建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計分析

王焰

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計分析

王焰

Jian zhu jie gou she ji zhong de ji chu she ji fen xi

時代快速發(fā)展，步入市場經(jīng)濟體制中，社會建筑無疑推動了城市化建設(shè)，為改善人們生活水平，國家較為重視建筑行業(yè)的投資。建筑行業(yè)實現(xiàn)了質(zhì)的發(fā)展，房屋建筑工程構(gòu)成了建筑體系非常重要的一部分，相比其余商業(yè)建筑，有所區(qū)別，房屋建筑工程提供了工作場所，和人民群眾的利益密切相關(guān)，分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的實施提供理論參考。

現(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)以高層建筑居多，因為高層建筑具有較高的垂直高度，重量比較大，承受的載荷較多，產(chǎn)生傾斜，且有加重趨勢。基于此，要求承載力突出，繼而將傾斜與沉降控制在合理范圍，即便遭受地震荷載與風(fēng)荷載，也能獲得較好的穩(wěn)定性。為此，設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)時，對基礎(chǔ)設(shè)計提出較高要求，根據(jù)要求進行嚴格施工，因為基礎(chǔ)工程具有較大的造價比重，此外，基礎(chǔ)工程和工程綜合質(zhì)量有密切關(guān)系，很大程度上影響了投資效率的獲得。

一、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計情況

現(xiàn)階段國內(nèi)高層建筑基礎(chǔ)工程施工一般使用深樁基礎(chǔ)，將樁基礎(chǔ)應(yīng)用在施工中，便于開展施工，保障樁基礎(chǔ)受力的合理性，全面凸顯深部土層承載能力。同時，現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用在樁基礎(chǔ)中，使新技術(shù)與材料實現(xiàn)了有效融合，如此，提升了樁基礎(chǔ)施工技術(shù)水平，在基礎(chǔ)工程中保持良好的性能。對具體施工，各結(jié)構(gòu)物需要不同的施工要求。當(dāng)前一般使用摩擦樁與端承樁，因為在巖層與硬土層中，存在端承樁，土層的非壓縮性較好，如此，規(guī)避了樁沉積的出現(xiàn)，樁的承載力較好。在樁側(cè)摩擦阻力的作用下承受豎直方向的荷載，此外，樁底土層一定程度上支撐了豎向荷載，事實上，因為底部土層能夠壓縮，為此，相較而言，樁基沉降量大。

在房屋建筑基礎(chǔ)施工過程中，施工運用了樁基礎(chǔ)，包含兩種受力方式，一種為獨自受力，另一種為樁土共同受力，最終是為了傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載，至地基。在基礎(chǔ)施工過程中，當(dāng)將天然地基應(yīng)用其中，不能有效控制建筑物各部位的土層厚度，會出現(xiàn)土層薄與缺失的狀況，如此，建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載一定會產(chǎn)生沉降，而將樁基礎(chǔ)用作基礎(chǔ)工程承載過程中，它的承載力將傳遞給巖石層或硬土層，能夠很好地把控建筑物沉降量。

二、房屋基礎(chǔ)設(shè)計的選型

1.獨立基礎(chǔ)

一般獨立基礎(chǔ)應(yīng)用在柱下基礎(chǔ)中，因為柱荷載偏心距有所區(qū)別，所以，它的基礎(chǔ)斷面包括兩種：方形與矩形。當(dāng)建筑框架體系是多層上部結(jié)構(gòu)，比較適合采用獨立基礎(chǔ)。當(dāng)柱距較大，獨立基礎(chǔ)的應(yīng)用，獲得比較高的性價比，相比其余基礎(chǔ)，具有突出優(yōu)勢。同時，獨立基礎(chǔ)更多地應(yīng)用在許多民眾建筑中，獲得的效果比較理想。其中，獨立基礎(chǔ)的表示方式如下表：

獨立基礎(chǔ)編號

2.十字交叉基礎(chǔ)與柱下條形基礎(chǔ)

地基承載力較小而柱荷載較大時，適宜使用十字交叉基礎(chǔ)，容易達到要求的目標(biāo)，而實際應(yīng)用不可隨意。當(dāng)建筑物地基承載力不太大，且上部結(jié)構(gòu)需要較高的載荷力，選擇基礎(chǔ)形式時，其要求比較高?；诖?，柱下條形基礎(chǔ)獲得了大力應(yīng)用。該基礎(chǔ)形式的特征表現(xiàn)為，剛度大，能夠調(diào)整沉降均勻度，柱間距較小的狀況下，其多被用來使用。

3.墻下條形基礎(chǔ)

混凝土剛性基礎(chǔ)比較廣泛，因為混凝土的抗壓性比較高，而由于其抗拉與抗彎效果并不出眾，在壓縮性與地基承載力要求不高的中小型民用建筑中也有使用。便于使用，節(jié)省成本，考慮實際情況進行相應(yīng)使用。當(dāng)建筑地基承載力不足或均勻不夠充分，上部結(jié)構(gòu)面臨較大的承載力，即可將鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)應(yīng)用其中。該基礎(chǔ)在基礎(chǔ)埋深較大且設(shè)置了地下室的情況下更適宜。

