土木工程建設中建筑結(jié)構(gòu)基礎設計的探討

王鳳杰

丹東港集團有限公司 遼寧丹東 118300

1 建筑結(jié)構(gòu)基礎的意義

首先，建筑結(jié)構(gòu)基礎設計是建筑安全的保障，保證基礎將上部荷載均勻的傳遞給地基，使建筑具有安全性、穩(wěn)定性、可靠性。如基礎設計不合理，可能產(chǎn)生較大沉降或不均勻沉降；如結(jié)構(gòu)設計不合理，可能產(chǎn)生墻體裂縫、柱失穩(wěn)、梁斷裂，因此，建筑結(jié)構(gòu)基礎設計是建筑安全、適用、耐久的可靠保障[1]。其次，建筑設計必須適應施工場地的地質(zhì)條件、周邊環(huán)境，避免返工、窩工；與施工技術(shù)、施工工藝高度契合，促使施工順利開展、有效縮短工期。最后，建筑設計與施工良好結(jié)合，提高施工效率，有利于壓縮施工過程和措施，因此，建筑設計的科學、合理，將縮短施工工期、節(jié)約材料、保障質(zhì)量、降低造價，從而提高建筑的總體價值。

2 建筑結(jié)構(gòu)基礎設計中存在的問題

2.1 地基基礎設計的問題

地基設計易出現(xiàn)的問題：（1)地基的復雜程度考慮不足，承載能力核算偏高，實際地基變形過大；基地基礎設計與地質(zhì)條件、施工技術(shù)水平、周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)，未達到安全適用、經(jīng)濟合理等要求。（2)山區(qū)、丘陵地帶的基礎設計，如忽視不良地質(zhì)作用、地基不均勻性、基巖面起伏和地下水影響，將造成設計、施工在建設中返工，延誤工期、增加投資。另外，建筑地基為軟弱地基或有軟弱下臥層時，必須驗算承載力，核算基礎沉降和不均勻沉降。

2.2 承重柱截面與高度設計的問題

柱截面與高度的設計是結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性主要參數(shù)，是建筑抗震性能的體現(xiàn)，對建筑尺度、美觀、適用影響較大，建筑結(jié)構(gòu)設計應考慮各種因素的影響，保證建筑的綜合性能，避免結(jié)構(gòu)剛度、穩(wěn)定性、安全系數(shù)不足。另外，如結(jié)構(gòu)設計考慮不利因素不足，伴隨著建筑的實用性、耐久性、抗震能力等下降，難以抵抗地質(zhì)災害。

2.3 懸挑梁設計的問題

懸挑梁設計應符合承載力要求，考慮結(jié)構(gòu)局部失穩(wěn)、延性、剛度、變形、抗震等因素，驗算梁的撓度、變形，避免開裂，準確確定梁的截面，有利于提高建筑結(jié)構(gòu)的延性、抗震能力，避免產(chǎn)生安全隱患。

3 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)基礎設計的策略

3.1 建筑基礎選型

基礎選型之前，必須對該建筑周圍的環(huán)境、地質(zhì)條件進行實地勘察，熟悉建筑具有的特征和施工技術(shù)等，結(jié)合地質(zhì)勘查中對工程地質(zhì)條件的分析、評價、建議，以安全、經(jīng)濟、科學合理為原則，進行基礎選型[2]。例如，建筑的場地均勻、承載力高、無不利地質(zhì)作用、建筑荷載不大，建筑基礎采用獨立基礎、條形基礎和筏板基礎等；對于建筑場地為軟弱地基或建筑荷載較大、施工周期短的建筑工程，選擇樁基礎。另外，當建筑場地復雜程度高、荷載大，有變形和抗震性要求的建筑工程，選擇樁筏基礎或樁基礎?；A選型必須結(jié)合建筑的具體要求、場地環(huán)境、地質(zhì)條件、地下水、施工技術(shù)等因素，不斷優(yōu)化建筑基礎設計，使工程設計科學合理、安全適用、節(jié)約資源。

