关于建筑结构基础设计的探析研究

摘要：建筑工程建设中最至关重要的部分就是结构基础设计，它决定着建筑日后的使用寿命以及使用者的生命安全。本文主要从建筑基础选型工作的要点、基础设计的关键点、建筑基础设计要点三方面进行综合的分析和论证。

关键词：结构设计；基础选型；基础设计；关键点

前言

建筑结构基础的刚度、强度、稳定性、变形要求都需设计合理，建筑基础设计时应该采用整体性好、能满足地基承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式方案，达到安全适用和经济合理的目的。和一般建筑相比，建筑不仅要考虑建筑外观要求和性能要求，更多的是建筑基础设计是否满足建筑的稳定性、抗震性、竖向承载力、横向抗滑力、土层抗压能力等

1建筑结构基础选型工作的要点

1.1建筑结构基础选型的影响因素

1.1.1建筑上部结构对基础选型的影响

上部结构对建筑基础类型、深度、浮力等重要参数存在着直接的影响，由于上部结构种类的不同，会引起建筑结构基础荷载大小和分布的不同，要在设计建筑结构基础予以注意。同时，不同类型的建筑上部结构会因自身的类型不同而产生不同的沉降幅度和变形幅度，因此，带来建筑基础形式上的不同。地下室的种类和形状也会对基础选型有一定影响，要在设计建筑基础时做以重点考量。

1.1.2地质条件对建筑结构基础选型的影响

地质条件中两项情况对建筑结构基础选型影响最为显著：（1）地基持力层情况，持力层是承受建筑基础负荷的土层，要根据持力层承载能力大小和压缩模量变化幅度选择建筑基础类型；（2）穿越土层基本状况，应该根据土层中地下水影响和桩基穿越能力的大小选择建筑结构基础的类型。

1.1.3周围环境因素对建筑结构基础选型的影响

（1）建筑施工的振动和噪声要对基础带来各种影响，因此需要对此加以控制和预防，以便建筑基础能够持久、稳定和安全。（2）建筑施工中的空间因素也会给基础类型带来一定的影响，要选择既利于施工有利于稳定的建筑结构基础类型。（3）建筑施工中挤土效应，建筑基础桩基的入土和挤土会产生挤土效益，这会对周边建筑和地下管网造成影响，应该从最小影响原则出发，优先选择挤土效应最小的桩基方式进行建筑基础施工。

1.1.4建筑结构基础桩种类的影响

不同种类的基础桩有着不同的尺寸，应该从持力层性质、安全性要求、建筑负荷等主要方面确定基础桩的类型和规格，使其满足建筑总体施工建设的需要。

1.1.5建筑结构基础施工的工期

工期是设计建筑结构基础类型的重要参考参数，要在确保建筑基础施工速度、施工质量和施工效益的基础上形成最为科学的施工工期，实现建筑总体价值的全面兼顾。

2基础设计的关键点

2.1全面掌握资料

对于建筑，地质资料和上部结构资料掌握充分能使基础设计事半功倍。建筑的这些资料相对于一般建筑资料要求的更为全面和详细。在对地质资料分析时要充分考虑各种地基类型对对建筑产生的影响，包括对岩石特性、土层分布、地下水、地面水等的详细分析。对上部结构进行分析时要注重建筑物的体型的复杂程度和结构类型，还有传力体系。设计师在采集到这些资料的时候要详细阅读工程建设场地地质勘察报告，对勘察报告的内容和深度进行复核，判断是否满足结构设计需要，必要时提出补充勘察要求。重点研读勘察报告中的持力层及其地基承载力、地基变形、地下水和场地抗震要求等。

2.2统一目标

结构基础设计方案在选择时，要满足多种个性化目标的要求，并把个性化目标统一起来形成整体目标。通常情况下，建筑结构基础设计把建筑性能、建筑质量、建筑成本放在首位，而忽视了对施工性能、周边环境影响、地震地质性能的满足。个性化目标在一定条件下，有矛盾和冲突，改变条件或者是弱化矛盾是满足整体目标的前提。所以根据目标之间的关系进行兼顾、协调地优化和调整能够达到最终的基础设计目标。

