淺談建筑結構設計中地基基礎設計注意事項

關潔欣

江蘇浩森建筑設計有限公司廣東分公司 廣東 中山 528400

建筑結構基礎是建筑安全的保障。在整個建筑結構中，基礎將上部荷載均勻傳遞給地基，使建筑上部結構有了依托，使整個建筑更為穩固可靠。如果基礎設計不科學、不合理，將引發嚴重的不均勻沉降、地下室上浮、墻體開裂等問題，最終造成房屋倒塌。因此，建筑結構地基基礎設計是整個施工建設活動中的關鍵環節，做好建筑地基基礎設計具有重要意義。

1 地基基礎設計的價值與依據

（1）地基基礎設計的價值。根據建筑行業統計信息顯示，在我國當前建筑工程中，地基基礎工程的成本消耗最高可占整個建筑成本的20%以上，且基礎部分的施工耗時也相對較長，因此建筑地基基礎設計對于建筑結構設計而言十分重要，甚至影響了整個工程建設。為了確保地基基礎的承載能力和穩定性，需要在設計中加入地基優化處理措施，由此產生了更大的成本壓力，設計人員在完成設計任務時，需要結合工程實際，對建筑基礎進行合理優化，并且預設多個方案進行對比推演，直至選擇最佳方案，以此控制工程建設成本，降低施工難度，保證工程質量與效益[1]。

（2）地基基礎設計的依據。建筑物的用途、功能、結構根據實際需求而定，不同的建筑工程的種類和要求各有區別，建筑地基基礎在設計時，必須考慮到建筑物的實際需求，同時也要考慮到現場的地質條件以及周邊建筑或其他事物的客觀影響，同時也要參考建筑物上部結構的自重、外部形態、材料等。此外，在設計階段相關的技術工藝標準、建筑工程成本等也是影響設計方案的重要因素。

2 地基基礎設計的注意事項

（1）設計原則。地基基礎設計的原則包括：①安全原則，地基設計時，所要考慮的不僅是建筑物本身的穩定性和安全性，同時需要注重施工階段的風險控制，即以便捷施工為主，同時合理配置技術門類，減少施工環節的錯漏。②經濟原則，設計的初衷是為了實現建筑目標，而在設計時需要對基礎的相應數值進行推算，妥善處理好質量、進度、成本的關系，合理利用資源提高工程的經濟效益。③功能原則，基礎設計需要以實現建筑工程的使用價值為基礎，同時還應預留建筑的后期功能拓展需求，如多元化通信網絡建設、區域公共空間高效利用等。④環保原則，設計應當順應時代的發展，踐行低碳節能的理念，多使用環保材料。要滿足以上原則，就必須嚴格遵守國家和行業相關的規定與要求，把控地基承載力上限、沉降值、變形值、剛度等，一旦出現軟土等不良地基時則需要安排具體處理措施。

（2）設計難點。在具體的工程設計中，沉降縫的存在可以有效防止地基沉降帶來的建筑物局部破壞，對于建筑物結構不均勻沉降、錯動、開裂、拉張等現象都有抑制效果，但是沉降縫在設計之后，地基因為受力較大或自身承載性不足，導致沉降縫處出現應力疊加，進而形成了原地基土層異常受力而出現剪切性破壞，尤其是在高層建筑中，此類破壞可能因為上部結構的施壓而加深破壞程度。且沉降縫的設置以后，會對建筑結構局部產生影響，如后期設施和設備的安裝、使用等會因此進行調整，因此沉降縫的設計必須配合地基處理技術，并且設置的方案應當建立在對建筑功能預設和地基性能監測數據之上。此外，依靠基礎樁解決建筑底部受力分解問題時，受力樁的持力層應當進行優化，可選擇下部巖層或較硬的土層作為持力層，且樁坑深度應盡量較深以保證充分受力，如果現場有液化土層，則應當保證樁坑在液化土層之下，必要時應提前進行樁身抗拔測算[2]。

（3）優化思路。結合前文情況，在進行基礎設計時考慮對其受力和散力性能進行優化，增加底部基礎的整體性，即使用剛性基礎設計增加建筑基礎的底面積。如果建筑的地基基礎的底面積超出了剛性角控制區間，可能引起剛性角異變而出現拉力增大，最終損害了基礎層結構，此時需要在基礎混凝土結構的底部，增加底部的抗拉性能，并且利用鋼筋材料增加底部在一定范圍的抗彎性能，削減剛性角帶來的限制性效果。在融入此類設計的建筑基礎方案中，擴散部分的構造一般要求為：基礎的墊層厚度應控制在至少10cm以上，且墊層混凝土強度應達到C10以上，底部增加的擴充層應當設置為階梯形以提高受力傳遞能力，單階的高度保持在40cm±5cm，邊緣處的厚度下限值應當控制在20cm以上，擴充部位的混凝土強度等級應當在C20以上，所選用的鋼筋Φ≥10mm，受力筋間距為15cm±5cm。底部鋼筋條應當交錯布置，保持“十”形或“T”形，受力方向應當統一，且柱下和墻下的獨立基礎在達到250cm以上時，受力筋的長度取值控制在混凝土邊際數值的0.9倍。

在邊坡條件不穩定時，必須在保證地基平坦的基礎上強化基礎設計，提高基礎的抗損壞能力，除了常用的樁基礎方案之外，可以使用強化地下室頂部設計的方法，條件允許情況下則將地下室與邊坡巖石或土體進行鑲嵌結合，以增加建筑的整體抗位移、抗震屬性，結合抗滑移和傾覆測算之后，可以適當增加擋土結構、預應力錨、橫向抗拉樁等，對于山頂處的建筑考慮鞭梢效應最大的情況，應適當增加輔助設計強度。根據《抗震設計規范》地震影響放大系數計算為：其中為山頂地震影響放大系數，為地震參數增幅，α為調整系數。風載荷放大修正計算為：為標準系數，tanα為迎風側坡度，H坡高度。經綜合計算之后的數值融入設計測算，綜合驗算設計的基礎數值是否符合客觀環境的要求，并調整樁和相關加固設計的密度和強度[3]。

3 結束語

做好地基基礎設計，運用恰當的施工技術，對保證建筑物的質量有重要的作用，同時也保證了人們的生命財產安全。設計人員應科學合理地設計，施工人員應運用科學的施工技術，通過設計與施工的密切配合，為建筑物打下堅實的基礎。