文/左克偉 天津華匯工程建筑設(shè)計(jì)有限公司 天津 300384

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的分析

文/左克偉 天津華匯工程建筑設(shè)計(jì)有限公司 天津 300384

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)系到建筑本身的安全性和穩(wěn)定性，更關(guān)系到居住著的生命財(cái)產(chǎn)安全?，F(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)楦拍詈头椒ㄉ系腻e(cuò)誤常常導(dǎo)致結(jié)構(gòu)質(zhì)量不合格，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生活帶來了嚴(yán)重影響。

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

前言：

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要節(jié)點(diǎn)。基礎(chǔ)工程涵蓋的范圍比較廣，它是衡量建筑工程整體質(zhì)量和造價(jià)的重要指標(biāo)。建筑工程負(fù)責(zé)人要結(jié)合建筑工程具體訴求，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行嚴(yán)格控制。

一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要遵循的原則

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含的要素比較多，需要各項(xiàng)工作的同步協(xié)調(diào)和配合。設(shè)計(jì)過程中，任一環(huán)節(jié)的疏漏，都可能影響房屋建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要嚴(yán)格遵循以下原則。（1）立足于房屋建筑工程的全局，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行整體規(guī)劃和布局。同時(shí)，與業(yè)主建立良性互動(dòng)關(guān)系，確保房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其實(shí)際訴求相匹配。（2）將前期準(zhǔn)備工作落實(shí)到位。縱觀當(dāng)前房屋建筑工程設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，普遍以地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)為主，導(dǎo)致設(shè)計(jì)操作與實(shí)際工程情況相悖，嚴(yán)重干擾了房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)用性，很難達(dá)到良好的應(yīng)用效果，制約了我國(guó)建筑工程行業(yè)的快速發(fā)展。

二、影響房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的因素

2.1上部結(jié)構(gòu)

房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中的相關(guān)因素都是相互干擾，且相輔相成的。房屋建筑基礎(chǔ)的類型、埋深和截面積等取決于其上部結(jié)構(gòu)形式、墻體厚度和地上建筑高度等。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中涉及到的相關(guān)要素比較多，其類型、高度和墻體厚度等都會(huì)對(duì)房屋建筑荷載的基礎(chǔ)分布產(chǎn)生嚴(yán)重影響。設(shè)計(jì)人員在上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)基礎(chǔ)沉降、穩(wěn)定性和抗變形能力等進(jìn)行充分考量。

2.2地質(zhì)條件

地質(zhì)條件也是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)承載力的重要影響因素。影響基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的地質(zhì)因素主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，地基持力層特點(diǎn)。地基持力層與基礎(chǔ)連接都是承受房屋建筑負(fù)荷的主體。房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)持力層土質(zhì)情況、承受能力參數(shù)和壓縮模量等進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)人員要將其作為基礎(chǔ)選型過程中的重要評(píng)定指標(biāo)。

2.3施工環(huán)境

施工環(huán)境包括自然環(huán)境和人文環(huán)境。環(huán)境溫度和抗震等級(jí)等都屬于自然環(huán)境范疇。鋼筋混凝土是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中的主體材料，環(huán)境溫度過低，會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)開裂。設(shè)計(jì)人員要對(duì)施工過程中的環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制，并對(duì)施工工藝進(jìn)行改進(jìn)，以確保在不同環(huán)境背景下都能夠達(dá)到良好的施工效果。同時(shí)，結(jié)合實(shí)際的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)情況，對(duì)抗震縫的數(shù)量和位置等進(jìn)行確定。

人工環(huán)境影響因素主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，外部人為因素導(dǎo)致的振動(dòng)情況。其次，樁基入土后會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生干擾，使土體產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，從而對(duì)周圍建筑工程的基礎(chǔ)受力情況產(chǎn)生影響，并對(duì)地下管網(wǎng)造成擠壓和破壞。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制，將施工過程中的人為干擾降到最低。

三、基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1獨(dú)立基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

