有關(guān)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)設(shè)計的研究

■程文剛 ■中南建筑設(shè)計院股份有限公司，湖北 武漢 430071

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計是房屋建筑設(shè)計的重要組成部分，設(shè)計效果直接關(guān)系到建筑的安全性和穩(wěn)定性，及用戶的人身財產(chǎn)安全。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提出了更高的要求。而基礎(chǔ)設(shè)計又是建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計中至關(guān)重要的組成部分，因此，必須加強對房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)注和重視，確保基礎(chǔ)設(shè)計的科學(xué)性和合理性，以提升建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體水平。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要遵循的原則

房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要多方面的努力與配合，設(shè)計人員也要遵循幾個原則。一是，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，設(shè)計人員一定要從整個房屋建筑工程的整體著手，與業(yè)主進(jìn)行良好的、有效的、及時的溝通，確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計既符合客觀方面的需要，也符合主觀方面的需求;二是，設(shè)計人員在設(shè)計過程中要提前做好準(zhǔn)備。現(xiàn)代的房屋建筑工程在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計的過程中，將重點都放到了房屋建筑工程的地基、基礎(chǔ)、以及一些上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件(例如梁、板、墻柱等)方面，但是還是有一定的弊端，因為很多的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計并沒有完全地結(jié)合實際情況，容易在施工過程中遇到設(shè)計與實際情況不符的問題。

2 房屋基礎(chǔ)設(shè)計的選型

房屋建筑基礎(chǔ)的選型應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)、工程質(zhì)地、抗震防備要求、施工條件、環(huán)境因素以及周圍建筑物等多方面因素綜合考慮來最終確定。應(yīng)選用整體性能高，能滿足地基承載力和建筑物允許變形要求的基礎(chǔ)形式，最好能調(diào)節(jié)不均勻沉降。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中有幾種常用的基礎(chǔ)設(shè)計形式如下:

(1)獨立基礎(chǔ)

獨立基礎(chǔ)通常被用于柱下基礎(chǔ)中，由于柱荷載偏心距的不同，因而其基礎(chǔ)斷面有矩形及方形之分。如果柱距很大，使用獨立基礎(chǔ)會得到較高性價比，是其他基礎(chǔ)無法比擬的。如果建筑的框架體系為多層上部結(jié)構(gòu)，就最宜使用獨立基礎(chǔ)。同時，在諸多民眾建筑中，獨立基礎(chǔ)使用較多，效果也很明顯。

(2)墻下條形基礎(chǔ)

實際中，混凝土剛性基礎(chǔ)較為普遍，由于混凝土具有很高的抗壓性能，但因為其抗拉及抗彎效果一般，也被用于壓縮性小且地基承載力較好的中小型民用建筑中。其優(yōu)點為使用方便，成本投入低，可根據(jù)實際情況隨意使用。另外，如果建筑地基不夠均勻或承載力小，上部結(jié)構(gòu)所需承載力又大，便可以使用鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)適用于基礎(chǔ)埋深很大，并且設(shè)有地下室的建筑。

(3)柱下條形基礎(chǔ)及十字交叉基礎(chǔ)

如果建筑物地基承載力很小，上部結(jié)構(gòu)又需要載荷力很高，這就對基礎(chǔ)形式的選擇提出了更高要求。因而，在這種情況下，柱下條形基礎(chǔ)得到了廣泛應(yīng)用。這種基礎(chǔ)形式的特點為:剛度大，對沉降的均勻度可適當(dāng)調(diào)節(jié)，經(jīng)常被用于柱間距不大的情況。而十字交叉基礎(chǔ)則適用于柱荷載較大而地基承載力較小的情形，既定目標(biāo)很容易完成，但在實際中卻不能隨意應(yīng)用。

(4)樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)的特征一般為沉降量且承載力大。如果地基強度不夠或者有變形情況發(fā)生，便可以使用樁基礎(chǔ)。其適用情形主要包括:①建筑物其地基承載力較小，其上部機構(gòu)載荷很大，且在建筑物下部其土層堅實，可以為樁端提供一定支持力;②建筑物淺基礎(chǔ)沉降量無法滿足實際要求，哪怕進(jìn)行處理也于事無補的情況下;③建筑物本體很重要，地基承載力很高，但由于對建筑物本體沉降力要求很高，便可以酌情予以采用;④建筑物底部土層很薄，土質(zhì)很差，出于土方量的限制，在不能使用條形基礎(chǔ)的情況下，酌情考慮使用鉆孔灌樁法。

