摘? ? 要:近年來我國建筑的數量不斷增多,規模也在不斷增大。且人們越來越重視建筑的質量。而基礎設計是建筑結構設計中的重要內容,基礎設計的質量直接影響著建筑整體的質量,因此必須重視建筑設計中的基礎設計環節。
關鍵詞:房屋建筑;結構設計;基礎設計
1? 引言
房屋建筑設計中,基礎設計直接決定了建筑的穩定性和耐久性,所以在建筑基礎設計時,應充分結合工程實際,選擇科學的設計形式,保證基礎設計的整體效果,同時還需在這一過程中采取有效的措施避免設計中出現不符標準的問題。
2? 房屋建筑基礎設計形式
2.1? 基礎設計要求
2.1.1? 多層建筑設計要求
多層建筑通常為砌體結構,在多層建筑設計中,抗震設計是不容忽視的內容,應嚴格按照抗震的要求完成設計工作,從而保證工程設計的效果和質量。在設計時應重視墻體部分的設計,承重墻體盡可能的對稱布置。在布置鋼筋混凝土豎向承重構件的過程中,宜選擇規則的結構形式;部分多層建筑由于建筑造型需要或者使用功能需要,造成結構布置不規則,此時在保證建筑功能、建筑立面效果的同時,盡可能的利用分隔縫將建筑劃分為規則的形式。上部結構對稱、規則的布置形式,能夠減小基礎的不均勻受力,避免不均勻沉降。
2.1.2? ?高層建筑的設計要求
高層建筑的高度數值較大,其基礎部分是整個建筑豎向承載最大的地方,故此高層建筑在土層承載不理想的情況下,大部分考慮采用樁基的形式。高層建筑隨著建筑高度的增加,整個建筑的豎向荷載也就越大,作為承受整棟建筑豎向荷載的基礎部分,所需的強度、承載能力也就越高,同時綜合考慮高層建筑的嵌固深度要求,一般高層建筑的基礎埋深較深、承載要求較高。
在結構設計中應嚴格按照規范要求傳遞上部恒載,折減上部活載,基礎設計時考慮部分上部結構的剛度,從而導算出基礎的承載要求、加強基礎的剛度。這種設計方式不但能夠保證基礎的承載要求,還能提高基礎的剛度,使基礎底部的應力分布、基礎變形均勻。
地下工程在一個項目中的成本占比在10%~20%左右,因此在綜合考慮基礎承載、沉降、防水、防腐等要求,在滿足規范要求的前提下,需要盡可能的控制成本。根據巖土勘察報告,充分考慮地下水對基礎及建筑地下部分的侵蝕情況,設置相應的防腐措施,提高地下混凝土的抗滲性、防腐性,如提高混凝土的標號、改善水泥的種類、用量等;同時還應根據地下水位的高度,考慮是否需要抗浮驗算,基礎形式是否有利于抗浮等,以及基礎施工過程中的降水措施。
2.2? 地質、水文對建筑基礎設計的影響
地質條件對建筑基礎設計有著十分顯著的影響。地基持力層和持力層下部土層的承載能力是影響基礎設計的主要因素,如果基礎底部土層的承載能力不理想,需要做地基處理,如換土層、夯實土層、樁基處理、加大基礎底面等,這些措施會增加建筑成本;有時候地基處理會成為地下工程的成本控制關鍵點,如高層建筑下遇到溶洞、塌陷區等地質,此時大范圍深度處理土質,會帶來成本的直線上升,因此項目前期的工程地質、水文勘察就顯得非常重要。
工程地質情況還決定著建筑的基礎形式、基礎施工難度、基礎承載力的大小等,所以工程地質勘查的準確程度、數據真實性,對建筑的基礎設計非常重要。另外,地質勘查報告應該從專業角度給出建筑物所適應的基礎形式或者地基處理方式,如根據土層及地上建筑的承載情況,給出采用獨立基礎、條形基礎、筏板基礎或者樁基礎的建議;同時地質勘查報告還應明確建筑物下方的土層情況,如是否有沙化可能、是否有溶洞、是否需要考慮濕陷性等。
最后,工程地質的水文情況對建筑基礎設計的影響也不容忽視,地下水的水位高低影響著基礎設計的承載及抗浮情況,同時還影響施工過程降水成本及能否對周邊建筑造成沉降;另外,地下水的水質還會影響地下建筑的耐久性,如果水質對地下建筑的混凝土、鋼筋等都具有較強的腐蝕性,會嚴重影響地下建筑的使用壽命。
3? 建筑基礎設計的策略
建筑基礎設計是一項復雜度較高的工作,若要提高建筑基礎結構設計的質量,則需合理選擇建筑材料,并做好平面設計工作。
3.1? 科學選擇建筑材料
在房屋建筑結構設計過程中,施工材料的選擇尤為關鍵。鋼筋、混凝土的性能對建筑設計的穩定性及可靠性有著十分顯著的影響。在房屋建筑施工的過程中,混凝土材料應符合相關規定和要求,此外還要優化配置基礎鋼筋。
3.2? ?增強基礎設計選型的合理性
為強化基礎設計選型的質量,設計人員可按照房屋建筑設計的具體要求和地理環境的相關特征,來完成建筑基礎設計工作。
4? 實例分析
本文以某高層建筑為例,分析房屋建筑設計中的基礎設計。該建筑地處繁華鬧市區,地上19層,地下1層。基坑回填采用分層回填、分層夯實的方式,每層土的夯填厚度300mm~500mm,機械碾壓夯填時,土層虛鋪厚度約300mm~500mm,人工夯填時,土層虛鋪厚度約250mm~300mm,土層夯實系數不小于0.95。基坑回填的土質也需要滿足圖紙要求,含水率以“手握成團,落地開花”為宜。
4.1? 基礎設計分析
經綜合考慮上部建筑的承載需求,現場土層地質情況,決定采用梁式筏板基礎。水平向基礎梁尺寸為0.9×1.8m,縱向基礎梁尺寸為0.9×2.0m,建筑主體上部荷載較大,基礎筏板厚度1.2m,其余裙房部分筏板厚度0.8m。
4.2? 主體結構設計分析
工程主體結構設計中采用剪力墻結構,剪力墻結構是用鋼筋混凝土墻板來代替框架結構中的梁柱,能承擔各類荷載引起的內力,并能有效控制結構的水平力。鋼筋混凝土墻板能承受豎向和水平力,它的剛度很大,空間整體性好,房間內不外露梁、柱棱角,便于室內布置,方便使用。
在工程建設中,最為重要的環節就是剪力墻的布置,設計人員的最終目標就是使其形成完整的筒體。另外還要將其視為抗側力構件,在筒體的四周科學布置豎向成承重構件。剪力墻均勻、對稱的布置在建筑的四周,由于剪力墻的剛度較大,能夠有效的約束筏板基礎的變形,因此基礎設計時可考慮剪力墻剛度的有利作用。
5? 結束語
基礎設計是建筑結構設計中較為較為重要的環節,基礎設計時需要考慮上部建筑的結構形式、建筑高度以確定基礎的承載要求;地質勘察報告需要數據真實、準確,因為它直接決定著基礎的形式、地基處理方式等;同時基礎施工的難易也是基礎設計需要考慮的因素,因此基礎設計是一項較為復雜的工作,需要考慮多方面因素,最終確定經濟合理的基礎方案。
參考文獻:
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[2] 王園升.房屋建筑結構設計中基礎設計探討[J].建材與裝飾,2018(19).
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作者簡介:
葛松(1983—)男,漢族,河北唐山人,唐山天壤房地產開發有限公司結構主管,主要從事工作:建設項目管理,房地產。