土木工程建筑結構基礎的設計分析

閆韋杉

（天津市新型建材建筑設計研究院 天津 300384）

引言

改革開放之后，我國經濟和科技迅速發(fā)展，建筑行業(yè)也得到了不斷地發(fā)展，一些企業(yè)積極吸取科技發(fā)展成果，將新材料和新能源用于建筑中，并取得了不錯的成就。盡管如此，我國建筑行業(yè)還是存在一些問題，比如土木工程結構設計不科學、不完善，這都嚴重影響了整個建筑的安全性和穩(wěn)定性，留有極大地安全隱患和居住風險。因此，想要提升土木工程整體質量和安全水平，必須重視建筑結構的基礎設計，認真分析和研究，設計出科學合理的建筑結構基礎部分，確保建筑的安全。

1 土木工程建筑結構基礎設計影響因素

1.1 地質條件

現階段我國人口不斷增加，土地資源日益緊張，人口與土地資源之間的矛盾日益突出。地質環(huán)境對建筑結構承載性能產生影響，如果地質條件差，設計又不科學合理，那么容易產生不均勻沉降問題。我國地域遼闊，區(qū)域與區(qū)域之間的差異較大，這也反映了工程施工所面臨的地質環(huán)境存在較大差異。因此，在進行設計時，要做好地質環(huán)境的考察與分析，科學合理的選擇合適的地段[1]。其實，地質條件對建筑結構基礎設計方面的影響主要在地基持力層與基礎連接兩方面。在進行設計時，要研究分析地基好持力層承載能力、壓縮模量以及土質特點，科學估算出精確地數值，確保設計過程中不會出現失誤。

1.2 上部結構

現在人們對建筑的要求越來越高，為了滿足人們的各種需求，結構設計也在不斷發(fā)展變化，出現了很多不同種類的結構體系，結構設計也日益繁雜。上部結構作為建筑結構的重要一部分，直接關系到建筑結構基礎設計水平，影響著整個建筑的穩(wěn)定性與安全性。上部結構包含地上建筑高度、類型、墻體厚度等，主要是承載上部的負荷，影響基礎結構的抗變形能力、基礎沉降、基礎類型、截面積以及埋深等方面，在設計時要重點關注這一塊。

1.3 現場環(huán)境

基礎結構設計還需要關注地下空間及現場環(huán)境，避開地下水和已存管線，盡可能的防止環(huán)境因素對設計結果產生的不良影響。在設計之前，要做好地理環(huán)境和人工環(huán)境兩方面的考察研究，將數據信息記錄下來，并進行分析。在進行結構設計時，要以這些分析結果為依據，依據公式科學計算出結構抗震等級，結合現場的實際情況綜合考慮，確保結構設計的可靠性、可行性和科學性，盡可能的避免外部環(huán)境的影響干擾。

2 現階段土木工程建筑結構基礎設計中存在的問題

2.1 地基基礎問題

設計人員在進行建筑結構基礎設計時，往往忽視地基質量這一方面，沒有科學的估算地基的質量和承載力，當展開施工時才發(fā)現它們不符合要求，影響施工進度。其次，當施工場地不平坦時，設計人員很容易忘記評估地基的穩(wěn)定性，如果穩(wěn)定性不符合施工規(guī)定標準，需要重新開始設計，造成時間和精力的浪費，嚴重拖延了施工進程[2]。再者，當設計人員不重視地基硬度，在沒有考慮地基承載力和沉降問題的條件下設計的建筑結構，不但容易引發(fā)建筑安全問題，而且在施工的時候會有很多不便之處，影響施工順利進行。

