浅谈建筑结构的基础设计

浅谈建筑结构的基础设计

蒋国胜

身份证号码：440982198201084xxx

随着城市化水平的提高，建筑结构越来越复杂，对建筑设计的要求越来越高。基础设计是房屋建筑结构设计的重要环节，不管是对工程造价的影响，还是对结构整体性能的影响，建筑基础部分都占有非常重要的地位。因此，做好建筑工程基础设计对提高建筑整体质量、降低工程建设成本等方面起着决定性作用。

一、建筑结构基础设计的必要性

1.提升施工效率的基础

保障建筑结构基础设计的合理性、科学性，一方面可以为后续的建筑工程施工提供重要参照和指导，另一方面帮助提升施工效率，实现对施工成本的有效控制，帮助施工企业实现经济效益与社会效益最大化的根本目标[1]。

2.保障工程质量的关键

随着房屋建筑质量安全问题的相继出现，人们对建筑质量提出了更高的要求。一旦建筑结构基础设计出现问题，则将直接影响着后续建筑工程的正常施工。做好建筑结构基础设计，确保建筑承载力以及其他性能要求能够与国家相关标准要求相符合，则可以有效防止建筑工程出现沉降不均匀或是开裂等问题，保障建筑工程具有较高的质量水平。

3.实现合理施工的前提

科学合理的建筑结构基础设计同时也是土木工程得以顺利完成施工建设的根本前提。在建筑结构基础设计当中，将根据具体情况和现实因素如施工成本、施工周期等合理选择建筑结构体系、设计与施工方法，并对所需人员、材料设备等各项资源进行优化配置，以此有效控制建筑工程的无端消耗，防止在后期的施工当中出现重新修改设计方案等问题，确保建筑工程能够保质保量地完成施工建设。

二、浅基础与深基础

1天然地基上浅基础的常规设计

地基基础设计是建筑物设计的一个重要组成部分，它与建筑物的安全和正常使用有着密切的关系。基础按基埋置深度的不同，可分为浅基础和深基础两类，一般埋置深度5m左右，能用一般方法施工的基础称为浅基础；当基础需要埋在较深的土层里，采用特殊方法施工的基础称为深基础。由此可知，当基础未经过人工处理又为浅基础的称为天然地基上浅基础。常规浅基础（如扩展基础、双柱联合基础等）结构简单，在计算单个基础时，一般既不遵循上部结构与基础的变形协调条件，也不考虑地基与基础的相互作用和。至于复杂的或大型的基础，其力学性状复杂，宜在常规设计的基础上，区别情况采用可行的方法考虑地基、基础及上部结构的相互作用。浅基础需要妥善处理以下问题：（1）充分掌握拟建场地的工程地质条件和地基勘察资料，如不良地质现象和地震断层的存在及其危害性、各层土的类别及其工程特性指标。（2）了解当地的建筑经验、施工条件和就地取材的可能性，并结合实际考虑采用先进的技术和经济可行的地基处理方法。（3）在研究地基勘察资料的基础上，结合上部结构的类型，荷载的性质、大小和分布，建筑布置和使用要求以及拟建的基础对原有建筑或设施的影响，从而考虑选择基础类型和平面布置方案。（4）按地基承载力确定基础底面尺寸，进行必要的地基稳定性和特征变形验算，以便使地基的稳定性能得到充分的保证。（5）以简化的或考虑相互作用的计算方法进行基础结构的内力分析和截面设计，以保证足够的强度、刚度和耐久性。

2深基础及桩的设计

如果建筑场地的浅土层不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求，而又不适合地基处理措施时，就要考虑下部坚实土层或岩层作持力层的深基础方案。深基础主要有桩基础、墩基础、深井和地下连续墙。其中桩基础以其较大的承载力或抵御复杂载荷的特性，几乎适用于各种工程条件，是深基础中应用最广泛的类型。

在以下情况下可选择桩基础：地基的上层土质太差而下层土质较好；不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑物或其它重要建筑物。如冷藏库、机场跑道等；用于地面堆载过大的单层工业厂房及仓库；用于解决因地基沉降及周围邻近建筑物产生的相互影响；地下水位较高，采取其它深基础形式施工排水有困难的场合；位于水中的建筑物，如桥梁、码头等；软弱地基或某些特殊土上的各种永久性建筑物或用桩基作为地震区结构抗震措施等。

和浅基础一样，桩基的设计也应符合安全、合理和经济的要求。对桩和承台来说，应有足够的强度，刚度和耐久性；对地基（主要是桩端持力层）来说，要有足够的承载力和不产生过量变形。在设计之前必须具备一些基本资料，其中包括上部结构的情况、工程地质勘察资料、拟建建筑物及地下的情况以及施工设备和技术条件。具体的设计步骤如下：确定持力层；确定桩的类型和几何尺寸，初步选择承台底面标高；确定单桩承载力；确定桩的数量及其在平面上的布置；确定群桩和带桩基础的承载力，必要时验算群桩地基的承载力和沉降；桩基中各桩的荷载验算；桩身结构设计；承台设计；软弱下卧层地基土的强度验算；绘制桩基施工图时候，就会因建筑物的抗震能力的低下，而受到破坏甚至产生倒塌现象，给社会和人民造成经济损失和生命的威胁。

三、4.5软弱地基基础设计要点

局部软弱地基的基础设计，采用不同的处理方式时应在满足地基承载力及土层不发生整体破坏的前提下，以基础的沉降量为控制条件，满足使用要求和地基规范允许的沉降量是可以做到经济合理的。在改变地基条件的情况下，还需配合改变基础的设计，通常情况下，科学的变更基础尺寸，能够有效地调整基底附加压力的分布和大小从而改变地基变形值。

设计人员在对房屋建筑结构基础进行设计的时候，必须综合考虑房屋建筑工程的实际情况，针对实际情况做到具体问题、具体分析，确保基础设计的科学性和合理性，在原材料的选用方面，以提高房屋建筑结构的适用性和耐久性为前提，以荷载为参考依据对基础的宽度进行及时的、适当的调整，以提高房屋建筑结构的科学性、合理性，以保证建筑工程稳定性及安全性。

四、结束语

总之，在土木工程施工中，地基基础对于建筑的结构安全有重要的影响。不同的建筑性质，不同的基土的性质，对于基底的设计方案都有不同的影响，所以需要根据实际情况制定完整合理的设计方案，确保地基基础的稳定性，为土木工程的质量打下坚实的基础。