建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計探究

摘要：在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程當(dāng)中，基礎(chǔ)設(shè)計對于總體工程的建設(shè)質(zhì)量以及建設(shè)水平有著緊密的聯(lián)系。所以，本篇文章就土木工程建設(shè)當(dāng)中建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計開展了有關(guān)的探討，首先提出了建筑基礎(chǔ)設(shè)計當(dāng)中的影響因素，然后重點分析了建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計完善策略，包含重視基礎(chǔ)選型比較、基礎(chǔ)的埋置深度的選取、承載力以及穩(wěn)定性計算，希望可以給業(yè)內(nèi)人士提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；基礎(chǔ)設(shè)計；研究

1、引言

伴隨我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也在不斷的提升，所以針對建筑質(zhì)量以及復(fù)雜程度的規(guī)定變得越來越嚴(yán)格。與此同時，建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計的要求也應(yīng)該不斷提高。建筑設(shè)計當(dāng)中的基礎(chǔ)設(shè)計與房屋建筑的安全性以及耐久性之間關(guān)聯(lián)非常緊密，另外基礎(chǔ)設(shè)計還會對于建筑的質(zhì)量帶來直接的影響。所以工作人員應(yīng)該注重相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計與研究，從而找到最為科學(xué)的設(shè)計方案。因此，對于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的基礎(chǔ)設(shè)計影響因素開展詳盡的分析與總結(jié)，進而找到相對應(yīng)的解決措施具備非常重要的作用，同時也能夠?qū)τ诮ㄖ氖┕ぴO(shè)計發(fā)揮一定的支持作用。

2、建筑基礎(chǔ)設(shè)計影響因素

2.1上部結(jié)構(gòu)

建筑工程是由地基基礎(chǔ)以及上部結(jié)構(gòu)三部分構(gòu)成的，地基基礎(chǔ)跟上部結(jié)構(gòu)一同作用，進而開展變形協(xié)調(diào)。上部結(jié)構(gòu)是否能夠保證安全性，不但取決于其自身的剛度，同時還會受到地基基礎(chǔ)變形的影響。例如剛度大的結(jié)構(gòu)，很小的不均勻沉降，就能引起上部結(jié)構(gòu)較大的附加應(yīng)力，一旦這種應(yīng)力超過結(jié)構(gòu)自身的強度，就會產(chǎn)生破壞。同時基礎(chǔ)的變形也受上部結(jié)構(gòu)的影響，以高層建筑箱型基礎(chǔ)為例，隨著施工樓層數(shù)的增加，上部剛度逐漸增大，終形成類似于“拱”的作用，是地基變形曲率減小，甚至接近于零。因此設(shè)計時需要充分了解上部結(jié)構(gòu)剛度特點之后再制定出科學(xué)的地基基礎(chǔ)類型。

2.2地質(zhì)條件

建筑物在開展基礎(chǔ)設(shè)計之前，一定要對場地開展詳盡的調(diào)查研究，進而掌握必需的資料信息。通常可以通過地質(zhì)勘測進而了解擬建場地的相關(guān)地貌、附近建筑、地形以及周圍的給排水、供電、交通等具體情況。同樣的建筑物，選取不相同的基礎(chǔ)方案以及地基土層，其具體的工程造價以及施工難度也會帶來很大的不同。一般來說，應(yīng)該盡量選取優(yōu)良的天然地基，簡便快捷的施工方式，使得設(shè)計能夠迎合經(jīng)濟、合理的準(zhǔn)則。然而在特殊情況下，有些特定的工程項目需要在特殊的地形建設(shè)，假如地基強度、穩(wěn)定性不足或者是壓縮性較大，無法滿足設(shè)計的規(guī)定，就應(yīng)該對地基進行換填、擠密、排水、膠結(jié)、加筋等專門處理，以保證建筑物安全穩(wěn)定及正常使用。

除此之外，作為建筑的基礎(chǔ)，土體不能夠由于剪力而出現(xiàn)滑動變形。如果土層的內(nèi)部存在傾斜或者是具有抗剪強度差的滑動面，在地震、建筑物荷載或者是外界活動的作用之下，會沿著滑動面，出現(xiàn)以水平位移為主的變形，這就是所謂的滑坡。在選取建筑地基的時候需要避開會產(chǎn)生滑坡的不良的地段。

2.3施工環(huán)境

在大型或者高層建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計當(dāng)中，因為天然地基無法滿足沉降量以及承載力的設(shè)計規(guī)定，通常需要采取樁基礎(chǔ)。在城市建筑物密度大的地方，沉樁作業(yè)所引發(fā)的環(huán)境危害非常大。樁施工對于附近環(huán)境的影響將會直接影響到工程的進度、質(zhì)量、造價以及安全，乃至?xí)绊懙绞┕て髽I(yè)的社會形象以及經(jīng)營，尤其是打樁施工對于附近環(huán)境所帶來的振動、擠土以及噪音等方面的惡劣影響，有時候甚至?xí)馃o法挽回的損失。另外在建造新建筑物的時候，不能夠?qū)τ谠瓉斫ㄖ恼Ｊ褂脦碛绊懀@就需要設(shè)計時對樁基施工帶來的損害開展分析并且采取科學(xué)經(jīng)濟的預(yù)防對策。

3、建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計完善策略

某工程的項目是數(shù)棟高層樓構(gòu)成的大型社區(qū)，抗震設(shè)防烈度為6度，地下車庫為連通式，是一種超長的地下室結(jié)構(gòu)。反思該項目的基礎(chǔ)設(shè)計，總結(jié)如下。

