建筑結構設計中的基礎設計分析

（中煤科工集團南京設計研究院有限公司， 江蘇 南京 210000）

為緩解工程建設與土地資源之間的供需矛盾，現在逐漸向高層建筑以及地下工程發展，無論是何種形式的建筑工程，對基礎結構部分的要求均非常嚴格，必須要保證前期設計階段嚴格按照專業規范來進行，控制好各項結構參數，保證結構具有較強的穩定性與安全性，可有效抵抗后期各項因素帶來的影響，延長工程服務壽命。

一、建筑結構基礎設計影響因素

1.地質條件

針對建筑結構基礎設計問題進行分析，可以確定最終設計結果如何，在很大程度上會受到地質條件影響，如果不能根據現場情況來選擇可靠的措施處理，最后必定會對結構承載性能產生影響，而出現不均勻沉降等問題。現在建筑建設與土地資源之間的矛盾不斷加劇，工程施工所面臨的地質環境存在較大差異，尤其是現在城市基礎設施更為完善，建筑結構基礎設計施工所適用的技術工藝不同。就地質條件對建筑結構基礎產生的影響，可以分為兩個方面，即地基持力層與基礎連接，作為承載建筑負荷的主要對象，在設計時必須要針對持力層承載能力、壓縮模量以及土質特點等進行綜合分析，掌握各項參數，作為結構設計依據[1]。同時，還需要針對樁基穿越土層情況，對土層地下水分布特點以及樁基穿越能力等進行綜合分析，保證基礎選型的科學性與合理性。

2.上部結構

為滿足社會發展對建筑工程的需求，現在工程結構設計更為多樣化，結構不同形式，以及地上建筑高度、墻體厚度等均影響著基礎類型、截面積以及埋深等。上部結構為影響建筑結構基礎設計的關鍵因素，要保證基礎結構可以有效承載上部所有荷載，具有較強的穩定性與安全性。總結以往結構設計結果分析，可確定上部結構高度、類型以及墻體厚度等均會影響基礎部分受力特點，然后反映到基礎沉降、抗變形能力以及穩定性等方面，需要在設計階段作為要點進行分析[2]。

3.現場環境

為緩解工程建設與土地資源之間的矛盾，現在建筑工程在建設時，除了增加上部高度外，還不斷加大地下空間的開發，使得基礎深度持續增加，不僅會受到地下水和已存管線的影響，作業難度更大，同時也會因為現場環境的復雜性，導致基礎結構設計需要關注的內容更多。為避免環境因素對設計結果產生的不良影響，應從自然環境與人工環境兩個方面著手，提前做好現場勘查分析，將所有地質信息作為結構設計的依據，科學確定結構抗震等級，保證抗震縫設置數量與位置的有效性。同時，還應預測施工階段可能會出現的問題，在前期設計階段做好預防，綜合現場各項條件，提高結構設計的科學性，盡量減少外部因素的干擾。

二、建筑結構基礎設計要點

1.遵循設計原則

1.1 經濟性原則

現在建筑工程結構設計逐漸向多樣化以及功能化角度發展，以求更好的滿足社會發展要求，基礎結構形式的選擇也更為靈活，但是無論是采取何種設計方法，均需要在確定技術性指標的同時，控制好整體投資成本，將施工費用控制在預算范圍內[3]。因此需要貫徹落實經濟性原則，兼顧進度要求，提高基礎設計綜合效果。

1.2 動態性原則

面對不同功能要求的建筑工程，基礎結構設計需要控制的要點不同，并且面對的環境不同，需要預防的常見問題不同，必須要基于實際出發，兼顧動態性原則，靈活做好各要點控制，提高基礎設計科學性。

2.基礎設計要求

2.1 多層建筑

多層建筑工程一般會選擇應用砌體結構，設計時要確定提高結構抗震性能的關鍵，保證工程結構可以達到專業設計標準。總結以往經驗，需要確定橫墻承重與縱橫墻共同承重機構體系的重要性，尤其是要控制縱橫墻設置的均勻性與對稱性，確保其沿平面對齊，以及沿豎向面上下連續性。面對多層混凝土建筑工程時，對工程結構的設計，要盡量保證結構的規則性，尤其是復雜性較高的結構，為提高其抗震性，應先設置抗震縫，且要將抗震縫兩側設置成均勻分割的形式，實現防震縫、沉降縫與伸縮縫的統一[4]。

2.2 高層建筑

高層建筑數量不斷增多，與常規建筑工程相比，其上部荷載更大，基礎埋深也不斷加大，為有效承擔上部結構荷載，基礎結構必須要具有良好的性能。因此在正式設計時必須要嚴格按照專業規范來進行，將基礎總沉降量以及差異沉降量控制在允許范圍內，避免在后期運行階段因為沉降而降低工程安全性。同時，還需要做好基礎防水設計，結合地質勘察結果，確定地下水位，采取有效排水與防水處理，避免對基礎結構性能產生影響。

3.基礎設計選型

3.1 獨立基礎

獨立基礎形式所需成本較低，可良好適應多種地質環境，并且具有較高的抗震性能，多用于框架結構形式的建筑工程中。針對獨立基礎設計時，需要結合地基土質特點，對其所具有的壓縮性、壓實度以及排水性等進行綜合分析，確定基礎作為合適的剛性大小，更大程度上來抵抗地基土壓縮帶來的不均勻沉降。一般可選擇的獨立基礎形式包括階形基礎、杯形基礎、坡形基礎等，或者是多種基礎形式的組合。

3.2 樁基礎

現在樁基礎在建筑工程中應用比較廣泛，其具有較強的承載能力，多用于土層堅硬度較高的地質環境，可提高地基上部承載力。可利用樁基礎較長的特點，將上部荷載傳遞到地層內，提高基礎結構穩定性。一般在對樁基礎設計時，如果建筑為框架結構，可以增加中部布樁密度，或者是增大樁身長度，通過對樁基支撐力的調節，減少不同部位沉降差異，達到工程建設基本要求。

3.3 箱型基礎

箱形或筏板基礎形式主要被應用在地基土承載力不均，或者是對地基基礎承載力要求較高的情況，現在很多地下室工程也選擇應用筏板基礎形式，可有效避免沉降問題的發生。在針對此種形式的基礎結構設計時，要重點采取措施來降低基礎整體彎曲應力，可將上部結構與基礎結構看作為一個整體，應用共同作用分析法分析設計。同時，基于箱形與筏板基礎結構體積較大的特點，為避免混凝土裂縫的產生，設計時還需要設置 20mm～30mm左右的伸縮縫，有效應對溫度變化帶來的影響。

結束語：

對建筑工程結構基礎設計進行分析，需要確定工程設計要點與控制要求，根據實際情況，選擇最適合的結構形式，然后基于以往經驗，做好設計過程的控制，落實專業原則，控制好各要點，減少各類問題的發生，從根本上來提高工程建設效果。

[1]周波,何鑫.芻議建筑結構設計中設計與結構運用[J/OL].中國住宅設施,:(2017-09-28).

[2]宋世波.高層建筑結構設計中的不足及解決措施[J/OL].建筑知識,:1(2017-07-24).

[3]胡維彬.建筑工程結構設計中的基礎設計分析[J].建材與裝飾,2017,(24):71-72.

[4]張帥.民用建筑結構設計存在的問題及對策[J/OL].建筑知識,:1(2016-04-13)