房屋建筑結構設計中基礎設計探討

殷繼業

摘要：基礎設計作為建筑結構結構設計中至關重要的組成部分，直接關系到整個建筑的質量。但是，在實際設計過程中，受諸多因素的影響，導致設計存在著不足，從而使建筑工程受到影響。因此，在結構設計時，加強房屋建筑結構設計中基礎設計的水平極具現實意義。

關鍵詞：房屋建筑結構設計；基礎設計

中圖分類號：TU318 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）11—117—02

前言

基礎作為房屋建筑的地下部分，其設計是否科學和合理對于房屋建筑整體的安全性、適用性和耐久性都有著較為深遠的影響，如果基礎沒做好，就可能導致房屋建筑的不均勻沉降，導致墻體開裂等，同時設計方案也決定著基礎選型以及后續施工的合理性和經濟性，可見做好基礎設計是房屋建筑結構設計中的重中之重。

1高層建筑基礎設$-t概述

在進行高層建筑的基礎設計時，需要考慮的因素較多，其基礎的面積、承載力、內力及配筋等的確定，需要進行相應的計算才能取得準確的數據，所以在計算過程中需要結合工程地質勘察報告、上部結構類型、需要承受的工作荷載效應、施工技術水平及材料等多個方面的因素，只有進行周全的考慮，才能確保基礎設計時各項計算的準確性，確保基礎的安全和穩定。

目前在我國高層建筑基礎工程施工中，通常都會采用深樁基礎來進行施工，利用樁基礎進行施工，不僅施工較為簡單，而且樁基礎受力較為合理，可以使深部土層的承載能力充分的發揮出來。同時樁基礎與現代施工技術和材料實現了完美的結合，這有效的提高了樁基礎施工技術的水平，使其在基礎工程中發揮著更好的性能。

在實際工程施工中，由于不同的結構物對施工要求會有所不同，同時施工過程中地質條件和施工方法也會有所不同，所以會利用不同的樁和樁基礎來進行施工。目前在基礎施工中通常會采用端承樁和摩擦樁，由于端承樁其樁底處于巖層和硬土層中，土層具有較好的非壓縮性，這樣就有效的避免了樁發生沉積，樁具有良好的承載力。而摩擦樁主要是依靠樁側摩擦阻力來承擔豎向荷載，而且樁底土層也會對豎向荷載具有一定的支承力，但由于底部支承的土層具有可壓縮性，所以樁基的沉降量還是會較大的。

在房屋建筑基礎施工時利用樁基礎進行施工時，其受力方式有獨自受力和樁土共同受力兩種情況，其目的都是為了將上部結構的荷載傳遞給地基。在基礎施工時，如果利用天然地基，則無法對建筑物不同部位下的土層厚度進行有效的控制，所以土層薄、厚及缺失情況都會存在，這樣在建筑物上部結構荷載下不可避免的會導致沉降的發生，但利用樁基礎作為基礎工程承載時，其承載力則會傳遞給下層的硬土層或是巖石層，能夠更好的實現對建筑物沉降量實現控制。

2房屋建筑基礎設計的方法

2.1傳統設計方法

在基礎設計中，通過對過去一段時間國內外典型建筑基礎設計方案進行系統分析，從其中總結出一定的約定俗成的規律，并作為新設計方案的立足點，同時考慮各類型基礎各自的特點和適用范圍，并與房屋建筑自身特點、勘查資料相結合，從而選出合適的基礎類型，并經計算確定各項技術指標。

2.2共同作用分析法

在高層建筑基礎設計中，常常將上部結構與基礎和地基看作一個統一的整體，使三者之間保持力的平衡和協調的變形能力，與傳統設計方法相比，由于其考慮了上部結構的剛度，因此更具科學性和合理性，但同時這種方法由于涉及到的方面較多，因此設計難度也較大，對于計算機軟件和硬件的要求也更高，設計成本較傳統方法高出不少，因此只有在結構復雜的大型建筑基礎設計中才會采用。

3基礎選型和設計要點

3.1獨立基礎及設計要點

獨立基礎的造價較低，且對地基土具有較好的適應性，且抗震性能較好，因此在框架結構的民用建筑中普遍采用。對獨立基礎來說，其基礎設計應當根據地基土的特點而進行，如地基土的壓縮性較強、壓實密度較大，則宜設計成剛性基礎，除此之外則應設計成柔性基礎，以抵抗地基土壓縮帶來的不均勻沉降。根據實際情況獨立基礎可采用階形基礎、坡形基礎、杯形基礎中的一種或組合，獨立基礎一般設置于承重的柱下，與現澆混凝土柱整體澆筑，如柱采用預制混凝土柱，則一般將獨立基礎上部做成杯口形，將柱嵌入到杯口中并用細石混凝土嵌縫形成杯口基礎。