3.1重視基礎(chǔ)選型的比較

土木工程在建設(shè)過程當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的合理性與科學(xué)性，將會直接關(guān)聯(lián)到建筑結(jié)構(gòu)的總體安全性，所以，在基礎(chǔ)的選型過程中，應(yīng)該全面了解場地地質(zhì)狀況，在正式進行工程建設(shè)的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計之前開展實地勘察，確定影響基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量的具體因素，將安全、經(jīng)濟、合理性、施工安全作為關(guān)鍵準(zhǔn)則，從整體上考慮設(shè)計方案。一般而言，淺基礎(chǔ)埋深較小，無需復(fù)雜的施工設(shè)備，敞坑開挖，施工簡單又經(jīng)濟，因此當(dāng)建筑場地土質(zhì)較好時，優(yōu)先考慮淺基礎(chǔ)，例如采用筏形基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)。若地基淺層土質(zhì)不良，無法滿足建筑變形和強度要求，可利用土層深部較為堅實的土層或巖層作為持力層，采用深基礎(chǔ)，例如樁基礎(chǔ)或樁筏基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的設(shè)計方式更具備優(yōu)勢，總體的建設(shè)時間比較短，并且可以符合絕大多數(shù)建設(shè)項目的具體需要，非常適合用在建設(shè)工期規(guī)定比較緊的建設(shè)工程項目。

3.2基礎(chǔ)的埋置深度選取

建筑基礎(chǔ)埋深的大小，對建筑物的造價、施工措施、施工工期以及房屋正常使用等都有影響。埋深太大，會增加建筑造價，埋深太淺又不能保證建筑物穩(wěn)定性，因此基礎(chǔ)埋深應(yīng)全面考慮建筑自身條件和環(huán)境，例如使用要求、結(jié)構(gòu)形式、荷載大小和性質(zhì)、工程地質(zhì)條件等。原則上只要滿足地基穩(wěn)定和變形要求，可盡量淺埋。

另外基礎(chǔ)埋深也受到相鄰建筑影響。在城市居住密度大的地區(qū)通常新舊建筑物的距離非常近，如果新建建筑物跟原有建筑物距離比較近，特別是新建建筑物的基礎(chǔ)埋置深度超過原有建筑物的時候，新建建筑物將會對原有建筑物帶來一定影響，甚至?xí)＜暗皆薪ㄖ锏陌踩榱朔乐剐陆ńㄖ飳τ谠薪ㄖ锏挠绊?，要求新建建筑與原有建筑間要保持一定安全距離，以保持新開挖基坑時不影響原有基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定。若無法滿足安全距離時，則要考慮分段開挖、坑壁支護或打護坡樁等形式保護原有基礎(chǔ)。

3.3承載力計算

地基承載力特征值可由荷載試驗、其他原位測試、理論公式計算，并結(jié)合工程實踐經(jīng)驗等方法綜合確定，設(shè)計時地基承載力特征值由地勘報告提供。當(dāng)前的建筑工程主裙樓一體，針對主體結(jié)構(gòu)地基承載力深度修正，應(yīng)該把基礎(chǔ)底面之上范圍當(dāng)中的荷載，結(jié)合基礎(chǔ)兩側(cè)的超載開展考慮，如果超載寬度超過基礎(chǔ)寬度兩倍的時候，可以把超載折算為土層厚度當(dāng)作基礎(chǔ)埋深，如果基礎(chǔ)兩側(cè)的超載不等的時候，應(yīng)該取較小的數(shù)值。

3.4穩(wěn)定性計算

帶地下室的建筑，若地下水位較高，則要考慮水浮力作用，進行抗浮驗算。建筑物的抗浮穩(wěn)定性不符合設(shè)計規(guī)定的時候，可以通過設(shè)置抗浮構(gòu)件或者是增加壓重等對策。在整體結(jié)構(gòu)符合抗浮穩(wěn)定性規(guī)定但是局部不滿足規(guī)定的時候，可以通過增加結(jié)構(gòu)剛度的對策。采取抗浮構(gòu)件等對策的時候，因為其會產(chǎn)生抗拔力而伴隨位移的產(chǎn)生，太大的位移量對于基礎(chǔ)來說是不能出現(xiàn)的，抗拔力取值需要符合位移的控制條件。采取單樁豎向抗拔荷載試驗來明確的抗拔樁抗拔承載力特征值開展設(shè)計對于絕大多數(shù)工程能夠滿足規(guī)定，對于變形規(guī)定比較嚴(yán)格的工程還應(yīng)該開展變形計算。

4、結(jié)語

綜上所述，對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中的基礎(chǔ)設(shè)計開展研究分析，有助于提高建筑工程的總體建設(shè)質(zhì)量。我們應(yīng)該通過對于有關(guān)改進對策的實行，改善以往那些建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計當(dāng)中的缺陷，有效提高設(shè)計水平以及工程施工質(zhì)量，提高建筑工程整體的安全性以及施工效率，進而維護有關(guān)建筑單位的工程經(jīng)濟效益以及社會效益。在將來的建筑發(fā)展過程當(dāng)中，應(yīng)該持續(xù)提高對于基礎(chǔ)設(shè)計的重視度，更好的利用先進的技術(shù)，提高基礎(chǔ)設(shè)計的技術(shù)含量。

參考文獻：

[1]胡必偉.房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化方法的應(yīng)用[J].工程技術(shù)研究，2017（7）.

[2]彭延標(biāo).探究房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則與方法[J].山西建筑，2012（29）.

作者簡介：楊慧（1985-）女，研究生，工程師，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計等工作。