墻下條形基礎(chǔ)

4.樁基礎(chǔ)

通常樁基礎(chǔ)表現(xiàn)為承載力與沉降量大的特征。地基強度不足抑或出現(xiàn)變形狀況時，即可用作樁基礎(chǔ)。適用的范圍涵蓋了下述幾種：

（1）相對來說，建筑物具有較小的地基承載力，它的上部機構(gòu)載荷比較大，此外，建筑物下部的土層夯實，支撐了樁端；（2）建筑物本體地位突出，地基承載力比較高，而因為要求較高的建筑物本體沉降力，具體使用時，需要考慮實際情況；（3）結(jié)合實際需求，建筑物淺基礎(chǔ)沉降量不足時，即便做出處置，也不能產(chǎn)生補益；（4）建筑物底部土層不厚，土質(zhì)欠佳，土方量受限，無法運用條形基礎(chǔ)時，適量地運用鉆孔灌樁法。

式中：wj=[wj1，wj2，…，wjn]T為輸入權(quán)重；βj=[βj1，βj2，…，βjn]T為輸出權(quán)重；bj是第i個隱層單元的偏置；g（·）為激活函數(shù)。當(dāng)N→∞時，ELM可以實現(xiàn)零誤差逼近目標(biāo)函數(shù)[18]。

5.鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)

鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)多為筏板式與基礎(chǔ)以梁板式，建筑物基礎(chǔ)底面積出現(xiàn)的重疊情況比較突出，此外，基地承載力變?nèi)?，基礎(chǔ)間空隙小。通常筏板式基礎(chǔ)主要應(yīng)用于地板結(jié)構(gòu)中，更多地應(yīng)用在地下室建筑中。同時，在選擇筏板基礎(chǔ)過程中，還需考慮建筑物載荷的狀況。其具有良好的剛度，可調(diào)整沉降均勻度。雖然筏板基礎(chǔ)具有廣泛的應(yīng)用范圍，然而在選擇過程中需要結(jié)合實際狀況。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計中注意的問題

1.屋面結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計問題

通常在房屋建筑工程中，屋面均是坡形，如果建筑板間的空隙小，需要將折板式的樓板應(yīng)用其中；如果建筑板間空隙增大，需要將梁板式樓板應(yīng)用其中，以房屋建筑工程整體設(shè)計為依據(jù)來要求屋面結(jié)構(gòu)圖設(shè)計。

2.結(jié)構(gòu)平面圖的繪制問題

房屋建筑施工前，需要籌備繪制結(jié)構(gòu)平面圖，設(shè)計人員在繪制結(jié)構(gòu)平面圖過程中，將起點放在大局與整體上，高度重視人民群眾的財產(chǎn)與生命安全，將各層級內(nèi)容全面考慮在內(nèi)，如，房屋工程抗震等級與保溫等級等，尤其抗震等級最為必要，同時，在房屋建筑工程設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)全面考量整體受壓性與局部受壓性。

3.大樣詳圖的設(shè)計問題

在房屋建筑工程大樣詳圖繪制過程中，設(shè)計人員要保證圖紙細致，不可片面，繪制時，設(shè)計人員將視角放在房屋建筑工程的綜合受力性的提升上，盡量確保房屋建筑工程外形與尺寸的協(xié)調(diào)性。

4.基礎(chǔ)方面的設(shè)計問題

在設(shè)計房屋建筑工程基礎(chǔ)時，設(shè)計人員上需要將房屋建筑工程實際狀況考慮在內(nèi)，結(jié)合具體情況，做出實際分析，確?；A(chǔ)設(shè)計科學(xué)，不會出現(xiàn)不合理之處，在選用混凝土過程中，結(jié)構(gòu)的耐久性與適用性是不容忽視的，按照荷載，適當(dāng)調(diào)控基礎(chǔ)寬度，從整體上維持房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的合理。

5.樓梯方面的設(shè)計問題

設(shè)計房屋建筑工程的樓梯結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員需要將樓梯板撓度的問題考慮在內(nèi)，需要保證確保上層樓梯梁與下層樓梯梁具有一致的位置，且無誤，此外，設(shè)計人員還應(yīng)注意一方面的問題，就是首段樓梯板的基礎(chǔ)沉降，房屋建筑工程有所需求時，從一定層面上進行規(guī)范化設(shè)置，確保統(tǒng)一性。

四、結(jié)語

房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計工作很重要，是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工作，需要各設(shè)計人員密切配合，維持房屋建筑工程質(zhì)量的穩(wěn)定，給施工企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟與社會效益，搞好各施工設(shè)計工作，在實踐當(dāng)中總結(jié)經(jīng)驗，吸取教訓(xùn)，切實提高房屋建筑工程綜合質(zhì)量。

（作者單位：王董（北京）建筑設(shè)計有限公司 ）