房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案分析

（福建幼兒師范高等專科學(xué)校，福建 福州 350007）

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)性、復(fù)雜性較高的工作，不僅需要考量到房屋建筑結(jié)構(gòu)的持久耐用以及安全性等方面，還需要確保其功能性能夠滿足人們的實(shí)際需要，這就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員重視基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性，并積極與業(yè)主進(jìn)行及時(shí)、有效的溝通交流，從而確保設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際需要，避免對(duì)房屋建筑工程施工質(zhì)量和施工進(jìn)度帶來影響。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響因素

1.1 地質(zhì)條件因素

地質(zhì)條件因素是對(duì)房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有著較大影響的環(huán)境因素之一，而且，地質(zhì)條件因素包含的內(nèi)容較多，會(huì)對(duì)房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶來方方面面的影響。首先，是地基持力層的情況，地基持力層作為直接承受房屋建筑荷載的土層，對(duì)房屋建筑的穩(wěn)定性有著直接影響，也是相關(guān)設(shè)計(jì)人員在房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中必須重視和研究的因素之一，地基持力層的深度不僅需要考量到工程建設(shè)地點(diǎn)的土質(zhì)特點(diǎn)，還需要結(jié)合房屋建筑的實(shí)際情況對(duì)地基持力層進(jìn)行分析和確定；其次，是樁基穿越土層的情況，在這一設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員不僅需要對(duì)工程建設(shè)地點(diǎn)的地下水分布情況進(jìn)行全面、細(xì)致的了解，還需要綜合考量不同類型樁基的穿越能力和承載性狀特點(diǎn)等因素。

1.2 施工環(huán)境因素

施工環(huán)境因素也是對(duì)房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有著較大影響的因素之一，施工環(huán)境因素可以分為自然環(huán)境因素以及人為環(huán)境因素，其中，自然環(huán)境因素主要有外界環(huán)境溫度以及抗震等級(jí)等幾個(gè)方面，外界環(huán)境溫度所產(chǎn)生的影響主要是針對(duì)基礎(chǔ)施工材料，鋼筋混凝土是目前房屋建筑基礎(chǔ)施工中的重要施工材料之一，而在低溫環(huán)境進(jìn)行基礎(chǔ)施工很容易使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂的問題，所以，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中應(yīng)對(duì)環(huán)境溫度因素進(jìn)行分析和考量。而抗震等級(jí)因素，則是關(guān)系到房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的抗震縫數(shù)量和分布，也是設(shè)計(jì)人員所應(yīng)重視和分析的內(nèi)容之一。

其次，人為環(huán)境因素主要是指房屋建筑基礎(chǔ)施工帶來的影響，一方面是基礎(chǔ)施工所引發(fā)的振動(dòng)，會(huì)對(duì)房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響，另一方面則是在進(jìn)行樁基施工時(shí)會(huì)將基樁周圍的土壤向外擠壓，導(dǎo)致基樁周圍土壤因擠土效應(yīng)而產(chǎn)生應(yīng)力，很容易對(duì)房屋建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及附近的地下管線產(chǎn)生一定的影響，所以，人為環(huán)境因素也是設(shè)計(jì)人員在房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中需要重視和研究的內(nèi)容。

1.3 房屋建筑上部結(jié)構(gòu)因素

房屋建筑上部結(jié)構(gòu)也是影響基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要因素之一，其原因主要是房屋建筑上部結(jié)構(gòu)高度以及墻體厚度的不同，都會(huì)導(dǎo)致房屋建筑上部荷載出現(xiàn)較大差異，所以，房屋建筑上部結(jié)構(gòu)情況也是基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作人員需要反復(fù)研究的重要內(nèi)容之一，根據(jù)房屋建筑上部結(jié)構(gòu)科學(xué)分析和計(jì)算基礎(chǔ)沉降量、基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求以及基礎(chǔ)抗變形能力，并合理規(guī)劃基礎(chǔ)設(shè)計(jì)類型、基礎(chǔ)埋深以及基礎(chǔ)底面積，從而確保基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能夠滿足房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載需要。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

2.1 獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)具有抗震性能較好、土壤環(huán)境適應(yīng)能力較好以及成本較低等特點(diǎn)，使得獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中得到了較為廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念大致可以分為柔性和剛性兩大類，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程建設(shè)地點(diǎn)的地基土質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行選擇，比如，剛性獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念適用于地基土質(zhì)壓縮性強(qiáng)且壓實(shí)密度大的情況，而柔性獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理念則可以有效抵抗地基的不均勻沉降問題。

獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的類型主要包括階形、坡形以及杯形等幾種，其使用方式可以分為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下獨(dú)立基礎(chǔ)，其中柱下獨(dú)立基礎(chǔ)是最為常見的使用方式，主要是將獨(dú)立基礎(chǔ)布置在承重柱下方并與承重柱整體澆筑。而墻下獨(dú)立基礎(chǔ)主要用于房屋建筑地基承載力較大且建筑上部結(jié)構(gòu)荷載較小的情況，可以有效減少基礎(chǔ)施工材料的損耗以及開挖土方量。

2.2 樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

樁基礎(chǔ)是一種利用基樁承受房屋建筑動(dòng)靜荷載的深基礎(chǔ)，其作用一方面是為房屋建筑上部結(jié)構(gòu)提供更多的承載能力，通過較長(zhǎng)的基樁穿越地下較軟的土層，并將房屋建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載轉(zhuǎn)移到地下堅(jiān)硬土層中，避免房屋建筑地基出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，另一方面還可以用于房屋建筑基礎(chǔ)的加固（如圖1）。樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考量房屋建筑實(shí)際情況以及地基土質(zhì)情況，從而對(duì)樁基礎(chǔ)的基樁數(shù)量以及分布進(jìn)行合理規(guī)劃。