3.2 地下抗浮措施選擇

在建筑埋深大、地下水位高的地下室或大型儲液設施中，為保障建筑的穩(wěn)定性、安全性，必須進行抗浮穩(wěn)定性驗算?？垢》€(wěn)定性驗算中，抗浮能力與地下水作用效應相差不大時，可采用增加基礎厚度或增加配重，必要時可以使用抗拔樁基礎。另外，基礎抗浮措施的選擇，應考慮施工工期和工程造價，以滿足建筑經(jīng)濟指標的要求。

3.3 沉降縫和伸縮縫的合理布置

沉降縫和伸縮縫的布置設計，必須注意集水坑、主體結(jié)構(gòu)、人防設施等，力求施工簡便，避免施工困難，無法滿足設計要求，為工程建設質(zhì)量提供可靠的保障。

3.4 建筑承重柱的結(jié)構(gòu)設計

建筑承重柱承擔著建筑的主要豎向荷載和水平荷載，保證建筑具有足夠的承載能力和抗震性能。影響承重柱承載能力的主要因素為軸壓比、材料性能、柔度，措施為加強核心混凝土的有效約束，避免短柱和細長柱，選用高強混凝土、鋼結(jié)構(gòu)或勁鋼混凝土。承重柱設計應視柱的軸向壓力、水平力、結(jié)構(gòu)變形、施工技術(shù)等綜合因素確定承重柱的截面、材料等；承重柱設計應驗算抗彎能力、水平變形；保持柱與梁有可靠的連接，使主體結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度和延性，避免建筑開裂、傾斜等。

3.5 區(qū)分構(gòu)造柱和承重柱

承重柱是結(jié)構(gòu)承重性構(gòu)件，起承重的作用；構(gòu)造柱是結(jié)構(gòu)整體性構(gòu)件，保持結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。在建筑結(jié)構(gòu)設計中，應分別依據(jù)各自的標準進行設計。構(gòu)造柱與梁緊密結(jié)合，提升建筑的整體穩(wěn)定性和剛度，避免墻體因不均勻沉降、墻體抗剪能力不足、變形過大導致墻體開裂；承重柱也應與梁緊密結(jié)合，主要考慮承載能力和變形，即滿足承載力要求，又滿足施工和使用要求。另外，構(gòu)造柱和承重柱在施工順序上也有不同，承重柱隨主體一同施工，構(gòu)造柱隨維護結(jié)構(gòu)一同施工[3]。

3.6 懸挑梁與連續(xù)梁

懸挑梁一端懸空，受負向彎矩、約束條件差、變形較大是其主要特點，不但要具有良好的承載力，且應具有較大的剛度，避免產(chǎn)生過大的變形；連續(xù)梁為超靜定結(jié)構(gòu)，較簡支梁整體受力均勻、變形小、承載力高，其結(jié)構(gòu)承載能力與材料性能、截面尺寸、剛度、約束條件均有較大關聯(lián)系，內(nèi)力分布是各段梁剛度的相對比值。懸挑梁設計應從結(jié)構(gòu)的整體受力出發(fā)，確定出其截面面積，使承載能力得到保證，避免其出現(xiàn)開裂問題；連續(xù)梁設計應分析內(nèi)力分布和荷載分布，避免連續(xù)梁按簡支梁計算，不滿足承載力要求。

4 結(jié)語

土木工程建設中建筑結(jié)構(gòu)基礎設計是影響建筑質(zhì)量的核心，體現(xiàn)了建筑的價值，從全方位構(gòu)筑優(yōu)良的建筑結(jié)構(gòu)基礎設計，避免遺留設計問題，使得工程施工困難，影響建筑質(zhì)量，甚至無法使用。在建筑設計中，設計工作者應樹立全局觀念，把握好各個細節(jié)，確保設計合理科學，保證工程整體質(zhì)量。