房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)探討

于寶雷

摘 要：為了保證房屋建筑當(dāng)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作有良好質(zhì)量，應(yīng)認(rèn)識(shí)到房屋建筑當(dāng)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作重要性，并能結(jié)合房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作需要以及特點(diǎn)，開展高水平的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。本文就房屋建筑當(dāng)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；基礎(chǔ)；建筑結(jié)構(gòu)；探討

房屋建筑當(dāng)中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有著承載建筑物上部分載荷，并將地上部分建筑載荷傳導(dǎo)到地下的作用，因此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)也就成為了現(xiàn)代建筑物當(dāng)中的關(guān)鍵組成部分。尤其是在當(dāng)代建筑整體高度有所提升、建筑復(fù)雜程度增大之后，更需要建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有更為堅(jiān)實(shí)的質(zhì)量，這樣才能保證建筑物整體性能可以得到強(qiáng)化。

1 影響建筑物當(dāng)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作質(zhì)量的因素

1.1 建筑物上部結(jié)構(gòu)

由于建筑物地上部分載荷會(huì)全部附加到建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，建筑物其上部建筑結(jié)構(gòu)所采用的形式、建筑高度、墻體結(jié)構(gòu)厚度等條件，也就決定了建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的類型、具體填埋深度、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)截面大小等的，因此在進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的階段中要能充分的考慮到建筑物上部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。從現(xiàn)代建筑領(lǐng)域研究來看，建筑物上部結(jié)的具體類型、建造高度、建筑墻體厚度等條件會(huì)導(dǎo)致建筑載荷分布發(fā)生偏移，繼而會(huì)導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生沉降，同時(shí)也可能會(huì)導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗變形能力、穩(wěn)定性受到影響。

1.2 地質(zhì)環(huán)境因素

建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所在地區(qū)的地質(zhì)條件會(huì)對(duì)建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載造成影響，而地質(zhì)條件因素包含的內(nèi)容較多，這一因素也具有復(fù)雜度較高的特點(diǎn)，但其中有兩個(gè)主要條件對(duì)于建筑當(dāng)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作影響較大。一個(gè)是地基結(jié)構(gòu)持力層的特點(diǎn)，和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)直接發(fā)生接觸的就是持力層，而持力層也是承載整個(gè)建筑物重量載荷的主要土層，因此需要對(duì)持力層的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析，尤其要注意持力層當(dāng)中土質(zhì)的壓縮模量、承載能力等性能的具體參數(shù)，也只有掌握了這些數(shù)據(jù)參數(shù)的基礎(chǔ)上才能保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有良好的設(shè)計(jì)質(zhì)量。另一個(gè)是樁基結(jié)構(gòu)穿越土層的具體情況，在對(duì)這一穿越土層詳細(xì)情況進(jìn)行分析的時(shí)候需要能考慮到土層當(dāng)中地下水的具體分布特點(diǎn)以及樁基結(jié)構(gòu)的穿透能力，通過掌握這些關(guān)鍵信息來使房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量有所保證。

1.3 施工環(huán)境因素

在進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候施工環(huán)境也是需要考慮的因素之一，并且施工環(huán)境因素包括自然環(huán)境因素以及人工環(huán)境因素兩部分。

其中自然環(huán)境因素當(dāng)中主要包括施工環(huán)境具體溫度以及建筑物的抗震等級(jí)要求等，由于建筑物的基礎(chǔ)建造材料是混凝土，當(dāng)建筑物的建造現(xiàn)場當(dāng)中存在環(huán)境溫度過低的情況，那么就很可能會(huì)導(dǎo)致建筑物當(dāng)中的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂的問題，在進(jìn)行建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要能考慮到低溫環(huán)境對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的影響，這樣也能更有效的采取應(yīng)對(duì)措施，讓建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有更強(qiáng)的性能。在考慮到建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗震性能要求的時(shí)候，需要結(jié)合實(shí)際的抗震等級(jí)要求來決定具體的建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并且確定是否在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中設(shè)置抗震縫以及抗震縫具體設(shè)置數(shù)量以及設(shè)置位置。

