建筑工程中地形高差处理设计思路研究

1张文菁 2郭超  1李勇

青岛北洋建筑设计有限公司

2青岛市公用建筑设计研究院有限公司

摘要：高层建筑基础选型因地而异，对地基条件良好的高层建筑，应该优先选择天然地基；对一些不良地质条件的高层建筑，需采取加固处理措施，并综合考虑多种因素，对具体细节进行优化调整，选择合适的基础形式。现阶段，我国高层建筑地基基础设计仍然存在一定的盲目性，容易造成工程建设中的资源浪费，甚至发生严重的安全事故。

关键词：建筑工程；地形高差；处理设计

引言

随着建筑业的迅速发展，建筑工程的设计水平得到了极大的提高。而在整个工程中，桩基基础的设计更是重中之重，它直接影响到整个工程的安全和质量，所以要充分考虑地基和桩的设计。地基基础是一种隐秘的工程，在进行设计时，必须经过现场的调查和综合考虑，并与施工相关的各种参数进行相应的计算，并据此进行桩基的设计。但在实际施工中，由于受到设计者和其他因素的影响，致使地基基础和桩基的设计中出现了许多问题，这些问题给施工带来了一定的影响，不仅会增加项目的整体造价，还会对项目的安全造成威胁。所以，必须对影响地基、桩的设计要素进行分析，并针对这些问题提出解决办法，以保证工程质量，既能满足人们的建筑需要，又能推动建筑业的健康发展。

1用地概况

项目位于湖南省吉首市光明北路与文溪河交汇处，占地面积31182m2，包含两块用地。主用地沿文溪河东侧呈南北走向，长约360m，东西长100m左右，最窄处仅40m。北临光明桥，南接光明东路，东面与向阳街民居为邻。跨文溪河园林苑桥用地单独供应，不低于洪水位区域。南侧青少年宫用地较为平坦，与周围高差较大。场地北侧与桥面有9m左右的高差；东侧与向阳街民居约有4m左右的高差；西面与文溪河道相邻，大部分低于50年一遇设计洪水位；南侧与光明东路约20m高差。

2建筑工程地基基础和桩基基础的地位

在建设项目中，地基是最基本的，地基的施工质量的好坏直接关系到工程的整体稳定，因此，有关施工部门必须对地基基础和桩基基础进行有效处理。在建筑结构中，基础的功能是承载整体的重量，尤其是高层建筑，其本身的承载力比较大，在后续的施工中，如果不能将力分散开来，很可能造成建筑物的倾斜，甚至坍塌。所以在对高层建筑施工的过程中要加强对地基的管理，这样才能为后续的施工奠定坚实的基础。在工程实践中，工程地基可以分为两类：人造地基和天然地基。人工基础施工成本高，施工周期长。自然基础主要是指有岩性的地区，在工程中不需要进行加固，岩体的强度基本能够满足工程设计的需要。但因场地较少，有时需要人工进行地基处理。在施工方面，桩基础的作用也很大，必须在工程区域内寻找合适的桩位。将适当比例的混合料填入桩孔，对地基进行加固。在桩基结构中，以承台和桩基为主体，在固定成桩结构中，常用的是地基桩基结构，以保证承台体的稳定性，提高成桩质量。在施工场地进行桩基的施工，可以使土壤结构得到最优的处理，使其达到设计强度的要求，进而改善建筑物的整体性能。目前，我国的国土空间日益缩小，建设项目的高度也在逐步提高，许多建设项目都是在复杂的环境下进行的，这就给施工工艺和质量管理带来了极大的挑战。在工程实践中，采用桩基基础可有效改善地基的工作环境，满足工程建设的需要，例如在软弱地基上采用桩基础，能显著改善基础的强度，有利于施工的顺利进行。