(5)鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)

這種基礎(chǔ)以梁板式及筏板式為主，如果建筑物基礎(chǔ)底面積出現(xiàn)重疊，且基地承載力較弱及基礎(chǔ)間空隙小的情況。筏板式基礎(chǔ)一般在地板結(jié)構(gòu)多且在有地下室的建筑中使用較為普遍。同時，筏板基礎(chǔ)的選擇還可以根據(jù)建筑物載荷情況進(jìn)行選擇。其優(yōu)點為:剛度好，對沉降的均勻度可適當(dāng)調(diào)節(jié)。盡管筏板基礎(chǔ)使用廣泛，但還需要根據(jù)實際予以選擇。

3 房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中應(yīng)注意的問題

目前，我國的房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀從總體上來看還是十分不錯的，但是，仍有諸多還不夠成熟和完善的地方，還需要不斷地在發(fā)展過程中進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a充和完善。尤其是在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計過程中，還需要注意以下幾個方面的問題。

(1)各因素對地基與基礎(chǔ)設(shè)計的影響

在進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)設(shè)計及地基設(shè)計中，由于很多因素均可對設(shè)計方案造成影響，因而，應(yīng)根據(jù)實際需要對現(xiàn)有因素進(jìn)行考量。第一，應(yīng)結(jié)合實際勘測及地質(zhì)檢測資料，對現(xiàn)場實際地質(zhì)構(gòu)造及地震情況等予以分析及了解，將獲得的環(huán)境及氣候數(shù)據(jù)等引入設(shè)計中，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計，盡可能將各種因素可能產(chǎn)生的影響降至最低;第二，由于地基土質(zhì)較差，在使用換土墊層方式予以處理時，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)勘查情況，對土層厚度及其構(gòu)造予以了解，以便對墊土厚度進(jìn)行精準(zhǔn)計算，在其厚度及寬度上，要滿足經(jīng)濟(jì)性及安全性要求。在土質(zhì)選擇上，一般以強度好的沙礫為主，以提升土層穩(wěn)定性。

(2)環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的影響

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還需要對混凝土基礎(chǔ)產(chǎn)生影響因素予以考量，比如周邊環(huán)境溫度等。我們常見的混凝土基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫，其主要原因就是由于環(huán)境溫度不適宜造成的。比如，保溫層失去作用、暴雨或者溫度驟降等，都會在混凝土表現(xiàn)與周邊環(huán)境之間造成溫差，由于其應(yīng)力時間較短，很容易導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂紋。因此，伸縮縫的設(shè)置極為關(guān)鍵。而在伸縮縫設(shè)置上，必須按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不能貪圖施工或者設(shè)計上的便利將其用后澆帶予以替換。同時，在設(shè)計中要時刻關(guān)注環(huán)境溫度可能對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響，對其進(jìn)行精準(zhǔn)計算后來確定伸縮縫的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，以符合環(huán)境要求。在設(shè)計方案編制上，對于伸縮縫的要求明確說明，必須選擇適合的填充材料及制定切實可行的安裝方案。對于建筑物的頂層保溫及隔熱也需要采取有效措施，可使用溫度筋的辦法，在受溫度影響較大的位置予以配置。

4 結(jié)語

總之，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計是一項較為系統(tǒng)復(fù)雜的工作，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的起著舉足輕重的作用。作為設(shè)計人員，做好房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計是確保房屋建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵。這就需要設(shè)計人員不斷地探索與發(fā)現(xiàn)，既要立足于建筑物整體，把握好關(guān)鍵部位、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計，又要注重細(xì)節(jié)的考慮，掌握科學(xué)的設(shè)計理念，從而打造出科學(xué)合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)而提升建筑物的整體設(shè)計質(zhì)量，維護(hù)居民安全。隨著我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)今的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足時代的要求，還需要廣大實踐者和理論家進(jìn)行不斷探索，從根本上確保設(shè)計質(zhì)量，進(jìn)而確保房屋建筑工程質(zhì)量。

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