地基是高层建筑物的基础，其安全牢固与否直接决定了建筑物的安全性和使用年限。上诉的现存问题的出现会对高层建筑地基的设计施工产生影响，为了保证施工的正常进行和高层建筑的使用安全性，根据高层建筑地基基础设计中遇见各类问题选择不同的解决办法，为高层建筑地基打下良好的基础，保证高层建筑的安全性。

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作者简介：李阳（2001-），男，辽宁本溪人，现就读于辽宁工程技术大学土木工程学院土木工程专业。