探析民用建筑結構設計中的基礎設計

張勇 黃金喜

摘要：隨著我國經濟的不斷提升，人們的生活水平得到了快速的提高，因此對于民房建筑質量以及復雜程度的要求變得越來越高。在建筑設計中，結構的基礎設計十分重要，對后期的施工與設計以及整個工程的質量與使用效果等都起著重要的影響作用。這就需要深入理解房屋基礎設計的選型和要求，進一步加強建筑結構的基礎設計?；诖?，文章就民用建筑結構設計中的基礎設計進行簡要的分析，希望可以提供一個借鑒。

關鍵詞：民用建筑；結構設計；基礎設計

1.民用建筑設計中基礎設計的影響因素

民用建筑設計中的基礎設計分析建筑設計中基礎設計的影響因素主要表現在如下幾個方面：

一是地質條件。基礎設計的承載能力取決于地質條件，而地質條件涉及較廣的范疇和諸多復雜的因素，尤其是樁基穿越土層情況和地基持力層特點。其中樁基穿越土層的情況涵蓋樁基穿越能力、土層地下水分布特點等，在基礎選型過程中應該認真分析這些因素。而地基持力層與基礎相接，主要是對上部荷載加以承受，因此在設計基礎的過程中需要考慮持力層的承載能力、壓縮模量、地下水位等。

二是施工環境。施工環境涉及人工環境和自然環境，其中人工環境的影響為：在房屋建筑施工環節，往往會出現各種振動，這就需要在設計之初充分考慮到這些情況，有效保證基礎的穩定性。

三是上部結構。上部結構是房屋建筑結構中的重要組成部分，其結構選型、建筑高度、上部剛度等都將對基礎的高度、面積、埋深、類型等產生影響，在基礎設計環節應該充分考慮上部結構的影響。通常上部結構在墻體厚度、高度、類型等方面的不同，往往會使房屋荷載在基礎分布特點方面也有所不同，繼而影響到基礎的承載能力、穩定性、沉降等。

2.民用建筑設計中的基礎設計措施

2.1基礎的埋置深度的選取

位于天然土質地基上的高層建筑筏形或箱形基礎應有適當的埋置深度，以保證筏形和箱形基礎的抗傾覆和抗滑移穩定性，否則可能導致嚴重后果；隨著我國城鎮化進程，建設土地緊張，高層建筑設地下室，不僅滿足埋置深度要求，還增加使用功能，對軟土地基還能提高建筑物的整體穩定性，所以一般情況下高層建筑宜設地下室。在城市居住密集的地方往往新舊建筑物距離較近，當新建建筑物與原有建筑物距離較近，尤其是新建建筑物基礎埋深大于原有建筑物時，新建建筑物會對原有建筑物產生影響，甚至會危及原有建筑物的安全或正常使用。為了避免新建建筑物對原有建筑物的影響，設計時應考慮與原有建筑物保持一定的安全距離，該安全距離應通過分析新舊建筑物的地基承載力、地基變形和地基穩定性來確定。通常決定建筑物相鄰影響距離大小的因素，主要有新建建筑物的沉降量和原有建筑物的剛度等。新建建筑物的沉降量與地基土的壓縮性、建筑物的荷載大小有關，而原有建筑物的剛度則與其結構形式、長高比以及地基土的性質有關。

2.2承載力計算

目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結構，對于主體結構地基承載力的深度修正，宜將基礎底面以上范圍內的荷載，按基礎兩側的超載考慮，當超載寬度大于基礎寬度兩倍時，可將超載折算成土層厚度作為基礎埋深，基礎兩側超載不等時，取小值。巖石地基的承載力一般較土高得多，可用巖石地基載荷試驗確定。對完整、較完整和較破碎的巖體可以取樣試驗時，可以根據飽和單軸抗壓強度標準值，乘以折減系數確定地基承載力特征值。

2.3樁基礎設計

當地基土上部土層為軟土層，且建筑荷載很大，采用淺基礎已不能滿足地基變形和強度的要求時，就要利用下部較堅硬的土層作基礎的持力層從而做成樁基礎。樁基礎由承臺和樁身兩部分組成，其作用是將上部分結構的荷載通過樁身與樁尖傳至深層較堅硬的地基上。采用樁基礎避免深基礎施工大量土方開挖，省時省力。同時樁基礎能承受較大的荷載，可有效減小建筑物不均勻沉降。樁基礎的設計和施工應綜合考慮工程與水文地質條件、上部結構類型及荷載特征情況，重視工程地方經驗，方能使樁基礎經濟安全。樁基礎的基樁按承載性狀分為摩擦型樁和端承型樁；按成樁方法分為非擠土樁、部分擠土樁、擠土樁；按樁徑分為小直徑樁、中等直徑樁、大直徑樁?；鶚兜淖钚≈行木唷抖诉M入持力層深度等應符合相應樁基規范的要求。應重視樁基工程的質量檢查和驗收。

2.4箱形或筏型基礎設計

箱形或筏板形基礎主要用于地基土承載力不均勻以及高層建筑等對地基基礎承載力要求高的場合。目前帶柱帽的平板式筏板基礎在工程中有較廣泛應用，有施工方便、承載能力強、整體性好等優點?；A設計時應重視基礎的高度選取、最小配筋率的選取，合理考慮抗浮設計水位對基礎配筋等指標的影響。另外，箱形基礎和筏形基礎屬于大體積混凝土，施工中容易出現溫度裂縫，因此在設計時要予以充分考慮，通過設置后澆帶來減小由于溫度變化導致的變形，寬度一般設置為800mm-1000mm，后澆帶混凝土宜在45d后澆筑。

2.5無筋擴展基礎和擴展基礎設計

無筋擴展基礎是指由磚、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料組成的，且不需配置鋼筋的墻下條形基礎或柱下獨立基礎。無筋擴展基礎有成本較低、施工速度快等優點，多適用于多層民用建筑和輕型廠房。設計中應重視無筋擴展基礎臺階高寬比的允許值。

擴展基礎有適用范圍較廣、布置靈活、施工方便等優點。擴展基礎混凝土強度等級不應低于C20，受力鋼筋的最小配筋率不應小于0.15%?；A的墊層厚度不應小于70mm，混凝土強度等級不宜小于C10。鋼筋混凝土柱子和剪力墻受力鋼筋在基礎內的錨固長度應符合相應規范規定，抗震時應取抗震錨固長度。設計中應重視基礎的沖切、剪切、局部受壓等計算，經濟合理的確定基礎高度和基礎面積。

基礎設計是結構設計的重中之重，直接影響結構安全。是結構設計較復雜的部分，設計過程應重視概念設計，不要一味的追求計算精度。多總結其它類似工程的設計經驗，才能使結構基礎設計更加安全經濟。