3.2樁基礎及設計要點

樁基礎的承載能力較強，主要用于地基下部土層較為堅硬，且地基上部承載力不足的場合，另外在基礎加固時也常采用樁基礎作為治理措施，由于樁身較長，可將上部荷載傳遞到地層身處。在設計樁基礎時，如果房屋建筑結構是框架結構，為減小各部位沉降的差異性，可在基礎中部加密布樁以及增加中部樁身長度的方式來調整樁基的支承受力方式。

3.3箱形或筏型基礎及設計要點

箱形或筏板形基礎主要用于地基土承載力不均勻以及高層建筑等對地基基礎承載力要求高的場合，另外，在有地下室的房屋建筑中也可采用筏板基礎，使其既發揮基礎的作用又可作為地下室的地面使用。箱型基礎和筏形基礎設計時的主要難點在于降低基礎整體的彎曲應力，因此可將上部結構與基礎看做一體，采用共同作用分析法進行設計，另外，箱形基礎和筏形基礎屬于大體積混凝土，施工中容易出現溫度裂縫，因此在設計時要予以充分考慮，通過設置伸縮縫來抵抗由于溫度變化導致的變形，寬度一般設置為20mm—30mm。樁箱基礎及設計要點樁箱基礎是采用樁基礎和箱形基礎，使兩種基礎共同承載受力的基礎，其抗彎剛度較高，卸載能力強，沉降量較小，因此常用于在軟弱地基上建設的高層建筑、重型建筑以及其他對沉降量要求嚴格的房屋建筑。樁箱基礎的設計難點在于布樁方式的選擇，由于不同方位地基土性質的差異性，如果采用滿堂布樁的方式就會使得各個樁體樁頂反力出現差異，對于基礎底板來說，各個部位受力不均，若要保證基礎的承載力就必須使底板具備一定的厚度；因此，實際設計中可通過調整布樁方式，即通過適當增加中間部位樁間距的方式，充分利用基礎底部樁間土的承載力，分擔基礎底板的受力情況，從而減小底板厚度。另外，如果上部結構采用剪力墻結構，則應當沿著剪力墻軸線方向布樁，以抵抗由于剪力墻自重可能導致的基礎局部受壓過大。

4房屋建筑結構基礎設計中應注意的問題

目前，我國的房屋建筑結構設計的發展現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，還需要不斷地在發展過程中進行適當的補充和完善。尤其是在房屋建筑結構設計中的基礎設計過程中，還需要注意以下幾個方面的問題。

4.1各因素對地基與基礎設計的影響

在進行建筑物基礎設計及地基設計中，由于很多因素均可對設計方案造成影響，因而，應根據實際需要對現有因素進行考量。第一，應結合實際勘測及地質檢測資料，對現場實際地質構造及地震情況等予以分析及了解，將獲得的環境及氣候數據等引入設計中，并以此為基礎進行基礎設計，盡可能將各種因素可能產生的影響降至最低；第二，由于地基土質較差，在使用換土墊層方式予以處理時，必須結合當地地質勘查情況，對土層厚度及其構造予以了解，以便對墊土厚度進行精準計算，在其厚度及寬度上，要滿足經濟性及安全性要求。在土質選擇上，一般以強度好的沙礫為主，以提升土層穩定性。

4.2環境溫度對建筑結構的影響

在進行建筑結構設計時，還需要對混凝土基礎產生影響因素予以考量，比如周邊環境溫度等。我們常見的混凝土基礎出現裂縫，其主要原因就是由于環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，都會在混凝土表現與周邊環境之間造成溫差，由于其應力時間較短，很容易導致混凝土表面出現裂紋。因此，伸縮縫的設置極為關鍵。而在伸縮縫設置上，必須按照設計標準進行，不能貪圖施工或者設計上的便利將其用后澆帶予以替換。同時，在設計中要時刻關注環境溫度可能對建筑結構造成的影響，對其進行精準計算后來確定伸縮縫的設定標準，以符合環境要求。在設計方案編制上，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。

5結語

總之，房屋建筑結構設計中的基礎設計是一項較為系統復雜的工作，設計人員要不斷地探索與發現，既要立足于建筑物整體，把握好關鍵部位、關鍵環節的設計，又要注重細節的考慮，掌握科學的設計理念，從而打造出科學合理的基礎結構設計，進而提升建筑物的整體設計質量，維護居民安全。