简析建筑工程地基基础设计等级的划分及其重要性

简析建筑工程地基基础设计等级的划分及其重要性

章长乐

安徽省城乡规划设计研究院安徽合肥230022

摘要:对于建筑工程设计而言，合理准确地划分地基基础设计等级是对每一个设计人员的基本的、也是非常重要的要求。建筑物地基基础设计主要内容是地基基础承载力验算和变形验算，而两者与地基基础设计等级的划分关系极大。笔者通过几十年的工程设计经验，比对《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）（以下简称《地规》）第3.0.1条,分析和探讨具体工程地基基础设计等级的划分及其对工程设计的影响，供建筑工程设计人员参考和借鉴。

关键词:地基基础；设计等级；工程

一、前言

建筑地基基础设计等级是按照地基基础设计的复杂性和技术难度确定的，划分时应考虑建筑物的重要性、规模、高度和体型，对地基变形的要求，场地和地基条件的复杂程度，以及由于地基问题对建筑物的安全和正常使用可能造成影响的严重程度等因素。地基基础设计等级的合理划分，是工程设计的主要依据，设计人员根据划分的不同地基基础设计等级需要进行相应工程设计及计算，以确保建筑物安全，同时地基基础设计等级的合理划分对工程勘察、工程造价及施工具有很大影响。现行《建筑地基基础设计规范》对于建筑物地基基础设计等级的划分提供了大的方向及思路，具有指导意义，而实际工程设计中会遇到大量工程地基基础设计等级划分较为困难，甚至划分错误的可能。本文结合具体不同工程实例，以建筑地基基础设计规范为母本，通过分析比较，探讨不同建筑工程地基基础设计等级的划分类别及其对工程的影响，供结构设计人员参考。

二、建筑工程地基基础设计等级的划分

《地规》表3.0.1明确了各类建筑的基础设计等级，这个表格对于基础设计等级的划分具有指导意义。对于建筑单体体型、地质条件简单的工程，我们直接查找规范，就能准确地判断出基础设计等级，但对于建筑物体型、地质情况、周边环境条件复杂以及重要的工程，往往还是要靠设计人员自己去分析判断，确定合理的设计等级。

建筑工程基础设计等级的划分应从以下几点来综合分析判断。第一，从工程重要性上来分析，重要的工业与民用建筑物基础设计等级应是甲级。参照《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）第3.2.1条及A.1.1条可以看出《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）第3.0.2条中规定的特殊设防类建筑（甲类建筑）及重点设防类建筑（乙类建筑）基础设计等级应是甲级。关于重点设防类建筑，如果工程的规模比较小（单体面积较小，多层建筑）、地质情况简单、建筑物上部荷载大小相差不大、结构刚度和构造变化不复杂，地基变形容易满足规范要求，此时，地基基础设计等级划为乙级较为恰当。这类建筑最为典型的是中小学学校工程，例如中小学教学楼、食堂、宿舍楼、图书馆、风雨操场等一般都是多层建筑，体型也不是很复杂，在地质情况较为简单时，很多设计人员将其基础设计等级划为丙级，这种划分显然是不合理的，他们忽视了这些工程的重要性（抗震重点设防类）。第二，从工程复杂程度上分析。最为常见的是多塔楼或单塔楼结构形式（这种建筑物往往是塔楼与裙房连为一体）以及大面积地下室上有较多栋塔楼的建筑形式，这种建筑群体地上部分荷载大小相差悬殊，结构刚度和构造变化复杂，基础应力相互影响且很容易出现地基不均匀变形。塔楼层数超过30层的或塔楼与裙房层数差超过10层的（对于大面积地下室上有较多栋塔楼的建筑，塔楼地上层数超过10层的）基础设计等级应划分为甲级，除以上情况外，工程基础设计等级不宜低于乙级（有多层地下室的除外）。对于大面积地下室上有较多栋塔楼的建筑，就无上部结构的纯地下室基础而言基础设计等级宜同塔楼，主要考虑塔楼对纯地下室基础有着很大的附加应力且地基往往出现较大的变形差，特别是距离塔楼较近的纯地下室基础，设计人员应慎重对待，合理建模计算，避免造成工程事故。这类建筑还有一种情况是结构竖向高位收进类型，此种类型建筑荷载分布不均匀，基础设计等级不宜低于乙级。第三，从场地和地基条件、地质情况、周边环境条件复杂程度上分析。这点上，我们主要依据地质勘察报告、建筑总平面图及周边市政管网布置情况来划分工程基础设计等级。有的设计人员对于提供的已有条件的复杂程度往往把握不准确，造成基础设计等级划分不合理，甚至设计等级划分偏低的现象，这对工程有较大的安全隐患，是很危险的。《软土地区工程地质勘察规范》（JGJ83-1991）有明文规定：软土（软土泛指淤泥及淤泥质土）一般指外观以灰色为主，天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土。了解这个定义后，对于《地规》表3.0.1中基础设计等级为丙级的工程判断就很容易。所谓地质条件复杂是指地质灾害发育强烈，地形与地貌类型复杂，地质构造复杂、岩性岩相变化大、岩土体工程地质性质不良，工程地质、水文地质条件不良，破坏地质环境的人类工程活动强烈，属于这类复杂地质条件下的工程地基基础设计等级均划为甲级，介于甲级与丙级之间的为乙级就不难判断了。处理地基上的工程（地质条件不简单或原有地质条件不能满足上部结构承载力或变形要求），加建、改建、接建工程（属于对原有工程有影响的）等的地基基础设计等级均应不低于乙级。

以上几种工程地基基础设计等级的划分是设计人员经常遇到的也是最容易理解错误或把握不准确的。总之，建筑地基基础设计等级的划分需要工程设计人员根据提供的已有条件去综合考虑，在充分理解规范条文的基础上，准确地、合理地去区分。

三、合理划分建筑工程地基基础设计等级的重要性

地基基础设计等级对于岩土工程勘察、结构设计等都具有很大影响。第一，对于岩土工程勘察，不同基础设计等级所要求提供的勘察资料是有很大区别的。例如设计等级为甲级的建筑物应提供载荷试验指标、抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料；设计等级为乙级的建筑物应提供抗剪强度指标、变形参数指标和触探资料；设计等级为丙级的建筑物应提供触探及必要的钻探和土工试验资料。桩基础，对于勘探深度要求也不一样，具体可参照《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）第3.2.2条。第二，对于结构设计，基础设计等级不同所要求的设计及计算内容也不一样。基础设计等级为甲级和乙级的工程应进行沉降变形验算，基础设计等级为丙级的工程可参照《地规》第3.0.3条规定选择是否进行沉降变形验算。《地规》第10.3.8条规定，地基基础设计等级为甲级以及软弱地基上的乙级建筑物在施工期间及使用期间应进行沉降变形观测。不同设计等级的桩基其检测的方法和检测的数量也不一样，具体可参照《建筑基桩检测技术规范》第3.3节要求。综上所述，合理准确地划分基础设计等级，对于确保建筑物的安全至关重要，同时也直接影响工程的建设成本及建造时间。

四、结束语

建筑物地基基础设计等级需要根据地基变形、建筑物规模和功能特点以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度来合理划分。对不同设计等级的建筑物地基基础在地基承载力取值方法、勘察要求、变形控制原则等方面应根据规范要求，采取相应的勘察、设计方法。

参考文献

[1]滕延京、王曙光等.《建筑地基基础设计规范理解与应用》（第二版）

[2]滕延京、黄熙龄等.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）