土建工程施工的基礎結構設計

吳夢雅 安徽省城建設計研究總院股份有限公司

為了緩解建設和土地資源供需之間的矛盾，建筑現在正逐步向高層建筑和地下工程發展，無論土建工程的形式是什么，對基本結構的部分要求都是非常嚴格的，必須保證在初步設計階段嚴格按照專業規范進行設計，良好控制各種計算參數，保證結構具有較強的穩定性和安全性，從而能有效抵抗后期各種因素的影響，延長結構的使用壽命。

一、土建工程基礎設計的必要性

一方面，提高基礎施工效率可以為后續施工提供重要的參考和指導；另一方面，有利于提高施工效率，實現工程造價的有效控制。幫助土建施工企業實現經濟效益和社會效益最大化的最終目標。另一方面，保證項目的質量是關鍵。隨著土建工程質量安全問題的出現，人們對工程質量提出了更高的要求。這將直接影響后續建設項目的正常施工。進行土建結構的設計，確保土建施工的性能等要能滿足國家有關規范及標準的要求。能有效防止施工項目的不均勻沉降或開裂，保證施工項目具有較高的質量水平和合理施工的前提。科學合理的土木工程結構基礎設計是土木工程施工成功的基本前提。在土建結構的基本設計中，將根據具體情況和現實因素進行研究。合理選擇土建工期等施工結構體系，設計施工方法，并優化人員、材料和設備的配置，有效控制建設項目的非終端消耗。

二、土建結構基礎設計的常見問題

（一）承重柱截面高度的設計

在土木工程施工的基礎上進行土木工程結構設計，該土木工程結構的穩定性、抗震性能及其承載柱截面高度，在設計過程中已接近設計，未能充分考慮土木結構的整體承載需求，會出現設計界面面積過小，不能作為土建結構的整體。在后期的施工和使用中，容易出現開裂等問題，這將影響土木工程施工中土木結構基礎設計的牢固度。

（二）地下室部分設計

在土木工程的施工中，土木結構的設計是工程整體穩定和施工安全的關鍵，而基礎部分的設計與地下室的設計之間的密切關系需要引起相關設計師的注意。地下室結構設計與土木工程結構總體設計理念背道而馳的現象很常見，在實際施工中存在墻體厚度不符合土木工程承重標準的現象。這種不好的設計一旦具體化，就會對整個工程的質量以及施工人員和用戶的生命安全產生威脅。另外，在邊坡施工的土木工程中，往往忽略了設計中基礎穩定性的驗算，這可能會在后期的施工中表現出來，導致邊坡施工的土木工程中普遍存在返工現象，增加了施工成本。

三、土建結構基礎設計原則

（一）經濟性原則

現在逐漸到土木工程結構設計多元化的發展和功能的角度，為了更好地滿足社會發展的要求，和基礎設施的形式的選擇也更加靈活，但無論什么設計方法，都需要確定技術指標的同時，控制投資總成本，把施工成本控制在預算之內。因此，有必要貫徹經濟原則，兼顧進度要求，提高基礎設計的綜合效果。

（二）動態原則

面對不同功能要求的土木工程，基本結構設計需要控制的點不同，環境不同，需要預防的共性問題也不同。因此，有必要從實際出發，兼顧動態原理，靈活把握各點，提高基本設計的科學性。

四、常用的樁基設計方法

（一）預應力管樁設計

在土木工程項目的基礎結構設計中，預應力技術的應用特別廣泛，并已顯示出其應有的效果。為了進一步提高預應力管樁的實際效果，在設計過程中應注意：預應力管樁的樁心距必須嚴格控制，以確保樁身完整性及相應的單樁承載力；尚應注意對樁身垂直度、抱樁力等施工的質量控制避免對樁身完整性及樁承載力可能造成威脅的各類問題。但關鍵是要對預應力管樁的樁徑及樁長進行合理的設計，盡量減少接樁最大程度保證樁承載力。

（二）鉆孔灌注樁設計

在土木工程基礎結構的施工過程中，鉆孔灌注樁也是現階段比較常用的一種技術手段。因此，在工程設計過程中應注意基本規范和程序的實施，促進鉆孔灌注樁的設計在工程項目中發揮其應有的作用。在實際的工程項目，有必要掌握樁形成面積和混凝土樁體的大小，以充分保證螺旋樁可以滿足基本需求的土木工程項目的結構設計，并使其發揮應有作用的穩定結構。這在一定程度上表明，應加強對設計圖紙和設計方案的進一步細化，以確保鉆孔灌注樁的布置更加合理，降低風險因素。

五、民用基礎設施設計措施

（一）地質勘探選擇

考慮基礎和上層建筑之間的相互作用。在實際的設計中，我們的設計師不得不使用人工的方法。根據上部結構的形成來確定對基礎的影響，但是這樣的虛假方式與實際情況也有一定的差距，要根據具體情況來確定。

（二）加強樓梯樣圖的設計

作為結構設計人員，在樓梯詳圖設計過程中，應注意結合建筑圖紙復核樓梯梁下凈高度是否滿足規范要求，確保樓梯梁位置在各標高處相互吻合。在設計中若存在凈高不夠的問題，應靈活改變梯板形式；同時還要注意樓梯板的寬度和平臺寬度是否符合規范。樓梯具有較大的側向剛度，若與框架結構主體相連，對主體結構有斜撐左右，容易形成短柱，設計中應注意對樓梯平臺與主體結構采取分離措施，如設縫；也可采用梯板下端設置滑動支座的措施；若無法與主體結構分離，應在主體結構分析計算時充分考慮樓梯實際剛度的計算模型。

（三）懸挑梁的具體設計

在懸臂梁的設計中，靠近支座的上部受拉區域經常出現較寬的豎向裂縫。其鋼筋結構如下圖所示。一般來說，裂縫在梁支沿斜向延伸時，接縫上的裂縫越多越寬。梁的截面過小對結構的抗震性能也是非常不利的。懸臂結構對豎向地震最敏感。當梁高較小時，截面相對受壓區高度較大，梁的延性降低。在豎向地震作用下，易發生脆性破壞，失去承載能力。

一般來說，由于懸臂梁整體長度受負彎矩影響，且臨界斜裂縫的傾角明顯較小，第一排縱筋在0.75L 處最容易截尾，因此不允許截尾。如果梁的上部有兩排縱筋，則第二排可在0.75L 處截斷。如果嚴格按照圖集要求施工，則相對容易控制。

六、結論

基礎設計對土木工程結構進行分析，確定設計要點和控制要求，根據實際情況，選擇最適合的結構形式，結合以往工程經驗，完成設計和控制的過程，要貫徹專業原則，做好分控，減少各種問題的發生，從根本上提高工程建設的效果。