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

李世寶

【摘要】基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量、施工質(zhì)量與建設(shè)效益等，都具有至關(guān)重要的影響。本文分析了民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的類(lèi)型及影響因素，然后，重點(diǎn)研究了具體的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)優(yōu)化策略，希冀能為民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐提供一定參考。

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

在建筑整體建設(shè)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非?；A(chǔ)和關(guān)鍵的問(wèn)題。其中，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要做好民用建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，結(jié)合實(shí)際尋找最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，以更好地提升民用建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平與質(zhì)量。

1、民用建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類(lèi)型

1.1擴(kuò)展基礎(chǔ)主要設(shè)計(jì)方式分析

1.1.1獨(dú)立基礎(chǔ)

在建筑整體結(jié)構(gòu)中，獨(dú)立基礎(chǔ)的受力是比較明確的，其施工相對(duì)來(lái)說(shuō)也比較簡(jiǎn)單，成本也比較低，因而，很多民用建筑都選擇采用獨(dú)立基礎(chǔ)。這種民用建筑的上部結(jié)構(gòu)通常采取框架結(jié)構(gòu)、單層排架結(jié)構(gòu)，階梯基礎(chǔ)、坡型基礎(chǔ)、杯口基礎(chǔ)是比較常用的獨(dú)立基礎(chǔ)形式。在獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)沖切、局部受壓、受彎等進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，以確保設(shè)計(jì)的科學(xué)、準(zhǔn)確。

1.1.2條形基礎(chǔ)

與獨(dú)立基礎(chǔ)相比，民用建筑中應(yīng)用條形基礎(chǔ)較少。只有那些建筑上部結(jié)構(gòu)選擇柱距較小的框架結(jié)構(gòu)、排架結(jié)構(gòu)的民用建筑，才會(huì)應(yīng)用這種條形基礎(chǔ)。因?yàn)闂l形基礎(chǔ)以單向或十字交叉方式設(shè)計(jì)，能較好地承載上部結(jié)構(gòu)荷載，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在計(jì)算的時(shí)，需要考慮柱荷載和柱距的問(wèn)題，如果荷載比較均勻、柱距也大致相同，就可采用倒梁法或靜力分析法計(jì)算，以使計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1.1.3筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

筏形基礎(chǔ)的底板是連接成整片的，可細(xì)分為梁板式基礎(chǔ)與平板式基礎(chǔ)。這種基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的整體剛度，能有效防止基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降。這種基礎(chǔ)還具有一大優(yōu)點(diǎn)，那就是地下空間比較廣闊，不僅能供業(yè)主使用，還能補(bǔ)償基底受力。在對(duì)筏板基礎(chǔ)厚度進(jìn)行確定時(shí)，必須要準(zhǔn)確極端其抗沖切、抗剪切力，計(jì)算方法一般選擇簡(jiǎn)化計(jì)算法等。

1.2樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要方式

1.2.1鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)

鉆孔灌注樁屬于一種新興的施工技術(shù)，在建筑施工中應(yīng)用比較廣泛。其通過(guò)人工挖掘、機(jī)械鉆孔、鋼管擠土等方法，于建筑特定位置形成樁孔，在孔中放置鋼筋籠，再用混凝土進(jìn)行澆筑，從而形成鋼筋混凝土樁基礎(chǔ)。其能有效解決軟土地及、建筑地形復(fù)雜等問(wèn)題，能大幅提高基礎(chǔ)地基承載能力，而且施工振幅低，噪音小，適用性廣，施工成本低。設(shè)計(jì)鉆孔灌注樁時(shí)，必須要對(duì)其施工進(jìn)行考慮，重視成樁位置、鉆孔灌注樁樁體大小，以確保方便施工，充分發(fā)揮其作用。

1.2.2預(yù)應(yīng)力管樁設(shè)計(jì)

