房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計探討

張俊霞 韓雪竹

摘 要：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，住宅建筑行業(yè)的建設(shè)規(guī)模迅速擴大，建筑質(zhì)量已引起社會各界的廣泛關(guān)注。基礎(chǔ)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分，它與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量密切相關(guān)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計是一項復(fù)雜而系統(tǒng)的工作，涉及諸多因素。因此，在具體的設(shè)計過程中，我們應(yīng)該充分考慮各種因素，注意細(xì)節(jié)，保障住房建設(shè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全，充分發(fā)揮住房建設(shè)的功能，滿足人們對住房建設(shè)項目的需求，促進(jìn)我國住房建設(shè)項目的不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計；基礎(chǔ)設(shè)計

引言：建筑地基作為其結(jié)構(gòu)體系的重要組成部分，越來越受到業(yè)界的重視。因此，在目前的建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，有必要注意其強度和剛度，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性并具有良好的抗變形能力，在上部結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計中，應(yīng)綜合考慮基礎(chǔ)和基礎(chǔ)，提高基礎(chǔ)設(shè)計的合理性。

1房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)設(shè)計的現(xiàn)存問題

1.1建筑材料問題

目前，我國住房建設(shè)問題主要是由建筑材料質(zhì)量問題引起的[1]。在正常情況下，建筑材料的熱膨脹和冷縮都會受到環(huán)境溫度變化的影響。

1.2地質(zhì)條件問題

由于地基土具有一定的壓縮性，很難通過手工調(diào)整來達(dá)到均勻分布的狀態(tài)，從而不可避免地導(dǎo)致地基彎曲力矩的不同分布。在不同的條件下，土壤的摩擦系數(shù)將受到許多因素的影響，如土壤中孔隙水的密度會急劇變化，從而影響土壤摩擦的大小。

1.3施工環(huán)境問題

一般情況下，建筑環(huán)境分為自然環(huán)境和人工環(huán)境。一方面是自然環(huán)境，包括自然氣候、溫度變化、自然災(zāi)害和其他因素。例如，在低溫情況下，鋼筋混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫；在發(fā)生地震等自然災(zāi)害時，房屋建筑出現(xiàn)裂縫甚至倒塌。目前，施工方很少能夠采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣響?yīng)對自然環(huán)境的變化，只有在事故發(fā)生后才進(jìn)行后續(xù)的修復(fù)工作，往往收效甚微；另一方面，人工環(huán)境，在施工現(xiàn)場操作大型設(shè)備難免會產(chǎn)生振動，地基的穩(wěn)定性也會受到影響。

2基礎(chǔ)選型和設(shè)計要點

2.1獨立基礎(chǔ)及設(shè)計要點

在建筑基礎(chǔ)設(shè)計過程中，經(jīng)常采用獨立的基礎(chǔ)設(shè)計，具有成本低、抗震性能好、適應(yīng)性強等優(yōu)點。總體而言，框架結(jié)構(gòu)民用建筑過程中采用獨立基礎(chǔ)更為合適。在獨立基礎(chǔ)設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮地基土的壓實密度、地基土的壓縮性等特性。一般情況下，如果壓實密度高，地基土壓實強度大，則可設(shè)計為剛性基礎(chǔ)，否則可設(shè)計為柔性基礎(chǔ)。另外，獨立基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)計為邊坡基礎(chǔ)、臺階基礎(chǔ)和杯形基礎(chǔ)的組合。在承重柱下，應(yīng)設(shè)計獨立基礎(chǔ)，采用混凝土澆筑方法，實現(xiàn)混凝土柱的整體澆筑[2]。

2.2樁基礎(chǔ)及設(shè)計要點

目前，樁基設(shè)計得到了廣泛的應(yīng)用。樁基的優(yōu)點是承載力強。同時，在基礎(chǔ)加固過程中要加強樁基。一般情況下，由于樁身較差，上部荷載通過樁身傳遞到地層。在樁基設(shè)計過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行樁基設(shè)計。在基礎(chǔ)中部，可適當(dāng)增加樁身長度和樁身布置，提高樁身承載力。

2.3箱形或閥型基礎(chǔ)及設(shè)計要點

一般來說，高層建筑施工過程中，地基的承載力要求較高，適合采用箱形或閥形基礎(chǔ)，同時在地基承載力不均勻的情況下，也可采用箱形或閥板基礎(chǔ)。在建筑設(shè)計過程中，如果有地下室，可以采用閥板基礎(chǔ)。這主要是因為閥形基礎(chǔ)一方面可以作為基底，另一方面可以充分發(fā)揮基礎(chǔ)的作用。因此，在具體的設(shè)計過程中，對于上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，可以將其視為一個整體，在設(shè)計時，采用聯(lián)合分析法比較合適[3]。此外，箱式基礎(chǔ)與閥門基礎(chǔ)的設(shè)計過程中，主要采用大體積混凝土，易受環(huán)境影響，施工中容易產(chǎn)生裂縫，所以也應(yīng)通過伸縮縫的設(shè)置，一般對于伸縮縫，寬度應(yīng)在20-30mm之間。

