探析民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

張勇 黃金喜

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷提升，人們的生活水平得到了快速的提高，因此對(duì)于民房建筑質(zhì)量以及復(fù)雜程度的要求變得越來(lái)越高。在建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)十分重要，對(duì)后期的施工與設(shè)計(jì)以及整個(gè)工程的質(zhì)量與使用效果等都起著重要的影響作用。這就需要深入理解房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選型和要求，進(jìn)一步加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)?；诖耍恼戮兔裼媒ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)借鑒。

關(guān)鍵詞：民用建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

1.民用建筑設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響因素

民用建筑設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析建筑設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響因素主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

一是地質(zhì)條件?；A(chǔ)設(shè)計(jì)的承載能力取決于地質(zhì)條件，而地質(zhì)條件涉及較廣的范疇和諸多復(fù)雜的因素，尤其是樁基穿越土層情況和地基持力層特點(diǎn)。其中樁基穿越土層的情況涵蓋樁基穿越能力、土層地下水分布特點(diǎn)等，在基礎(chǔ)選型過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真分析這些因素。而地基持力層與基礎(chǔ)相接，主要是對(duì)上部荷載加以承受，因此在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的過(guò)程中需要考慮持力層的承載能力、壓縮模量、地下水位等。

二是施工環(huán)境。施工環(huán)境涉及人工環(huán)境和自然環(huán)境，其中人工環(huán)境的影響為：在房屋建筑施工環(huán)節(jié)，往往會(huì)出現(xiàn)各種振動(dòng)，這就需要在設(shè)計(jì)之初充分考慮到這些情況，有效保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。

三是上部結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)是房屋建筑結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)選型、建筑高度、上部剛度等都將對(duì)基礎(chǔ)的高度、面積、埋深、類型等產(chǎn)生影響，在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)該充分考慮上部結(jié)構(gòu)的影響。通常上部結(jié)構(gòu)在墻體厚度、高度、類型等方面的不同，往往會(huì)使房屋荷載在基礎(chǔ)分布特點(diǎn)方面也有所不同，繼而影響到基礎(chǔ)的承載能力、穩(wěn)定性、沉降等。

2.民用建筑設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)措施

2.1基礎(chǔ)的埋置深度的選取

位于天然土質(zhì)地基上的高層建筑筏形或箱形基礎(chǔ)應(yīng)有適當(dāng)?shù)穆裰蒙疃?，以保證筏形和箱形基礎(chǔ)的抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定性，否則可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果；隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程，建設(shè)土地緊張，高層建筑設(shè)地下室，不僅滿足埋置深度要求，還增加使用功能，對(duì)軟土地基還能提高建筑物的整體穩(wěn)定性，所以一般情況下高層建筑宜設(shè)地下室。在城市居住密集的地方往往新舊建筑物距離較近，當(dāng)新建建筑物與原有建筑物距離較近，尤其是新建建筑物基礎(chǔ)埋深大于原有建筑物時(shí)，新建建筑物會(huì)對(duì)原有建筑物產(chǎn)生影響，甚至?xí)＜霸薪ㄖ锏陌踩蛘Ｊ褂?。為了避免新建建筑物?duì)原有建筑物的影響，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮與原有建筑物保持一定的安全距離，該安全距離應(yīng)通過(guò)分析新舊建筑物的地基承載力、地基變形和地基穩(wěn)定性來(lái)確定。通常決定建筑物相鄰影響距離大小的因素，主要有新建建筑物的沉降量和原有建筑物的剛度等。新建建筑物的沉降量與地基土的壓縮性、建筑物的荷載大小有關(guān)，而原有建筑物的剛度則與其結(jié)構(gòu)形式、長(zhǎng)高比以及地基土的性質(zhì)有關(guān)。

