探析民用建筑結構設計中的基礎設計

文／張海軍 北京房修一建筑工程有限公司 北京100000

引言：

當前，我國對建筑工程十分重視，并加大了優化力度。但在實際的民用建筑施工過程中，由于涵蓋的內容相對較多，施工流程十分繁瑣，施工難度頗大，致使施工質量和安全問題頻發。為增強民用建筑穩定性，必須要對建筑結構設計進行合理規劃，強化對基礎設計的重視，保證沉降以及傾斜等問題能得到有效控制，提高建筑的整體穩定性，進而為民用建筑工程的可持續發展打下良好基礎。

1、影響民用建筑結構基礎設計因素

在具體的民用建筑基礎結構設計過程中，為了能讓結構得到有效優化，提升基礎設計有效性，一定要從多個層面加以分析和考量，做好各個環節的優化改進，以確保民用建筑結構的穩定性和安全性能整體提高。在此期間，首先要對影響基礎設計的因素進行分析。

1.1 上部結構

在建筑工程項目施工作業開展過程中，主要可以分為兩部分，一部分為上部結構，另一部分為地基基礎。上部結構與地基基礎相互作用，共同受力協調。因此，設計人員在組織開展設計工作期間，需要對上部結構的剛度、強度特點充分明確，然后以此為基礎，有針對性地對地基基礎形式加以制定，以便后續施工工作的開展能順利且有序地進行[1]。

1.2 地質條件

現階段，民用建筑的功能不僅要為用戶提供較為安全且舒適的居住場所，還要賦予用戶在視覺上的良好體驗，保證房屋能夠具有較強的美感。因此，在進行基礎設計期間，需要對施工現場充分了解，認真地對施工現場進行勘察，掌握施工周圍的地質條件等資料。通常情況下，科學地對勘測工作加以開展，可以掌握擬建場地的地貌以及周圍建筑物等情況。并且，在具體的基礎設計工作開展過程中，應該選擇良好的天然地基，采取便捷且簡單的施工手段，提升設計精準性和科學性，盡可能地對地基變形問題加以規避[2]。

1.3 施工環境

在民用建筑基礎設計階段，由于天然地基無法滿足承載力和沉降量設計要求，需要對樁基礎加以利用。在城市發展過程中，在建筑物較為密集的位置，如果對樁基礎作業加以開展，很有可能會引發環境問題，對環境的危害相對較大，最終導致施工質量以及進度、安全等出現問題，如果情況嚴重，甚至會對企業經營造成干擾。并且，在施工作業階段，會對周圍環境產生震動以及噪聲等干擾，有時會造成無法挽回的損失。所以在這種情況下，要想確保基礎設計的合理性以及科學性，需要對樁基礎施工所產生的危害綜合考量，深入地進行研究，合理采取預防措施，保證設計的高效性及經濟性能全面增強。

2、民用建筑結構設計中的基礎設計原則

在民用建筑工程中，結構設計極為重要，而基礎設計作為結構設計中不可缺少的內容，發揮的作用非常大，所以必須科學對基礎設計加以開展。在建筑結構設計期間，要想強化基礎設計，必須嚴格的依照原則展開，只有這樣，才能增強設計規范性，保證建筑基礎結構設計與現代工程建設需求相一致，提升建筑物安全性和穩定性。

2.1 全面性原則

對于這一原則來說，主要是指在民用建筑結構基礎設計工作開展之前，不能只單純考慮某一方面的功能，要以全面性的眼光對建筑的綜合性加以考慮。針對民用建筑而言，房屋的使用壽命與人們生活質量有著極為緊密的關。通常，民用建筑的預期應用時長在70年左右，但實際使用期間，部分房屋的使用壽命只能達到40年左右。針對這一現象，主要是因為在民用建筑過程中，整體的施工較為粗糙，質量無法達到相應的標準和要求。并且，在建筑結構基礎設計期間，經常出現的一個問題，那便是設計人員過于注重美觀度，對建筑整體性重視程度偏低，違背了全面性原則，無法利用全面的眼光進行考慮和設計，致使設計缺乏合理性。對此，在今后的設計過程中，必須要嚴格按照這一原則展開，促進基礎設計合理性的提高[3]。