2.4樁箱基礎(chǔ)及設(shè)計要點

樁箱基礎(chǔ)主要由兩部分組成，一部分是樁基礎(chǔ)，另一部分是箱基礎(chǔ)。其優(yōu)點是沉降小，抗彎剛度高。一般來說，如果高層建筑的地基是軟土，可以采用樁箱地基。在混凝土設(shè)計過程中，排樁方法是設(shè)計的難點。根據(jù)實際情況合理調(diào)整排樁方式，確保承載力要求。

3房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基礎(chǔ)設(shè)計重點內(nèi)容

3.1根據(jù)地基承載力、變形和穩(wěn)定性的驗算確定基礎(chǔ)埋深

（1）建筑地基的沉降變形不僅與地基總壓P有關(guān)，還與地基的重力壓力Pc有關(guān)。基坑開挖深度決定了基坑預(yù)應(yīng)力筋的取值，因此基坑開挖深度是影響基坑變形的重要因素之一。當(dāng)總壓P小于或等于重力壓力Pc時，地基變形具有回彈和再壓縮的特性；當(dāng)總壓P大于重力壓力Pc時，地基變形進(jìn)入正常固結(jié)壓實階段。淺基礎(chǔ)Pc值小，基礎(chǔ)回彈性小。高層建筑基礎(chǔ)埋深廣，基礎(chǔ)回彈引起的回彈和再壓縮變形不容忽視[4]。

（2）箱筏規(guī)范對箱筏基礎(chǔ)的深度和箱筏基礎(chǔ)或筏基礎(chǔ)的荷載偏心度有相應(yīng)的要求。箱式筏規(guī)范規(guī)定，高層建筑地基深度的確定應(yīng)考慮建筑物的高度、形狀、土質(zhì)和抗震設(shè)防烈度，并應(yīng)滿足抗傾覆、抗滑移的要求。天然地基箱形和筏形基礎(chǔ)的埋深不應(yīng)小于建筑物高度的1/15，箱形和筏形基礎(chǔ)（不論樁長多少）的埋深不應(yīng)小于建筑物高度的1/18。建筑物的重心應(yīng)盡量與基礎(chǔ)平面的中心重合，如果不重合，離心率e不應(yīng)超過0.1ρ（ρ=W/A，W-與偏心距方向一致的基礎(chǔ)底面抵抗距m3；A-基礎(chǔ)底面積m2）。

3.2根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對嵌固部位的要求選取嵌固端

（1）當(dāng)單基底為箱形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)為框架、剪力墻或框架-剪力墻結(jié)構(gòu)時，箱形基礎(chǔ)頂部可作為上部結(jié)構(gòu)的預(yù)埋部分。原因是箱形基礎(chǔ)的豎向與水平壁面相互關(guān)系較多，整體剛度較大，層間橫向剛度一般大于上部結(jié)構(gòu)之間的橫向剛度，可以保證上部結(jié)構(gòu)在地震作用下進(jìn)入非彈性階段時，始終承受上部結(jié)構(gòu)的豎向荷載將其安全地分配到基礎(chǔ)上。

（2）有箱形基礎(chǔ)的多層地下室和有筏形基礎(chǔ)的地下室。對于有框架、剪力墻或框架-剪力墻上部結(jié)構(gòu)的多層地下室，當(dāng)?shù)叵率覀?cè)剛度大于上部結(jié)構(gòu)的1.5倍時，地下結(jié)構(gòu)頂部可作為上部結(jié)構(gòu)。預(yù)埋件應(yīng)嵌入箱式基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)頂部。對于筏板基礎(chǔ)和多層箱形基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)的嵌入位置取決于基底的橫向剛度[5]。

3.3軸向形變控制

由于低層建筑結(jié)構(gòu)的軸向力項對其影響不大，因此在設(shè)計中只考慮彎矩項，而不考慮剪力項。但高層建筑結(jié)構(gòu)不同，不僅樓層數(shù)不同，而且豎向高度也不同，軸向力的值相對較大，隨著高度的積累，其軸向變形更顯著，這必然會導(dǎo)致高層建筑結(jié)構(gòu)的分布和內(nèi)力值發(fā)生較大變化。因此，在高層建筑的設(shè)計中應(yīng)考慮軸向變形的影響。當(dāng)結(jié)構(gòu)完成時，結(jié)構(gòu)上的豎向荷載通常是逐層疊加的，也就是說，在施工過程中，軸向壓縮變形已經(jīng)分階段完成。因此，在考慮軸向變形的分層載荷時，不能一次性加載荷載，從而導(dǎo)致不合理的結(jié)果。此外隨著樓層的逐漸增加，高層建筑在水平荷載作用下的橫向變形也會迅速增加。

結(jié)語：總之，我國建筑業(yè)的發(fā)展雖然有很大的機遇，但也面臨著很大的挑戰(zhàn)，所以施工人員對建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的設(shè)計提出了更高的要求。在建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中，設(shè)計師必須全面、科學(xué)、合理、經(jīng)濟地考慮，并在實際工作中采取適當(dāng)?shù)拇胧_保建筑工程質(zhì)量得到提高，滿足人們對住房建設(shè)項目的需求，促進(jìn)我國住房建設(shè)項目的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[5]陳麥強，袁棟西.淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基礎(chǔ)設(shè)計[J].門窗，2013（01）：139+141.

（作者身份證號碼：1.410725198504101701；

2.150424198312130018）