2.2承載力計(jì)算

目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結(jié)構(gòu)，對(duì)于主體結(jié)構(gòu)地基承載力的深度修正，宜將基礎(chǔ)底面以上范圍內(nèi)的荷載，按基礎(chǔ)兩側(cè)的超載考慮，當(dāng)超載寬度大于基礎(chǔ)寬度兩倍時(shí)，可將超載折算成土層厚度作為基礎(chǔ)埋深，基礎(chǔ)兩側(cè)超載不等時(shí)，取小值。巖石地基的承載力一般較土高得多，可用巖石地基載荷試驗(yàn)確定。對(duì)完整、較完整和較破碎的巖體可以取樣試驗(yàn)時(shí)，可以根據(jù)飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，乘以折減系數(shù)確定地基承載力特征值。

2.3樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

當(dāng)?shù)鼗辽喜客翆訛檐浲翆?，且建筑荷載很大，采用淺基礎(chǔ)已不能滿足地基變形和強(qiáng)度的要求時(shí)，就要利用下部較堅(jiān)硬的土層作基礎(chǔ)的持力層從而做成樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)由承臺(tái)和樁身兩部分組成，其作用是將上部分結(jié)構(gòu)的荷載通過(guò)樁身與樁尖傳至深層較堅(jiān)硬的地基上。采用樁基礎(chǔ)避免深基礎(chǔ)施工大量土方開(kāi)挖，省時(shí)省力。同時(shí)樁基礎(chǔ)能承受較大的荷載，可有效減小建筑物不均勻沉降。樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工應(yīng)綜合考慮工程與水文地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類型及荷載特征情況，重視工程地方經(jīng)驗(yàn)，方能使樁基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)安全。樁基礎(chǔ)的基樁按承載性狀分為摩擦型樁和端承型樁；按成樁方法分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁；按樁徑分為小直徑樁、中等直徑樁、大直徑樁?；鶚兜淖钚≈行木?、樁端進(jìn)入持力層深度等應(yīng)符合相應(yīng)樁基規(guī)范的要求。應(yīng)重視樁基工程的質(zhì)量檢查和驗(yàn)收。

2.4箱形或筏型基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

箱形或筏板形基礎(chǔ)主要用于地基土承載力不均勻以及高層建筑等對(duì)地基基礎(chǔ)承載力要求高的場(chǎng)合。目前帶柱帽的平板式筏板基礎(chǔ)在工程中有較廣泛應(yīng)用，有施工方便、承載能力強(qiáng)、整體性好等優(yōu)點(diǎn)?；A(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重視基礎(chǔ)的高度選取、最小配筋率的選取，合理考慮抗浮設(shè)計(jì)水位對(duì)基礎(chǔ)配筋等指標(biāo)的影響。另外，箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)屬于大體積混凝土，施工中容易出現(xiàn)溫度裂縫，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要予以充分考慮，通過(guò)設(shè)置后澆帶來(lái)減小由于溫度變化導(dǎo)致的變形，寬度一般設(shè)置為800mm-1000mm，后澆帶混凝土宜在45d后澆筑。

2.5無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)和擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)是指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎(chǔ)或柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)有成本較低、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，多適用于多層民用建筑和輕型廠房。設(shè)計(jì)中應(yīng)重視無(wú)筋擴(kuò)展基礎(chǔ)臺(tái)階高寬比的允許值。

擴(kuò)展基礎(chǔ)有適用范圍較廣、布置靈活、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。擴(kuò)展基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20，受力鋼筋的最小配筋率不應(yīng)小于0.15%?；A(chǔ)的墊層厚度不應(yīng)小于70mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C10。鋼筋混凝土柱子和剪力墻受力鋼筋在基礎(chǔ)內(nèi)的錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范規(guī)定，抗震時(shí)應(yīng)取抗震錨固長(zhǎng)度。設(shè)計(jì)中應(yīng)重視基礎(chǔ)的沖切、剪切、局部受壓等計(jì)算，經(jīng)濟(jì)合理的確定基礎(chǔ)高度和基礎(chǔ)面積。

基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重中之重，直接影響結(jié)構(gòu)安全。是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較復(fù)雜的部分，設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)重視概念設(shè)計(jì)，不要一味的追求計(jì)算精度。多總結(jié)其它類似工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，才能使結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)更加安全經(jīng)濟(jì)。