2.3多种方案结合起来，趋利避害

结构基础工程在整个建筑工程中施工成本和施工工期分别占到30%左右，合理的建筑基础设计能够有效节省工程造价和缩短工期。然而设计方案的制定影响因素众多。多样性和复杂性是建筑基础设计的特点，因为是涉及的元素众多，特别是现代建筑技术和手段的不断提高，基础设计处理方法和处理型式也在不断扩大。传统的基础设计型式和现代结构基础设计型式相冲突，必然会加大设计的困难度。结构基础设计通常根据工程条件和地质条件，综合传统设计型式和现代设计型式，提供多种基础处理方案。比如在地质条件较差的地区如北京、天津等地可以采用造价高昂的桩筏；在地质条件较好的山区，如重庆等地可以采用桩基，直接支承在基岩上。所以设计师要做好多个方案，经验和理论相结合，从中考量利弊，选择最合理、最优化的方案。

2.4建筑基础选型的基本原则

建筑结构基础选型应该坚持的原则有：（1）多样式原则，建筑结构基础设计单位应该全面掌握各种建筑基础类型，并有针对性地选择社会和综合价值较高的建筑基础类型。（2）经济性原则，建筑基础设计要追求最佳的经济效益，因此，设计建筑基础时要考虑到成本控制、施工进度的重要因素，全面提高建筑基础设计和施工的经济性。（3）总体优化原则，建筑基础设计单位要对各种设计综合起来，将各种设计的优势集中起来，形成优化的建筑基础设计，以实现建筑建设的基本目标。

2.5建筑结构基础设计的方法

当前建筑结构基础设计采用上部结构与地基、基础共同作用的分析方法，这种方法中地基、基础、上部结构之间同时满足接触点的静力平衡以及接触点的变形协调两个条件，即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体。这种从整体上进行相互作用的分析方法难度较大，计算量庞大，对计算机的性能及存储量要求较高，只在较复杂或大型基础设计时，按目前可行的方法考虑地基-基础-上部结构的相互作用。共同作用分析方法的进步之处仅在于它考虑了上部结构的刚度，这一优势是传统设计方式所不具备的。

3做好建筑结构基础设计的要点

3.1框架结构基础设计的要点

在框架结构基础设计时，基础宜柔不宜刚；若地基土为高压缩性，则基础宜刚；当采用桩基时，可考虑采用变刚度布桩的方式（如改变基础中部桩径或桩长、加密中部布桩），以调整地基或桩基的竖向支承刚度，使差异沉降减到最小，从而减小基础或承台的内力。

3.2箱（筏）基础设计的要点

对建筑箱（筏）基础设计时，考虑上部结构参与工作有利于降低箱基的整体弯曲应力。建议采用共同工作整体分析进行计算，这样算得的整体弯曲箱基底板钢筋应力才比较符合实际；另外，共同作用使得上部结构下面几层边柱（墙）出现较大内力，采用常规设计方法时应提高边柱（边墙）的内力。

3.3桩箱（筏）基础设计的要点

建筑桩箱（筏）基础上部荷载满布，可采用变刚度布桩的方式，调整桩基的竖向支承刚度，从而调整桩顶反力分布；若考虑利用桩间土分担上部荷载，充分发挥箱（筏）底桩间土的承载力，可适当增加基础中部桩的间距；另外，若上部结构为剪力墙，则桩宜沿剪力墙轴线布置，这样与满堂布桩相比可以大大减小底板的厚度。

4结语

总的而言，随着经济不断地发展和人们物质生活水平的不断提高，建筑施工技术和建筑材料的不断更新和进步，人们对建筑物的要求也越来越高了，不仅要满足基本的使用功能，同时还要满足抗震等一些特殊的要求，这也就提高了人们对建筑物结构基础设计的要求，因为建筑物本身的施工质量直接影响这人们日常生活和生命财产，这就导致人们不再单单只满足建筑外表的壮观设计，也在另一方面注重结构设计上的稳妥。

参考文献：

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[2]陶桦铭.高层建筑基础大体积混凝土的温度裂缝问题预防与应对策略[J].科技通报，2014（01）

[3]甘春，葛江蓉.建筑结构设计中存在的问题与应对措施[J].中华民居（下旬刊），2014（01）

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