概述建筑結構的基礎設計

【摘要】隨著設計水平的提升，各類建筑的涌現，房屋結構也更加復雜。特別是在城市建筑逐漸走向高層建筑的狀態下，結構設計變得更加重要。加強基礎設計，不僅有效提高房屋質量，還可以使建筑具有較好的經濟適用性。本文主要對結構設計中基礎設計進行分析。

【關鍵詞】房屋建筑；建筑結構設計；基礎設計

一、基礎設計的準備

1.熟悉場地條件

首先要判斷場地是否適宜，應根據工程需要和地震活動情況、工程地質和地震地質進行可行性勘察。優先選擇場地穩定、地質條件好的地段作為建設場地，對于不利地段應避開。當無法避開時，應采取有效措施。對于危險地段，嚴禁建造甲、乙類建筑，不應建造丙類建筑。巖土勘察報告是對建筑場地條件最直觀的反應，是基礎設計不可或缺的依據。勘察報告反應了建設場地的巖土和水文地質資料、抗震設防烈度和氣候條件，其中對基礎設計影響較大的分別是：（1）地基持力層與埋置深度的選擇。地基持力層是和基礎相接的土層，這部分土層主要承載來自于建筑的荷載，所以持力層土質（包括黏土、砂質土、砂粘土等）的類型、壓縮模量、持力層承載力等參數都需要進行考慮；當基礎埋置深度大于3米但無地下室時，應增設地下室。特別是當地基承載力較低、地基土壓縮性較大時，增設地下室可以減少基礎上土重。（2）自然環境，包括施工地點的氣候溫度、水文、抗震等級等因素。對于鋼筋混凝土基礎來說，氣溫過低就可能出現基礎開裂，所以做基礎設計時要考慮到低溫施工的情況。在后續施工過程中，設計者應積極與施工單位溝通，給出相應的建議與處理措施；對于是否需要設置沉降縫（或后澆帶）以及數量和部位都要仔細研究；土層中地下水的分布及水位情況關系到基礎是否需要進行抗浮驗算。以上這些因素在基礎設計過程中都要做細致的思考，選擇經濟合理的基礎形式，保證所支承的建筑物不致發生過量的沉降或傾斜，能滿足建筑物的正常使用要求。在地震發生時，不致由于地基震害而造成破壞或過量的沉降及傾斜。

2.確定上部結構

其次是建筑物的使用功能和結構形式會影響了基礎的選擇。由于上部結構類型、建筑高度和結構布置的不同，都會造成在基礎上產生不同的荷載分布。采用了不同的基礎類型，埋置深度以及基礎截面積，引起的基礎沉降、穩定性和抗彎能力質量要求也都不同，所以要在充分考慮到上部結構的特點來進行設計。

3.了解周邊環境

與擬建建筑物相鄰的原有建筑物狀況及其基礎形式、埋置深度、尺寸等因素也要有所了解。同時對相鄰地下構筑物及各種地下設施的情況也要留意，避免造成對其不利影響。如果在施工過程中需要降低地下水位，必須在施工圖中注明，且提醒施工單位采取必要措施，注意相鄰近建筑物、構筑物、地下設施的正常使用及安全。

4.掌握施工進度

施工隊伍的專業能力、技術水平、施工經驗、施工機械裝備狀況、施工現場管理，以及特殊情況下的應急措施，都會影響到項目進度與施工質量的好壞。基礎設計后，要配合勘察單位實地查看地基情況。同時要積極配合施工單位，給出合理的樁基施工或大體積混凝土澆筑施工的建議與指導，了解施工組織情況，了解樁型選擇是否匹配，根據項目實際情況及時做出調整與修改，確保項目安全合理的進行。

二、基礎設計的選型

基礎設計在選型時，要了解到所選地基的基本情況，綜合多種因素進行全面細致的考慮，同時還要結合各種基礎類型的特點進行合理的選擇。以下是常用的幾種基礎形式及適用性：

1.單獨柱基

獨立基礎具有很好的經濟性和非常強的抗震承受能力，還能夠很好地適應地基產生的形變，具有良好的整體性。一般應用于地基較好、無地下室的框架結構。現在很多帶地下室的框架結構（例如高層建筑的裙房），當地下室有防水要求時，可以采用柱基+防水板的做法。防水板下宜鋪設一定厚度的易壓縮材料（常用的如聚苯板），以減少柱基沉降對防水板的不利影響。防水板要根據地基實際情況來判斷有無水壓力，分別考慮配筋。如地下室無防水要求，可不加防水板，地面只采用建筑做法，但要保證基礎底面至地下室地面的距離不小于1m。

2.條形基礎

條形基礎分為柱下和墻下兩種。條形基礎具有非常好的剛度，所以它對不均勻沉降有著很強的調整能力。柱下條形基礎一般適用于（1）地基情況較差、無地下室或雖有地下室但無防水要求的框架結構（2）當地基承載力允許且無地下室防水要求的框剪結構中框架部分。墻下條形基礎是一種擠壓性良好，便于施工，而且能夠很好地承載上部結構的荷載的一種剛性基礎。一般適用于無地下室或雖有地下室但無防水要求，地基條件較好（持力層為密實的砂卵層、巖石等，又無軟弱下臥層且水位很低，不需考慮基礎底板的防水問題）的剪力墻結構、框剪結構中的剪力墻部分。但框剪結構中，若框架采用柱基，剪力墻采用墻下條基，應考慮地震作用產生的墻底彎矩對基礎的影響。在設計計算時，應盡量提高地基承載力，并折減地震彎矩，減小墻下基底面積，使柱基與墻基的基底壓力相差不太多。

3.筏板基礎

在地基承載力不能達到標準，地基土質不均勻，上部結構的荷載較大時，多使用筏板基礎。同時筏板基礎也可以在基礎空隙不足或者出現重疊時采用。帶地下室的剪力墻結構和框剪結構，對地下室底板有防水要求時，亦可作為地下室底板。高層建筑優先選用筏板基礎。當上部結構荷載分布不均勻且為減小基礎的不均勻沉降的框架結構，亦可選擇筏板基礎。

4.樁基礎

樁基礎本身具有抗地震性能好、沉降量小、承載力高、能解決特殊地基土承載力的特點而被廣泛應用。一般適用于對限制傾斜、地基變形、沉降量及沉降速率有特殊要求的建筑物和構筑物。且因建筑物本身豎向荷載較大，建設場地地表土質軟弱不宜作為持力層、地下水位較高、采用天然地基沉降量過大、山區坡地覆土層厚度不均勻、震區有可能液化的土層、臨近場地近期將進行深挖等任意一種情況出現時，也宜使用樁基礎。

三、要綜合考慮建筑的整體來進行基礎設計，保證細節之處不出錯，通過對以往經驗的總結，進行預見性的設計。

如遇到無法預料的必要修改時，要盡量做到修改方案便于施工現場調整，避免出現顛覆性的改動，節省人力和工期，降低材料的損耗。

結束語：

房屋建筑結構中基礎是最重要的一環，也是復雜的一環，它要與建筑整體相結合，合理布置，實現經濟性、實用性、安全性的統一。

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