2.2 提前性原則

通常情況下，無論是哪一項建筑工程項目，在實際開展之前，必須將前期準備工作做好，所以在民用建筑結構基礎建設前期，應該做好基礎設計的準備工作，認真考慮每一個環節，確保施工作業能高質量地完成，提供基礎設計有效性。通常，基礎設計的準備工作涵蓋的內容相對較多，諸如建筑環境位置的考察，房主要求做出各種設計以及規劃等，依照具體的要求和標準，充分考慮實際要求的前提下，提前將施工期間可能遇到的問題以及施工重難點找出來，保證可以為后續施工基礎設計提供依據，快速將存在的問題解決，提高設計有效性。

2.3 突發性原則

設計人員在組織開展民用建筑結構基礎設計工作期間，必須要嚴格依照突發性原則進行。通常而言，基礎設計包含的內容較多，諸如需要依照具體用途以及實現功能來展開設計，對主次關系加以明確，將主要方面在設計中加以凸顯。并且，為增強設計的合理性，在基礎結構設計期間，問題的處理堅決不能以偏概全，不可以忽視全面性原則，需要做到量體裁衣，結合工程的具體建設現狀，有針對性地組織開展設計工作。

3、基礎結構類型分析

3.1 拓展普通基礎設計方式

對于這一基礎設計方式來說，具體包括兩種，一種為獨立基礎設計，該設計的受力比較明確，與其他類型的基礎設計不同，該設計具有較高的實施性，能為施工工作的開展提供便利，整個過程較為簡單。獨立基礎設計是當前應用較為普遍的設計形式，上部結構的承重方式可以借助單層排架結構完成。另一種為條形基礎設計，與獨立基礎設計相比，該設計在建筑結構中應用并不常見，范圍相對較窄。

3.2 樁基礎的設計方式

在具體的樁基礎設計過程中，應用的設計方式有兩種，一種為鉆孔灌注樁設計，另一種為預應力管樁設計。對于前者來說，在土木工程基礎結構施工處理中的應用比較普遍。對該設計形式加以利用，需要對后期施工操作的流程及要求加以考慮，以便在應用過程中能將設計的作用和價值充分發揮出來，確保后續施工能更加有序，可以依照現有的基礎結構穩定性來做好相應的處理工作。在操作環節，必須要對成樁區域和具體樁身的大小加以明確，以便鉆孔灌注樁在應用時，能與整個工程的基礎結構設計要求相一致，增強基礎結構的整體安全性和穩定性。對于后者來說，其運用也比較廣泛，在技術結構方面發揮著很大的作用[4]。因此，應該將預應力管樁設計工作做到位，以便預應力管樁設計的能效可以充分發揮出來。為確保管樁設計能達到最佳化，需要從多個層面加以優化和完善。比如：依照要求來對預應力管樁的直徑加以設計，直徑的確定務必要對整個基礎結構的穩定性加以考慮，以便其實用性能增強。在設計過程中，還需要從整體的角度加以分析，盡可能對各類干擾因素進行規避。針對預應力管樁的各個基礎組成部分，應該嚴格地進行試驗檢查，科學地加以篩選，確保能夠為后續施工作業的開展提供便利。

圖1 樁基礎施工現場

4、民用建筑結構設計中的基礎設計對策

為了能有效促進民用建筑結構基礎設計有效性和合理性，在具體的設計過程中，一定要從不同角度分析，諸如預埋深度以及穩定性等，精準地進行計算，保證設計效果在整體提高的同時，工程后續施工工作也能高效開展。

4.1 科學選取基礎埋置深度

新時期下，隨著城市化建設進程的不斷加快，建筑土地也變得越來越緊張，結合當前來看，我國民用建筑的具體設計過程中，大部分建筑都設計了地下室，除了要滿足埋置深度的要求，也要增加相應的使用功能。并且，對軟土地基進行高效利用，有效對建筑物的穩定性和安全性進行增強。因為城市建筑具有較強的密集性，新舊建筑物之間有很近的距離，在新建筑建設階段。所以，在具體的民用建筑結構基礎設計期間，為確保不會對原有建筑物產生影響，應該與新建筑保持距離，充分考量地基變形和穩定性等因素。此外，在結構設計期間，需要結合工程項目的具體現狀，針對比較重要的基礎部位，應該首先開展設計工作，讓設計合理性增強，以確保民用建筑結構的可靠性和安全性可以提升[5]。