預(yù)應(yīng)力技術(shù)在當(dāng)今民用建筑中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，其具有高剛度、高強(qiáng)度、抗?jié)B、抗裂等特點(diǎn)，通過(guò)預(yù)加壓應(yīng)力來(lái)抵消未來(lái)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，有效消除或減小開(kāi)裂問(wèn)題，可以增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和建筑的整體穩(wěn)定性與抗?jié)B能力，延長(zhǎng)建筑的使用壽命。在具體設(shè)計(jì)中，為提高預(yù)應(yīng)力管樁應(yīng)用效果，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視和加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力管樁的設(shè)計(jì)，對(duì)其管樁直徑嚴(yán)格控制，合理處理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并對(duì)管樁各構(gòu)成部分進(jìn)行驗(yàn)證。

2、民用建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)影響因素

2.1上部結(jié)構(gòu)

民用建筑的上部結(jié)構(gòu)能對(duì)地基基礎(chǔ)產(chǎn)生作用，進(jìn)而影響到建筑的整體穩(wěn)定性。同時(shí)，地基也會(huì)對(duì)上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量產(chǎn)生反作用力，如果地基基礎(chǔ)變形，上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與適應(yīng)性也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。因此，必須要科學(xué)、合理地選擇上部及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.2地質(zhì)條件

地質(zhì)條件是影響民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要因素，在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員要對(duì)建筑的地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查研究，綜合勘察建筑的地形、地質(zhì)、水文等條件，掌握準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資料，在此基礎(chǔ)上，再確定地基方案和基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計(jì)。如果建筑的地基屬于軟土地基，就需要進(jìn)行相應(yīng)的處理，以提高地基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，防止后期地基發(fā)生變形。

2.3外界環(huán)境

由于樁基礎(chǔ)在施工作業(yè)過(guò)程中，會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生一定的影響，如震動(dòng)、噪音、擠土等。為減少其對(duì)外界環(huán)境的影響，在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要增加保護(hù)環(huán)境的設(shè)計(jì)，減少其對(duì)環(huán)境的破壞。

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

3.1重視地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對(duì)于民用建筑的后續(xù)施工影響比較大，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)人員要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，科學(xué)設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)，以進(jìn)一步提高地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)質(zhì)量，使之符合民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建設(shè)要求。如果民用建筑是建在邊坡或斜坡等特殊地形區(qū)域內(nèi)，設(shè)計(jì)人員還要在設(shè)計(jì)中，綜合考慮地形因素的影響，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，來(lái)科學(xué)計(jì)算地基的承載能力、沉降系數(shù)及穩(wěn)定性等，以使地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

3.2重視建筑結(jié)構(gòu)整體性能設(shè)計(jì)

提高民用建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，需要綜合考慮多種因素。其中，設(shè)計(jì)人員要首先具備全局意識(shí)，對(duì)民用建筑的功能及施工規(guī)范等各項(xiàng)情況進(jìn)行全面的了解。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)民用建筑實(shí)際情況，科學(xué)選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，這樣才能有效保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的效率與質(zhì)量，為建筑施工夯實(shí)基礎(chǔ)保障。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員還要正確地處理基礎(chǔ)與上部建筑之間的關(guān)系，對(duì)施工環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)先考慮，并從實(shí)際案例、經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出相應(yīng)的處理方案，這樣才能減少施工障礙，保證民用建筑施工質(zhì)量。

3.3重視基礎(chǔ)剛度、柔度設(shè)計(jì)

民用建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的剛度、柔度，對(duì)建筑的整體質(zhì)量影響也比較大。在對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)或彈性力學(xué)來(lái)科學(xué)設(shè)計(jì)。例如，鋼混框架的民用建筑對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)承載力要求較高，如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑就存在下沉的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。因此，必須要對(duì)建筑上部和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的剛度、柔度進(jìn)行全面分析，才能保證建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，民用建筑整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，同時(shí)也是一項(xiàng)復(fù)雜系統(tǒng)的工程，對(duì)整個(gè)建筑施工質(zhì)量影響很大，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，為保證民用建筑安全性及穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)人員需綜合考量多種因素，做好基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，以提高民用建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平與質(zhì)量。

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