2.2 構造柱和承重柱問題

在進行土木工程設計工程中，需要對梁柱的具體構造進行科學合理的設計，以便確保建筑的抗震效果。承重柱的作用主要是承受上部建筑所帶來的各種負荷和壓力，并將這些負荷傳送到下部承重墻或者地基中。而構造柱和圈梁則構成了空間骨架，主要的作用是提升建筑的延展性，盡量避免墻體裂縫。構造柱和承重柱所發(fā)揮的作用各不相同。但是在實際建設中，很多設計人員常常混淆了構造柱和承重柱，一些施工人員也常常將誤將構造柱當做承重柱，這不僅使得構造柱無法發(fā)揮其應有的作用，而且承重柱的作用無法正常發(fā)揮出[3]。一旦受到外部環(huán)境的強烈動力震動影響，建筑容易出現裂縫，甚至有可能坍塌。此外，一些設計人員為了追求利益最大化，不考慮實際后果，對承重柱進行設計時，縮小承重柱的截面積，大大削弱了承重柱的功能。當建筑受到外部強烈沖擊時，梁柱容易裂開，嚴重威脅著建筑的安全。

2.3 設計結構規(guī)范要求過低

現階段，我國在土木工程安全法規(guī)的制定這一塊有所欠缺，目前尚未有一部完善、權威的法規(guī)，沒有一個統(tǒng)一的工程設計標準。實際建設中，進行建筑結構基礎設計時全都憑借設計人員的實踐經驗，設計水平差異較大，土木工程設計質量也因此差異較大，這一狀況嚴重威脅著建筑的安全和穩(wěn)定。這也是我國很多建成時間不長的建筑出現嚴重質量問題的原因之一。一些所謂的豆腐渣工程的形成很大程度上就是由于監(jiān)管不力、缺乏法律約束導致的[4]。

3 建筑結構基礎設計完善策略

3.1 優(yōu)化建筑地基基礎的設計

在進行建筑結構基礎設計時，首先要明確地基在整個建筑工程中的地位和作用，充分的重視地基基礎的設計優(yōu)化。因此，設計人員在進行地基基礎設計的時候，一定要遵循相關的規(guī)范要求和設計原則。另外，要結合實際情況，具體問題具體分析，如果建筑場地并不平坦，在設計地基基礎時，應該考慮地形因素的影響，做好地理環(huán)境的勘查分析，科學評估出地形的穩(wěn)定性。除此之外，如果建筑場地所在的地基硬度不高、土層疏松，那么需要精確的計算出地基承載力與沉降系數，并采取相關的措施人為的增加地基的硬度，確保施工順利進行，避免出現返工現象[5]。

3.2 區(qū)分建筑基礎的構造柱和承重柱的設計

嚴格規(guī)范建筑行業(yè)人員的資格，定期對建筑人員尤其是設計人員進行培訓，提升他們專業(yè)知識水平。另外，當設計人員進行基礎設計的時候，一定要想辦法區(qū)分清楚構造柱和承重柱間的差異，區(qū)分清楚它們之間的特點與設計標準，然后按照各自的要求進行設計，避免兩者的混淆，確保設計的質量與水平。在對構造柱進行設計的時候，一定要做好構造柱與圈梁的連接設計工作，確保他們緊密相連，只有這樣才能保障建筑結構的延展性，利于建筑的安全性和可靠性。除此之外，也要做好承重柱的設計工作[5]。在設計中要綜合考慮影響承載力的各種因素，從而能夠減小軸壓比，提高構件的承載能力。在滿足用戶要求的前提下，嚴格按照設計規(guī)范進行操作，可采用混凝土材料，來提升建筑的穩(wěn)定性。另外，還要重視承重柱截面的優(yōu)化設計，可采用模型構建技術，科學估算出承重柱截面面積，使其符合抗震烈度要求，提升建筑的抗震能力[6]。

3.3 完善各種標準和體制

相關部門應該借鑒國外的相關土木工程的法律法規(guī)，結合我國的實際情況，盡快制定出一套權威統(tǒng)一的土木工程安全法規(guī)，完善相關的技術標準和規(guī)范，制定出一套科學合理的管理機制，做好法律法規(guī)的保障工作。

4 結語

綜上所述，土木工程建筑的結構基礎設計在整個土木工程建筑中占據十分重要的地位，必須重視這一塊的設計工作。目前我國在土木工程建筑結構基礎設計這方面還存在很多不足，我們需要不斷學習，提高設計水平，解決設計中存在的問題，確保設計科學合理，促進建筑行業(yè)的發(fā)展。