而在考慮到人工環(huán)境因素對(duì)于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)帶來的影響的時(shí)候也許要能從多方面進(jìn)行考慮。首先，當(dāng)代建筑物建造中需要使用到大量的機(jī)械設(shè)備，因此在施工階段中也就會(huì)出現(xiàn)各種振動(dòng)，為了避免這些振動(dòng)對(duì)建筑物基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的建造產(chǎn)生影響，在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)最初階段就需要做好相應(yīng)考慮。其次，部分建筑物建造中還需要進(jìn)行打樁施工，但當(dāng)樁基結(jié)構(gòu)被打入到土層中之后會(huì)將土向四周擠壓，使得地下土層出現(xiàn)擠土效應(yīng)。當(dāng)出現(xiàn)了擠土效應(yīng)之后，施工區(qū)域附近的土層也就會(huì)隨著產(chǎn)生一定的應(yīng)力，這不但會(huì)導(dǎo)致附近建筑物當(dāng)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)受到影響，同時(shí)還可能會(huì)導(dǎo)致地下土層當(dāng)中的管網(wǎng)會(huì)受到不同程度擠壓。因此在進(jìn)行房屋建筑當(dāng)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候要能對(duì)這些情況進(jìn)行全面分析、了解，避免施工環(huán)境因素對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生影響。

2 房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)選型的原則

2.1 綜合性設(shè)計(jì)原則分析

房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)單位要將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與其他設(shè)計(jì)相聯(lián)系，從房屋建筑基礎(chǔ)的功能、結(jié)構(gòu)、與上部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系等諸多方面進(jìn)行分析，通盤考慮，將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案放在房屋建筑整體中進(jìn)行分析對(duì)比，使基礎(chǔ)與建筑整體達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一的要求，不斷對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，從而得出最佳的設(shè)計(jì)方案。

2.2 經(jīng)濟(jì)合理性原則分析

房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不但要考慮技術(shù)性的指標(biāo)，而且還要符合經(jīng)濟(jì)性的原則，因此基礎(chǔ)自身的材料消耗也要為實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑工程的成本目標(biāo)奠定基礎(chǔ)，另外，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性原則還體現(xiàn)在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)要有助于保證施工進(jìn)度，降低施工成本。

2.3 多樣式原則分析

房屋建筑基礎(chǔ)的類型樣式較多，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中全面掌握各種基礎(chǔ)類型，并與實(shí)際情況相結(jié)合，選出兼具經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的基礎(chǔ)類型。

3 房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方法分析

在高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，常常將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)和地基看作一個(gè)統(tǒng)一的整體，使三者之間保持力的平衡和協(xié)調(diào)的變形能力，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，由于其考慮了上部結(jié)構(gòu)的剛度，因此更具科學(xué)性和合理性，但同時(shí)這種方法由于涉及到的方面較多，因此設(shè)計(jì)難度也較大，對(duì)于計(jì)算機(jī)軟件和硬件的要求也更高，設(shè)計(jì)成本較傳統(tǒng)方法高出不少，因此只有在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中才會(huì)采用。

4 基礎(chǔ)選型和設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

4.1 箱形或筏型基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

箱形或筏板形基礎(chǔ)主要用于地基土承載力不均勻以及高層建筑等對(duì)地基基礎(chǔ)承載力要求高的場合，另外，在有地下室的房屋建筑中也可采用筏板基礎(chǔ)，使其既發(fā)揮基礎(chǔ)的作用又可作為地下室的地面使用。箱型基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)的主要難點(diǎn)在于降低基礎(chǔ)整體的彎曲應(yīng)力，因此可將上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)看做一體，采用共同作用分析法進(jìn)行設(shè)計(jì)，另外，箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)屬于大體積混凝土，施工中容易出現(xiàn)溫度裂縫，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要予以充分考慮，通過設(shè)置伸縮縫來抵抗由于溫度變化導(dǎo)致的變形，寬度一般設(shè)置為20mm-30mm。

4.2 樁基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

樁基礎(chǔ)的承載能力較強(qiáng)，主要用于地基下部土層較為堅(jiān)硬，且地基上部承載力不足的場合，另外在基礎(chǔ)加固時(shí)也常采用樁基礎(chǔ)作為治理措施，由于樁身較長，可將上部荷載傳遞到地層身處。在設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)時(shí)，如果房屋建筑結(jié)構(gòu)是框架結(jié)構(gòu)，為減小各部位沉降的差異性，可在基礎(chǔ)中部加密布樁以及增加中部樁身長度的方式來調(diào)整樁基的支承受力方式。

5 結(jié)束語

良好的基礎(chǔ)是房屋建筑穩(wěn)定的必要條件，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作不僅關(guān)系到整個(gè)房屋建筑的安全性、適用性、耐久性，同時(shí)對(duì)建筑工程的成本也有至關(guān)重要的影響，因此作為設(shè)計(jì)人員必須高度重視基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，注重細(xì)節(jié)，一方面使基礎(chǔ)能夠滿足房屋建筑的承載力要求，另一方面要努力控制成本，從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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