（圖1 端承樁（左）與摩擦樁（右）1-樁，2-承臺(tái)，3-建筑上部結(jié)構(gòu)）

2.3 箱形和筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

如果房屋建筑地基土質(zhì)存在承載能力不均勻的情況，或者房屋建筑對(duì)地基的承受能力有著較高需求的情況下，相關(guān)設(shè)計(jì)人員可以在房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中選用箱形和筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，除此之外，筏形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)還適用于有地下室的房屋建筑。箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)雖然都屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，但二者之間存在很多的不同之處，比如，在實(shí)際功能方面，箱形基礎(chǔ)主要是通過較大的基礎(chǔ)底面、較深的埋深以及中空結(jié)構(gòu)，提高房屋建筑地基的穩(wěn)定性并降低建筑基礎(chǔ)沉降量（如圖2），而筏形基礎(chǔ)則是通過增加底面積、減小基地壓強(qiáng)的方式，提高建筑基礎(chǔ)整體承載能力，從而有效緩解房屋建筑地基的不均勻沉降現(xiàn)象，其結(jié)構(gòu)主要由柱下板帶以及跨中板帶等結(jié)構(gòu)組成（如圖3）。箱形基礎(chǔ)和筏形基礎(chǔ)除了在實(shí)際功能方面存在一定的差異以外，在施工要點(diǎn)等方面也存在很多的不同，所以，需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)房屋建筑結(jié)構(gòu)以及地基土情況合理選擇基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案。

（圖2 箱形基礎(chǔ)圖片）

（圖3 筏形基礎(chǔ)圖片）

2.4 樁箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

樁箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是合理結(jié)合樁基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案，這種基礎(chǔ)設(shè)計(jì)具有抗彎剛度較高以及沉降量小等特點(diǎn)，在高層建筑以及其他重型建筑工程項(xiàng)目中有著較為廣泛的應(yīng)用。樁箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容主要是荷載的分擔(dān)，這就要求設(shè)計(jì)人員對(duì)樁距、樁長(zhǎng)、樁持力層剛度以及樁間土擠壓等方面進(jìn)行綜合考量和研究，首先，箱形基礎(chǔ)所分擔(dān)的荷載會(huì)隨著基樁長(zhǎng)度的增加而減少；其次，樁基礎(chǔ)施工時(shí)產(chǎn)生的樁間土擠壓應(yīng)力會(huì)對(duì)箱形基礎(chǔ)的荷載分擔(dān)作用產(chǎn)生較大影響；第三，基樁持力層的剛度也會(huì)對(duì)樁基礎(chǔ)的荷載分擔(dān)比帶來較大影響，這幾個(gè)方面都需要設(shè)計(jì)人員加以重視和研究。

3 房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

3.1 高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所應(yīng)注意的問題

高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所應(yīng)注意的問題，主要包括沉降縫以及地基土結(jié)構(gòu)等幾個(gè)方面。沉降縫設(shè)計(jì)是高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，需要考量的因素主要包括土質(zhì)基礎(chǔ)穩(wěn)定性、建筑高度、結(jié)構(gòu)形式以及建筑相鄰部分荷載等，如果高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)存在沉降縫方面的問題，很容易導(dǎo)致建筑上部結(jié)構(gòu)的開裂，并對(duì)高層建筑的安全性帶來極大影響，對(duì)于高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的沉降縫問題，通常會(huì)采用垂直縫處理方法進(jìn)行解決，也就是利用垂直縫將高層建筑分割為多個(gè)單元，從而緩解或避免高層建筑出現(xiàn)錯(cuò)位以及開裂等情況。

3.2 山區(qū)房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所應(yīng)注意的問題

山區(qū)房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)所應(yīng)注意的問題，除了建筑上部結(jié)構(gòu)因素以外，還需要面對(duì)更加復(fù)雜、多變的地質(zhì)環(huán)境因素，所以，在山區(qū)房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員需要全面、細(xì)致的收集和分析地質(zhì)勘探資料，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)以及地下環(huán)境復(fù)雜程度，科學(xué)、準(zhǔn)確的確定建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)，并針對(duì)地下實(shí)際情況制定完善的應(yīng)對(duì)和解決方案，從而提高建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的合理性。其次，設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極主動(dòng)的與業(yè)主以及施工方進(jìn)行溝通和交流，在確保建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和建筑實(shí)際需要的基礎(chǔ)上，提高建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的可行性以及便捷程度。

4 總結(jié)

總而言之，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要組成部分，不僅對(duì)房屋建筑的安全性以及耐用性有著直接影響，也關(guān)系到房屋建筑的建設(shè)成本，特別是在現(xiàn)如今我國(guó)建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)代背景下，提高房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平和設(shè)計(jì)質(zhì)量，也成為了有關(guān)部門、設(shè)計(jì)單位以及設(shè)計(jì)人員都應(yīng)重視的工作內(nèi)容之一。設(shè)計(jì)單位以及設(shè)計(jì)人員應(yīng)提高對(duì)房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重視程度，做好相關(guān)資料數(shù)據(jù)的勘測(cè)、整理以及分析工作，同時(shí)，在房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行操作，抓好設(shè)計(jì)方案的細(xì)節(jié)之處，并加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，確保房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。