浅谈影响建筑地基基础强度的因素与处理方法
摘 要：随着当代经济建设的飞速发展，城市的建筑发展不断崛起，特殊是建筑工程中的高层建筑盛行，对岩土地基的处理技术也有了较高的要求。本文针对建筑工程中高层建筑的岩土地基基础强度影响因素与对复杂地质条件下的地基处理办法进行探讨，并对相关的问题进行分析。
关键词：高层建筑 岩土地基 强度 处理方法 TU470
引言
高层建筑物的质量事故，大多与地基基础问题相连，在施工建设中，对地基基础实施有效地选择、设计、施工和处理，是保证建筑工程高层建筑物使用安全、节约投资的重要环节。
建筑工程高层建筑物的全部荷载都由地基来承担，受建筑物影响的那一部分地层称为持力层，建筑物向地基传递荷载的下部结构部分称为基础。基础的型式按埋深可大概分为两种：埋置深度不大，只须采用挖槽、排水等普通工序就可建造起来的基础统称为浅基础。浅层土质不良，而须把基础埋置于深处的良好地层时主要借助特殊的施工方法，建造深基础( 如桩基) ，地基基础的设计应满足下列几项基本要求。首先，要求作用于地基的荷载不超过地基的承载力，对防止地基土剪切和丧失稳定性方面有足够的安全度，其次，应控制地基的变形量，使之不超过建筑物的地基变形允许值，以免引起基础不利截面和上部结构的损坏、或影响建筑物的使用功能和外观；最后，基础的型式、构造和尺寸，除应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。
1 建筑工程地基强度的影响因素
建筑工程的上部结构具有很大的刚度，并且和基础与地基三者同处于一个共同作用的完整系统之中。建筑物的共同作用分析，一般说是颇为复杂的。因为，三者其中任一组成部分的某些变化都会直接影响分析的结果。工程实践中，特性多变的地基和形式不一的上部结构，构成了共同作用课题研究的复杂性。
1.1 基础刚度的影响
在建筑工程上部结构刚度和地基不变的情况下，建筑工程的基础内力随着刚度的加大逐渐增大，致使基础相对挠曲也会随之减小。因此，减小基础的内力，基础刚度应选择柔性的。然而，上部结构和基础是相互制约的，上部结构的内力随着基础刚度的减小而明显增大，这是因为上部结构中除由外荷载引起的内力外，还应包括由于基础差异沉降所引起的次应力。次应力的大小是同基础沉降差(相对挠曲)成正比，与基础刚度成反比，基础刚度的减小必然在上部结构中引起更大的次应力。所以，就减小上部结构内力而言，基础更多选择刚性为宜。
在实际工程中，基础方案即基础形式、刚度的确定，应视结构类型和地基条件而定。对于那些对差异沉降不敏感的，上部结构为柔性的结构物，主要能满足一定的使用要求，基础刚度的选择宜柔不宜刚。对于那些建立在高压缩性土上，上部结构刚度较大的结构物，由于对不均匀沉降的敏感性、顺从性，基础刚度的选择宜刚不宜柔。
1.2 地基刚度的影响
共同作用的分析还同地基土的特征有关。随着地基的变软，基础相对挠曲和内力均相应地增大；但是，当地基刚度增大到相当大的时候，上部结构的刚度对基础内力已没有什么明显的影响，因为，此时沉降和不均匀沉降已很小了，已不需要上部结构来帮助减小不均匀沉降了，原先存在于结构物各部分之间的相互制约、相互影响作用己得不到应有的发挥，当然上部结构的次应力亦可忽略。由此说明，在软弱地基上的建筑物考虑共同作用分析要比坚硬地基上的建筑物具有更重要的意义。
地基刚度的变化将引起上部结构中纵向结构受力的重分布，这是因为，地基刚度的变化使建筑物沉降和不均匀沉降亦随之变化，当地基刚度减小时，边部纵向受力结构加载，而内部结构卸载，这种现象又随着上部结构刚度的增大而加剧。
2 建筑工程岩土地基处理办法的分析
2.1 对软土地基的处理方法
因为软土地基无法满足承载建筑物的要求，因此，必须采取软土地基处理措施。当软土层厚度较小，采用换土垫层法就比较适应。换土垫层法是用压缩性较低松散材料来代替软土层。虽然垫层的材料不同，但是其极限承载力都是差不多的，这种方法在具有十分重要的作用。
一是能够使地基承载力大大地提高。因为软土地基的抗剪强度较差，如果用碎石材料来取代软土层，就能够使地基承载力明显地增强，从而使地基免受破坏；二是使沉降量明显地减少。条形地基具有较大的沉降量，如果采用密实砂来替代基础下部的软土层，就能够使沉降量得到有效地控制。因为砂垫层能够使应力得到有效地扩散作用，减少下卧层土上的附加应力，这样也会使下卧层土沉降量得到相应地减少；三是根据垫基材料具有较大透水性的问题，在软土层受到一定的压力后，这样就能够作为很好的排水面，基础下面空隙就会消失，使垫层下软土层得到更快的固结；四是有助于冻胀防止工作水平的提升。因为垫层材料的颗粒大、孔隙大，就不会出现毛细管现象，这样就能够严防结冰的冻胀问题，确保砂垫层的底面符合当地冻胀的特点。
2.2 对不均匀地基的加固处理方法
不均匀地基的岩土横向和纵向上的物理力学性质往往存在着一定的差异，其反力集中的现象往往比均匀地基更加明显，如果在进行基础设计时没有采取有效措施对其进行处理，就容易给工程埋下安全隐患。所以，在对此类地基进行基础设计的时候，除了要首先沿着纵横向设置钢筋外，还要采取以下几方面措施对其进行处理。
工程中的不同建筑物要尽量采取不同型式的地基。如果建筑物是建造在不均匀的地基土上，应该适当增加其基础刚度。层数较多的钢筋混凝土结构房屋的单独柱基应该沿着纵、横两个主轴的方向设置系梁，尤其是那些各柱基重力荷载代表值的差异非常显著的柱基或者埋深差异较大的基础。同一个建筑物的基础不应该设置在岩土性质截然不同的地基岩土层上。设置在不均匀地基岩土上的桩基础，其顶部和底部应该设置大于 1m 箍筋加密区，如果采用的是预制桩则应采用高强度的预应力管桩。对于设置在不均匀地基上的底、内框架房屋和多层砌体房屋应设置相应的基础圈梁。
2.3 高层建筑地基处理技术
高层建筑物通常选用人工地基浅基础或天然地基深基础，对于高层建筑从工程造价、环保及可持续发展角度应首选人工地基浅基础。高层建筑地基处理有一种称为复合地基技术，通过在地基中形成竖向或水平向增强体，组成复合地基以提高地基承载力，减少沉降。加固区是由基体（天然地基土体）和增强体两部分组成的人工地基，根据竖增强体性质可分为散体材料桩、柔性桩、刚性桩。复合地基是增强体与原地基土自始至终协同工作并共同承担外荷载，由于柔性桩和刚性桩与天然地基土性质（刚度）差别较大，所以在柔性桩（刚性桩）和基础之间设置一定厚度的褥垫层，使桩、桩间土和褥垫层共同形成复合地基。复合地基有如下特点：桩身强度比较均匀、施工速度比较快、不会受场地的影响、造价较低、无污染。
3 结 语
总之，在我国家经济不断发展的今天，城市的建筑发展显得尤为重要，但是追求美观的同时， 质量更加得到现代社会的重视。因此高层建筑中岩土地基的处理是最为关键的开始。
参考文献
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