4.2 穩定性結構設計

在具體的民用建筑結構設計過程中，為保證建筑物能整體能處于安全狀態，應該對抗浮構件進行利用。但是，在該方式使用階段，很有可能產生抗拔力位移問題，如果位移量太大，對基礎結構有很大影響。因而，必須要加強控制，在抗拔力和承載力特征值設計階段，應該與位移控制要求相一致。在具體的基礎結構設計過程中，還需要對抗拔荷載實驗方式有效利用，以保證能滿足工程設計的具體要求，增強建筑穩定性，減少后期出現質量以及安全問題的概率。

4.3 加大結構承載力的設計力度

當前，建筑工程在高效發展的同時，主樓一體化結構也漸漸出現在建筑工程建設中，因而，為保證建筑結構基礎設計合理性以及有效性能全面提升，應該強化對主體結構地基承載力的設計，精準的展開計算，綜合考量地基基礎兩側的超載。通常，若超載的寬度比基礎大兩倍，如果超載寬度比基礎寬度大兩倍時，需要將土層厚度作為基礎埋深，需要選取最小值。同時，若巖石地基的承載力高于普通太多，要科學對巖石地基進行應用，科學開展荷載試驗。在實際的地基設計工作開展過程中，要科學地對地基變形展開精準計算。經分析，地基變形過大，除了會對整個建筑的質量造成影響之外，也會對人們的生命安全產生嚴重威脅。因此，為提升基礎設計的有效性，一定要將變形計算工作做到位，保證所獲得數值的真實性以及精準性能全面增強。

為了可以更好地規避設計不規范、不合理等問題，還要從長久發展的角度分析，選擇高效且先進的計算機技術，促進結構設計效率提升，對日常的工作量進行減少，保證基礎結構設計能更加科學。但在這一期間，一定要保證系統運行程序資料準確度，讓系統可以穩定運行。如若在系統運行過程中，程序自身存在問題或者有個別漏洞，或者在基礎結構設計期間校準工作沒有做到位，除了會對大數據計算結果出現錯誤概率增大之外，還會降低民用建筑的質量。對此，在對計算機利用過程中，若想進一步提升基礎結構設計科學性，堅決不能盲目地對計算機技術產生依賴。由于計算機軟件往往會存在缺陷，所以設計人員在基礎結構設計過程中，必須要從工程整體的出發，減少輸入數據的錯誤。

4.4 樁基礎設計

對于樁基礎來說，主要是由兩部分共同組成，分別為承臺和樁身，借助樁尖和樁身，可以將上部分結構的荷載傳送到深層地基中。在設計樁基礎期間，需要盡可能地對土方挖掘加以減少，確保可以有效對施工時間進行節約，節省人力資源，提高施工有效性。同時，樁基礎要承受很大的荷載，這樣能減少不均勻沉降問題的出現。為增強樁基礎設計有效性，還需要依照施工的具體環境，科學地對水文地質條件、上部結構類型等展開分析，以便整個過程能順利且高效地開展，增強民用建筑的整體穩定性和安全性。

4.5 箱形以及筏形基礎設計

在組織開展民用建筑結構基礎設計工作開展期間，如果遇到地基土承載力缺乏均衡性或者高層建筑等，因為這部分區域對地基基礎承載力有較高的要求，所以為保證設計合理性，可以對箱形或者筏形基礎加以利用。就目前來看，帶柱帽的平板式筏板基礎應用較為普遍。并且，針對兩種形式來說，屬于大體積混凝土，所以在施工作業開展期間，很容易被溫度所干擾作用，最終導致裂縫等問題出現。因此，在具體設計階段，應該對溫度這一因素充分考量，盡可能地減少由于溫度而干擾建筑整體質量的情況，提升設計有效性。

結語：

綜合而言，在具體的民用建筑結構設計過程中，基礎設計是極為重要的部分，是工程項目開展的前提條件，與工程質量以及安全有著極為密切的聯系。因此，為保證施工作業的進行能順利有序，在進行基礎設計階段，必須要將工程現狀作為基礎，從多個方面考量，了解影響設計的各類因素，并科學的制定設計方案，保證工程質量在有效提升的同時，民用建筑結構設計有效性也能進一步提高，促進民用建筑工程的良好發展。