淺探建筑結構設計中的基礎設計

何進

摘? ? 要：基礎設計是建筑結構設計的關鍵組成部分，影響著建筑施工質量與安全，設計人員在進行建筑基礎設計時，應充分考慮多種因素與各個細節，提前做好調研工作與準備工作，保證設計方案的科學合理性。本文主要介紹基礎設計的類型及要點，對重要性與影響因素進行分析，以提高設計人員的基礎設計水平。

關鍵詞：建筑結構設計;基礎設計;建設質量

1? 引言

基礎設計對建筑物的安全質量具有決定影響，在一定程度上還影響著整體建筑行業的發展進步。為提高建筑施工質量，保證建筑使用安全，設計人員必須保證基礎設計類型的正確性與合理性，努力提高施工安全系數，以此增強建筑結構的穩固能力、抗震能力、抗變形能力，從而確保建筑工程質量得到提升。

2? 建筑結構設計中基礎設計的重要性

2.1? 保證建筑施工安全

建筑結構設計中的基礎設計與建筑施工安全息息相關，設計人員在進行建筑基礎設計時，需要綜合考慮地形地質、水文氣候、社會環境等多種因素，根據地勘資料確定基礎設計類型，以此保證基礎設計的科學性與合理性。例如，基礎設計不合理，會大大降低建筑物的承載能力與抗震能力，在發生地震等災害時，會給使用者帶來嚴重的二次傷害，即便沒有遇到地震，一段時間之后也會出現墻體開裂或不均勻沉降的問題。

2.2? 縮短建筑施工周期

科學合理的基礎設計在極大程度上可以縮短建筑施工周期。主要原因是施工人員按照設計圖紙開展實際工作時沒有遇到影響施工進度的問題，例如，圖紙數據與實際情況不符、設計方案復雜且難以理解等。由于不需要返工，施工效率自然得到有效提高。

2.3? 控制工程施工造價

由于基礎設計具有合理性與科學性，所以人力、物力、財力可以得到充分利用，工程造價自然會降低，有利于促使建筑施工實現經濟效益與社會效益的有機統一。據調查研究顯示，基礎設計占據整體建筑結構工程項目造價的20%，如果建筑項目屬于大型工程，那么基礎設計占據的比例還會提高，因而設計人員必須對基礎設計加強重視。

3? 建筑結構設計中的常見基礎設計類型及要點

3.1? 獨立型

獨立型基礎設計在建筑結構設計中較為常見，主要優勢是造價較低、適應性較強且抗震能力較好，目前常見獨立型基礎設計形式大致包括坡形基礎設計、梯形基礎設計、杯型基礎設計等。獨立型基礎以地基土為持力層，因此設計人員在進行該項設計時，應重點關注地基土相關問題，例如，地基的夯實密度、地基土的壓縮性、局部受壓能力等，避免建筑物因地基壓縮出現不均勻性下降。

具體設計過程中，設計人員需要對壓實密度進行測算。如果測算出來的壓實密度較大，則說明地基土的承載能力較強，可以將基礎設計定義為剛性建筑基礎，如果計算結果較小，則證明地基土的承載能力較弱，應將其定義為柔性基礎，并同時設計出應對地基處理方案。

3.2? 樁型

樁型基礎設計因其性質影響，相較于獨立型基礎設計具有較強的承載能力，更適應土質較硬的區域。當建筑施工區域處于土層較為堅硬的地域時，設計人員可以根據實際施工情況對樁型基礎設計進行適當改變，例如，對于框架式建筑結構，可以在保證樁型基礎設計不變的前提下，適當添加布樁，以此實現調整建筑基礎支撐力的目的。

由于樁型基礎設計的承載力強，所以它既可以應用于建筑基礎設計，又能被用來進行建筑基礎加固。設計人員在進行該種基礎設計時，應嚴格按照標準施工規范開展工作，為了進一步增強樁基承載力，設計人員可以適當延長基礎中樁身長度。

3.3? 筏型

筏型基礎結構即樁筏基礎結構形式，該結構包括樁基和筏板基礎兩部分，其中筏板為鋼筋混凝土結構，但此處的樁基不同于常規的基礎結構，其指的是人工地基。在一些沿海城市的建筑基礎結構設計中，因基巖層所處的地層較深，無法達到傳統嵌巖樁的施工要求，因此多半會選用樁基礎。然而摩擦樁又存在承載力不足的缺陷，在部分特殊施工情境中，樁基礎結構難以充分承擔高層建筑、超高層建筑的上部荷載，此時就需要引入較新的筏型基礎結構。筏型基礎非常適用于建筑上部結構荷載較大、地基承載能力無法適應上部荷載承載力要求、易發生基礎沉降的工程，另外存在地下室的建筑中，也經常使用筏板基礎。筏型基礎中的樁基與筏板相配合，施工過程通過地基自然沉降、固結、收縮等處理，可在樁基與土層之間形成穩定的協調配合關系，使構件穩定在受力平衡狀態，由筏板下部土層及摩擦樁同時承擔來自建筑上部結構的荷載。

筏型基礎設計中，需注意應力主要由最大層面承擔，因此必須將摩擦樁均勻設置在筏板周圍，確保樁分布密度合理，采用梅花樁的布置方式。為確保筏型基礎的穩定性、承載能力最大限度發揮，可結合摩擦樁特點，適當提高樁身直徑，并根據建筑基礎結構對抗彎、抗剪性的需求，合理設計筏板厚度。

4? 影響建筑基礎設計質量的因素

4.1 上部結構剛度影響基礎受力

在建筑上部結構剛性過強條件下，若是地基發生變形，建筑的各豎向構件都會發生沉降問題。假設在設計建筑基礎結構時，先將基礎豎向構件端部的抗轉動能力忽視，基礎梁的不動鉸支座由這些豎向構件支撐，便能夠實現倒置基礎連系梁，但是基礎底部會因為反力作用承擔較大外荷載力產生局部彎曲。在建筑上部結構柔性過強條件下，地基變形對建筑基礎不會產生制約作用，但基礎梁在發生局部彎曲問題時，建筑基礎整體需要承擔較大的壓力。在實際建筑基礎設計中，基礎受力的分布、大小、形式存在一定差異，建筑上部結構剛度大多屬于二者之間，若是想要保證建筑基礎設計質量，必須重點考慮上述因素，避免上部結構剛度在內力的影響下不斷提高或降低。

4.2? 基礎剛度影響基底反力分布

建筑的基礎剛度對基底反力分布具有直接影響，若是建筑基礎剛度為絕對柔性，在忽視上部結構剛度的條件下，基礎荷載力無法傳遞擴散，只能將力反作用到地基上，盡管反力分布于荷載大小相同，但是由于方向相反，所以同樣會影響建筑基礎的穩定性。主要表現情況大致可分為：第一，荷載力相對均勻，建筑基礎在力的作用下會呈現出盆形沉降，若想保證沉降的均勻性，必須增強建筑基礎兩端的荷載;第二，基底反力的分布不僅與基礎剛度關系較為密切，還與土的類型、土變形特性、荷載大小與分布、土的固結與蠕變特性、基礎埋深和形態等諸多因素存在一定關系，需要設計人員著重考慮。

5? 結束語

綜上所述，基礎設計對建筑結構設計的穩定性、安全性具有直接影響，決定著建筑結構的施工質量與安全，設計人員必須要重視基礎設計，明確伸縮縫布設位置與寬度，以此提高建筑基礎設計的科學合理性。

參考文獻：

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