3建筑工程中地形高差处理设计思路

3.1场地分析

第一，对商业和住宅进行分区。沿规划路布置商业楼宇，在室内设置居民区，实现动静分隔。第二，创造舒适的宜居环境。住宅建筑基本为南北方向，既能保证各房间的采光和通风，又能获得较好的南向景观资源。第三，充分发掘用地的商业价值。该项目采用了双层结构，并在室内引入了商业区，充分挖掘了土地的商业价值。第四，按照经济性原则将产品的性价比最大化。在设计的过程中，尽量降低建筑的公摊面积，提高建筑的利用率。在建筑设计、结构设计、设备设计等各个环节中，应充分考虑建筑的经济性和实用性，确保建筑满足安全、美观、经济实用的要求。

3.2组合基础

现阶段，高层建筑结构应用较多的组合基础主要包括桩筏基础和桩箱基础两种。在地质条件受限、单桩承载能力较低、不得不局部满堂布桩或满堂布桩的情况下，通常将墙柱荷载经钢筋混凝土板传递给桩，一般称这样的基础为桩筏基础，其比较适用于软土地基上的剪力墙结构、框剪结构和筒体结构，能够利用高层建筑产生的巨大刚度，对基础高度不足进行弥补。桩箱基础主要通过箱形结构将上部荷载传递给桩，比较适用于软土地基上任何结构形式的高层建筑，也被称为万能式桩基，但其也是高层建筑桩基类型中造价最高的，而且组合基础的设计计算比较困难，没有完整统一的计算方法，因此，实际应用较少。

3.3环境协调

施工环境建筑施工环境主要包含自然环境和人工环境,自然环境的影响因素为环境温度、抗震等级,该影响因素主要针对钢筋混凝土这一施工建材,倘若施工环境温度过低,容易出现地基基础开裂情况;或者存在地震影响,需要设置抗震缝,确定抗震缝数量及分布等。人工环境影响因素为建筑施工振动、建筑施工打桩,桩基进土阶段会挤压周围土壤,产生一定应力,继而对基础结构及附近地下管线产生影响,因此在基础设计时,要尽可能避免该影响。例如,在对某项目进行抗震等级设计时,需要综合考量区域基本风压、风荷载整体计算的结构阻尼比、舒适度验算结构阻尼比、基本雪压以及地质情况等因素,计算该塔楼结构构件在多遇地震、设防地震、罕遇地震等不同地震烈度下结构整体情况,确定对应建筑结构的基础设计要点及方案,确保建筑抗震性能达标。

3.4交通系统规划

由于场地与光明桥相连，在保留了原车道的情况下，项目采用了多层次的交通组织方式。同时也考虑了道路开口对交通的影响，缓解现有的交通压力。第一层是位于光明桥的平层，以步行为主，连接商业街的平层，只在东北角和东南角的居民楼入口预留应急通道，实现了一种完全的人车分离、动静分流，有效提高了步行街的购物体验和安置住户的安全感。第二层是与东边住宅空间大致相同的空中空间，把西边的规划道路和与东边住宅交叉的部分道路调整至此标高，在建筑沿河一侧通过设置骑楼将人行空间与车行系统进行有效分隔，既保障了行人的安全，又为沿河的商业带来了更好的购物体验。地块东侧的道路稍微比原住宅地面高一些，沿路设浅层、深部商铺，其顶面是场地架空板，沿路引入阶梯平台与原有的巷道连接，既拓宽了空间，又具有较好的社会效益。

结束语

综上所述,民用建筑结构的基础结构为地基基础,发挥着支撑建筑物整体稳定性和安全性的重要作用。现阶段,社会发展对民用建筑提供了许多新要求,包括环保性、功能性、经济性、协调性等,设计人员在设计之前,必须做好地质勘察和基础选型,编制合理地基基础设计方案,合理计算各项参数,如地基埋深、地基承重力等,选择适宜独立基础或复合基础设计方法。在满足建筑需求和设计标准的基础上,尽可能优化基础设计,提升基础设计质量,从而提升民用建筑整体建设效果。

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