房屋建筑結構設計中基礎設計的分析

文/左克偉 天津華匯工程建筑設計有限公司 天津 300384

房屋建筑結構設計中基礎設計的分析

文/左克偉 天津華匯工程建筑設計有限公司 天津 300384

房屋建筑結構設計關系到建筑本身的安全性和穩定性，更關系到居住著的生命財產安全。現代結構設計因為概念和方法上的錯誤常常導致結構質量不合格，給社會經濟和生活帶來了嚴重影響。

房屋建筑結構設計；基礎設計

前言：

基礎設計是房屋建筑結構設計的重要節點。基礎工程涵蓋的范圍比較廣，它是衡量建筑工程整體質量和造價的重要指標。建筑工程負責人要結合建筑工程具體訴求，對基礎設計過程進行嚴格控制。

一、房屋建筑結構設計中需要遵循的原則

房屋建筑結構設計包含的要素比較多，需要各項工作的同步協調和配合。設計過程中，任一環節的疏漏，都可能影響房屋建筑結構整體質量。設計人員在結構設計過程中，要嚴格遵循以下原則。（1）立足于房屋建筑工程的全局，對其結構設計進行整體規劃和布局。同時，與業主建立良性互動關系，確保房屋結構設計與其實際訴求相匹配。（2）將前期準備工作落實到位。縱觀當前房屋建筑工程設計現狀，普遍以地基、基礎和上部結構構件設計為主，導致設計操作與實際工程情況相悖，嚴重干擾了房屋建筑結構設計的實用性，很難達到良好的應用效果，制約了我國建筑工程行業的快速發展。

二、影響房屋建筑基礎設計的因素

2.1上部結構

房屋建筑基礎設計過程中的相關因素都是相互干擾，且相輔相成的。房屋建筑基礎的類型、埋深和截面積等取決于其上部結構形式、墻體厚度和地上建筑高度等。上部結構設計過程中涉及到的相關要素比較多，其類型、高度和墻體厚度等都會對房屋建筑荷載的基礎分布產生嚴重影響。設計人員在上部結構設計過程中，要對基礎沉降、穩定性和抗變形能力等進行充分考量。

2.2地質條件

地質條件也是基礎設計承載力的重要影響因素。影響基礎設計的地質因素主要表現在兩個方面。首先，地基持力層特點。地基持力層與基礎連接都是承受房屋建筑負荷的主體。房屋建筑基礎設計過程中，要對持力層土質情況、承受能力參數和壓縮模量等進行嚴格控制，以保證設計過程中的合理性。其次，樁基穿越土層狀況。其主要影響要素有土層中地下水分布情況和樁基穿越性能等，設計人員要將其作為基礎選型過程中的重要評定指標。

2.3施工環境

施工環境包括自然環境和人文環境。環境溫度和抗震等級等都屬于自然環境范疇。鋼筋混凝土是基礎設計過程中的主體材料，環境溫度過低，會導致基礎開裂。設計人員要對施工過程中的環境進行嚴格控制，并對施工工藝進行改進，以確保在不同環境背景下都能夠達到良好的施工效果。同時，結合實際的基礎設計情況，對抗震縫的數量和位置等進行確定。

人工環境影響因素主要表現在兩個方面。首先，基礎設計過程中，外部人為因素導致的振動情況。其次，樁基入土后會對土體產生干擾，使土體產生相應的應力，從而對周圍建筑工程的基礎受力情況產生影響，并對地下管網造成擠壓和破壞。基礎設計過程中，要對外部環境進行嚴格控制，將施工過程中的人為干擾降到最低。

三、基礎選型和設計要點

3.1獨立基礎及設計要點

獨立基礎對環境要求比較低，并且具備造價和抗震方面的優勢。它在框架結構的民用建筑中應用比較普遍。獨立基礎設計過程中，要將地基土特點作為重要考量要素。如果地基土具有壓縮和壓實方面的優勢，將其設置為剛性基礎。反之，為柔性基礎。同時，對地基土壓縮導致的不均勻沉降進行控制。獨立基礎設計過程中，對階形基礎、坡形技術和杯形基礎等應用比較普遍。設計人員一般在承重柱下對獨立基礎進行設置，并將其與現澆混凝土進行整體澆筑。

3.2樁基礎及設計要點

樁基礎應用過程中，地基下部土層堅硬，上部承載力不足。樁基礎在基礎加固過程中應用比較普遍。樁身比較長，能夠對上部荷載進行有效轉移。樁基礎設計過程中，要對房屋結構進行充分考量，在基礎中添加密布樁或者增加樁身線長度，提高樁基的支承受力，并對不同部位的沉降情況進行嚴格控制。

3.3箱形或筏型基礎及設計要點

高層建筑對地籍基礎承載力的要求很高，或者地基土承載力不均勻，設計人員會對箱型基礎和筏板基礎進行應用。設計人員可以將筏板基礎應用到地下室設計中，作為地下室地面，以保障整體設計質量。箱型基礎和筏形基礎設計過程中，對基礎彎曲應力要求很高。設計人員要將上部結構和基礎作為一個整體進行設計。同時，箱型基礎和筏形基礎的體積比較大，施工過程中受溫度干擾。設計人員要設置伸縮縫對變形情況進行嚴格控制，并將寬度控制為20mm～30mm。

3.4樁箱基礎及設計要點

顧名思義，樁箱基礎是樁基礎和箱基礎的結合體。它具有抗彎剛度、卸載能力和沉降方面的優勢。主要適用范圍是軟弱地基上的高層建筑和重型建筑等。樁箱基礎設計過程中，受地基土性質的影響，很難對布樁方式進行合理選擇。布樁方式不合理，會對整體地基造成不良影響和惡性干擾。不同部位的受力情況也有所不同，其對基礎底板的要求比較高。設計人員要注重結合建筑工程具體要求和實際情況，對布樁方式進行合理調整，對中間部位樁間距進行準確設定，將基礎底部樁間土承載力發揮到最大，進而對基礎底板受力情況進行分配，以對底板厚度進行有效控制，從而達到良好的應用效果。與此同時，如果上部結構為剪力墻，設計人員要以剪力墻軸線方向為基準，開展布樁工作，有效避免剪力墻自重對基礎受力產生不良影響。

四、對房屋建筑結構基礎設計的建議

房屋建筑基礎設計過程中，要對其與上部結構的關系進行充分考慮，也要對各項要素進行假設，將基礎設計放在首要位置。同時，在基礎設計過程中，對相關影響要素進行綜合考量，并對其進行控制，將設計過程中的干擾因素和誤差降到最低，保證房屋結構基礎設計質量。

目前，建筑結構基礎設計原理是結構力學和彈性力學等。它的工藝流程比較簡單，可靠性好，并且適用范圍比較廣。城市化進程的加快，使得高層建筑的高度和數量逐年增加，加大了它的垂直荷載，使建筑工程的沉降因素難以保證。設計人員在框架結構設計過程中，要著重控制基礎的柔性和剛度，達到良好的設計效果。

結語：

房屋建筑結構設計中的基礎設計工作不僅關系到整個房屋建筑的安全性、適用性、耐久性，同時對建筑工程的成本也有至關重要的影響，因此作為設計人員必須高度重視基礎設計工作，注重細節，一方面使基礎能夠滿足房屋建筑的承載力要求，另一方面要努力控制成本，從而獲得更大的經濟效益和社會效益。

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［3］方玉樹.地基基礎設計等級若干問題探討［J］.建筑結構學報，2014， （07）：153一158.