試析房屋建筑結構設計中的基礎設計

王永強

（國策眾合(北京)建筑工程設計有限公司山西設計分公司，山西 太原 030000）

近年來，隨著物質文化生活水平的提高，對房建結構設計及工程質量的標準要求也隨之嚴格，傳統結構基礎設計已無法滿足公眾的住房理念。當下，我國建筑市場競爭進入白熱化，房建結構基礎設計作為核心環節，與建筑性能、質量安全及工程造價息息相關，針對此，切實優化基礎設計勢在必行。

1 簡要論述房屋建筑結構設計的基本原則

在房屋建筑工程規劃建設周期內，建筑結構基礎設計屬于最基礎且最重要的環節之一，一線設計人員要在設計過程中，嚴格遵守行業標準規范，從根本上保證設計的可行性和合理性，為工程施工建設提供參考與引導。

其一，設計人員要預先了解房屋建筑結構的設計意圖和標準要求，與工程技術部門、施工質量檢查部門等保持高效的信息交互，盡可能保證工程設計的可行性、標準性和完善性，并且從多角度衡量主客觀因素，最大限度的滿足業主的實際需求。

其二，現階段，我國大多數建筑工程結構設計人員都將設計重心放在了建筑上部結構、地基基礎等方面，忽視了建筑工程所在區域的地理環境、氣候條件及工程特點等因素。基于此，房屋建筑結構設計人員應當在工作前期進行必要的現場勘察和環境勘察，以實際情況為落腳點，優化結構基礎設計，盡量達到業主滿意的水平。

2 簡介房屋建筑結構基礎設計的具體方法

2.1 傳統建筑結構設計方法

在基礎設計環節，要切實突破傳統思想理念的束縛，秉承與時俱進的基本原則，同時還要積極借鑒國外建筑基礎設計的經驗，深度剖析典型設計案例，從中總結規律和特點，并以此作為創新基礎設計方案的起步點。另外，要綜合考慮各類型基礎結構設計的特征和適用范圍，借以勘察資料的協助，優選基礎類型，經過專業計算確定各項技術參數和指標。

2.2 共同作用分析法的基本原理與優勢

隨著現代化城市建設的推進與城鎮人口的激增，高層建筑已然成為主流趨勢。在高層建筑結構基礎設計過程中，應將上部結構與地基基礎看作有機整體，協調各結構的平衡關系，提高抗形變能力。與傳統設計手段相比，基于共同作用分析法考慮了上部結構的剛度標準，因此，其更具合理性、規范性和完整性。但是，由于共同作用分析法設計多方面的內容，使得設計難度系數也隨之增大。在實際應用過程中，對計算機軟硬件的要求決定了具體設計成本，這使得共同分析法更適用與大規模建筑結構基礎設計。

3 詳細論述結構基礎選型和設計關鍵點

3.1 獨立基礎的設計關鍵點

獨立基礎的造價成本較低，而且抗震性能優越，在框架結構民用建筑領域備受推崇。針對獨立基礎來說，在結構基礎設計過程中，要充分結合地基土的物理屬性特征。如果地基土的壓縮性指標與壓縮密度值都較高，應當設計成剛性基礎，反之，地基土壓縮強度低，壓縮密度較小，則應當設計成柔性基礎，以緩解地基土壓縮造成的不規則沉降。根據實際情況，獨立基礎可采用階形基礎、坡形基礎、杯形基礎中的任意一種或組合協調搭配，與現澆混凝土柱整體澆筑。如果采用預制混凝土柱，則需將獨立基礎設置成杯口形狀，將柱體嵌入杯口，再利用細石混凝土填補縫隙，形成穩固的杯口狀基礎。

3.2 樁基礎結構的設計關鍵點

通常來說，樁基礎的承載負荷能力較強，適用于地基上部承載力不足且下部土層較為堅硬的區域。另外，在對基礎進行加固處理時，由于樁身長度超過一定限度，可將上部荷載傳遞到地層深處。在設計樁基礎的過程中，如果房屋建筑屬于框架結構，為將各部位的沉降差值控制在合理范圍內，可以采取調整中部樁身長度或提高樁體布設密度的方式強化樁基的整體承載力。

3.3 箱形或筏型基礎結構的設計關鍵點

箱形或筏板形基礎主要適用于地基土承載力不足區域，亦或者高層建筑對地基基礎承載負荷力標準要求較高的場合。再者，如果房屋建筑設有地下室，則需要采用筏板基礎，確保其最大限度的增強基礎的穩固性，并作為地下室的地面，發揮實際作用。箱型基礎與筏形基礎的設計難點主要集中在控制基礎的彎曲應力方面，同時由于基礎屬于大體積混凝土，在施工過程中極易受到多方面因素的影響，進而出現結構裂縫問題，因此，應當在設計環節盡可能的參考影響因素，通過設置伸縮縫抵抗由溫度變化導致的形變，一般來說，伸縮縫的寬度需控制在20-30 毫米之間。

3.4 樁箱基礎結構的設計關鍵點

樁基礎與箱型基礎是樁箱基礎的核心組成結構，可以確保兩種基礎協同作用滿足整體承載負荷需求。樁箱基礎具有抗彎曲強度高、卸載簡便、沉降值小等優勢特征，適用于軟土地基。樁箱基礎的設計難點在于選擇布樁方式，由于不同區域地基土物理屬性特征存在較大差異，如果采用滿堂布樁方式，將使各樁體樁頂出現反力差異，各部位受力不均。要想保證基礎的承載負荷力指標達到要求，必須增加底板厚度。由此可見，在實際設計過程中，可通過調整布樁方式分擔基礎底板的受力，進而控制底板厚度。此外，如果上部結構采用剪力墻結構，需沿著剪力墻軸線方向布樁，以此協調剪力墻基礎局部受壓過重的問題。

4 結語

綜上所述，優質的結構基礎設計是提高房屋建筑安全穩定性的先決條件，與整體房屋建筑的實用性、耐久性和安全性息息相關，同時，這也是控制工程造價的有利途徑。為此，工程結構設計人員需加大對基礎結構設計的重視度，并注重細節處理，一方面確保房屋建筑承載負荷力的達標，另一方面還能合理約束成本，實現經濟效益與社會效益的最大化。