獨(dú)立基礎(chǔ)對(duì)環(huán)境要求比較低，并且具備造價(jià)和抗震方面的優(yōu)勢(shì)。它在框架結(jié)構(gòu)的民用建筑中應(yīng)用比較普遍。獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，要將地基土特點(diǎn)作為重要考量要素。如果地基土具有壓縮和壓實(shí)方面的優(yōu)勢(shì)，將其設(shè)置為剛性基礎(chǔ)。反之，為柔性基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)地基土壓縮導(dǎo)致的不均勻沉降進(jìn)行控制。獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)階形基礎(chǔ)、坡形技術(shù)和杯形基礎(chǔ)等應(yīng)用比較普遍。設(shè)計(jì)人員一般在承重柱下對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)置，并將其與現(xiàn)澆混凝土進(jìn)行整體澆筑。

3.2樁基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

樁基礎(chǔ)應(yīng)用過程中，地基下部土層堅(jiān)硬，上部承載力不足。樁基礎(chǔ)在基礎(chǔ)加固過程中應(yīng)用比較普遍。樁身比較長(zhǎng)，能夠?qū)ι喜亢奢d進(jìn)行有效轉(zhuǎn)移。樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分考量，在基礎(chǔ)中添加密布樁或者增加樁身線長(zhǎng)度，提高樁基的支承受力，并對(duì)不同部位的沉降情況進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.3箱形或筏型基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高層建筑對(duì)地籍基礎(chǔ)承載力的要求很高，或者地基土承載力不均勻，設(shè)計(jì)人員會(huì)對(duì)箱型基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)進(jìn)行應(yīng)用。設(shè)計(jì)人員可以將筏板基礎(chǔ)應(yīng)用到地下室設(shè)計(jì)中，作為地下室地面，以保障整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)基礎(chǔ)彎曲應(yīng)力要求很高。設(shè)計(jì)人員要將上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)的體積比較大，施工過程中受溫度干擾。設(shè)計(jì)人員要設(shè)置伸縮縫對(duì)變形情況進(jìn)行嚴(yán)格控制，并將寬度控制為20mm～30mm。

3.4樁箱基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)

顧名思義，樁箱基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)和箱基礎(chǔ)的結(jié)合體。它具有抗彎剛度、卸載能力和沉降方面的優(yōu)勢(shì)。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(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，受地基土性質(zhì)的影響，很難對(duì)布樁方式進(jìn)行合理選擇。布樁方式不合理，會(huì)對(duì)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(duì)基礎(chǔ)底板的要求比較高。設(shè)計(jì)人員要注重結(jié)合建筑工程具體要求和實(shí)際情況，對(duì)布樁方式進(jìn)行合理調(diào)整，對(duì)中間部位樁間距進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)定，將基礎(chǔ)底部樁間土承載力發(fā)揮到最大，進(jìn)而對(duì)基礎(chǔ)底板受力情況進(jìn)行分配，以對(duì)底板厚度進(jìn)行有效控制，從而達(dá)到良好的應(yīng)用效果。與此同時(shí)，如果上部結(jié)構(gòu)為剪力墻，設(shè)計(jì)人員要以剪力墻軸線方向?yàn)榛鶞?zhǔn)，開展布樁工作，有效避免剪力墻自重對(duì)基礎(chǔ)受力產(chǎn)生不良影響。

四、對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議

房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)其與上部結(jié)構(gòu)的關(guān)系進(jìn)行充分考慮，也要對(duì)各項(xiàng)要素進(jìn)行假設(shè)，將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)放在首要位置。同時(shí)，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，對(duì)相關(guān)影響要素進(jìn)行綜合考量，并對(duì)其進(jìn)行控制，將設(shè)計(jì)過程中的干擾因素和誤差降到最低，保證房屋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

目前，建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原理是結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)等。它的工藝流程比較簡(jiǎn)單，可靠性好，并且適用范圍比較廣。城市化進(jìn)程的加快，使得高層建筑的高度和數(shù)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(shè)計(jì)人員在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要著重控制基礎(chǔ)的柔性和剛度，達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果。

結(jié)語：

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作不僅關(guān)系到整個(gè)房屋建筑的安全性、適用性、耐久性，同時(shí)對(duì)建筑工程的成本也有至關(guān)重要的影響，因此作為設(shè)計(jì)人員必須高度重視基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，注重細(xì)節(jié)，一方面使基礎(chǔ)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(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

［1］張玉娣，劉強(qiáng)一.淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)［J］.黑龍江科技信息，2011.

［2］馬安寶.淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)［J］.科技風(fēng)，2011.

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