房屋建筑结构设计中基础设计探讨

殷继业

摘要：基础设计作为建筑结构结构设计中至关重要的组成部分，直接关系到整个建筑的质量。但是，在实际设计过程中，受诸多因素的影响，导致设计存在着不足，从而使建筑工程受到影响。因此，在结构设计时，加强房屋建筑结构设计中基础设计的水平极具现实意义。

关键词：房屋建筑结构设计；基础设计

中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）11—117—02

前言

基础作为房屋建筑的地下部分，其设计是否科学和合理对于房屋建筑整体的安全性、适用性和耐久性都有着较为深远的影响，如果基础没做好，就可能导致房屋建筑的不均匀沉降，导致墙体开裂等，同时设计方案也决定着基础选型以及后续施工的合理性和经济性，可见做好基础设计是房屋建筑结构设计中的重中之重。

1高层建筑基础设$-t概述

在进行高层建筑的基础设计时，需要考虑的因素较多，其基础的面积、承载力、内力及配筋等的确定，需要进行相应的计算才能取得准确的数据，所以在计算过程中需要结合工程地质勘察报告、上部结构类型、需要承受的工作荷载效应、施工技术水平及材料等多个方面的因素，只有进行周全的考虑，才能确保基础设计时各项计算的准确性，确保基础的安全和稳定。

目前在我国高层建筑基础工程施工中，通常都会采用深桩基础来进行施工，利用桩基础进行施工，不仅施工较为简单，而且桩基础受力较为合理，可以使深部土层的承载能力充分的发挥出来。同时桩基础与现代施工技术和材料实现了完美的结合，这有效的提高了桩基础施工技术的水平，使其在基础工程中发挥着更好的性能。

在实际工程施工中，由于不同的结构物对施工要求会有所不同，同时施工过程中地质条件和施工方法也会有所不同，所以会利用不同的桩和桩基础来进行施工。目前在基础施工中通常会采用端承桩和摩擦桩，由于端承桩其桩底处于岩层和硬土层中，土层具有较好的非压缩性，这样就有效的避免了桩发生沉积，桩具有良好的承载力。而摩擦桩主要是依靠桩侧摩擦阻力来承担竖向荷载，而且桩底土层也会对竖向荷载具有一定的支承力，但由于底部支承的土层具有可压缩性，所以桩基的沉降量还是会较大的。

在房屋建筑基础施工时利用桩基础进行施工时，其受力方式有独自受力和桩土共同受力两种情况，其目的都是为了将上部结构的荷载传递给地基。在基础施工时，如果利用天然地基，则无法对建筑物不同部位下的土层厚度进行有效的控制，所以土层薄、厚及缺失情况都会存在，这样在建筑物上部结构荷载下不可避免的会导致沉降的发生，但利用桩基础作为基础工程承载时，其承载力则会传递给下层的硬土层或是岩石层，能够更好的实现对建筑物沉降量实现控制。

2房屋建筑基础设计的方法

2.1传统设计方法

在基础设计中，通过对过去一段时间国内外典型建筑基础设计方案进行系统分析，从其中总结出一定的约定俗成的规律，并作为新设计方案的立足点，同时考虑各类型基础各自的特点和适用范围，并与房屋建筑自身特点、勘查资料相结合，从而选出合适的基础类型，并经计算确定各项技术指标。

2.2共同作用分析法

在高层建筑基础设计中，常常将上部结构与基础和地基看作一个统一的整体，使三者之间保持力的平衡和协调的变形能力，与传统设计方法相比，由于其考虑了上部结构的刚度，因此更具科学性和合理性，但同时这种方法由于涉及到的方面较多，因此设计难度也较大，对于计算机软件和硬件的要求也更高，设计成本较传统方法高出不少，因此只有在结构复杂的大型建筑基础设计中才会采用。

3基础选型和设计要点

3.1独立基础及设计要点

独立基础的造价较低，且对地基土具有较好的适应性，且抗震性能较好，因此在框架结构的民用建筑中普遍采用。对独立基础来说，其基础设计应当根据地基土的特点而进行，如地基土的压缩性较强、压实密度较大，则宜设计成刚性基础，除此之外则应设计成柔性基础，以抵抗地基土压缩带来的不均匀沉降。根据实际情况独立基础可采用阶形基础、坡形基础、杯形基础中的一种或组合，独立基础一般设置于承重的柱下，与现浇混凝土柱整体浇筑，如柱采用预制混凝土柱，则一般将独立基础上部做成杯口形，将柱嵌入到杯口中并用细石混凝土嵌缝形成杯口基础。

3.2桩基础及设计要点

桩基础的承载能力较强，主要用于地基下部土层较为坚硬，且地基上部承载力不足的场合，另外在基础加固时也常采用桩基础作为治理措施，由于桩身较长，可将上部荷载传递到地层身处。在设计桩基础时，如果房屋建筑结构是框架结构，为减小各部位沉降的差异性，可在基础中部加密布桩以及增加中部桩身长度的方式来调整桩基的支承受力方式。

3.3箱形或筏型基础及设计要点

箱形或筏板形基础主要用于地基土承载力不均匀以及高层建筑等对地基基础承载力要求高的场合，另外，在有地下室的房屋建筑中也可采用筏板基础，使其既发挥基础的作用又可作为地下室的地面使用。箱型基础和筏形基础设计时的主要难点在于降低基础整体的弯曲应力，因此可将上部结构与基础看做一体，采用共同作用分析法进行设计，另外，箱形基础和筏形基础属于大体积混凝土，施工中容易出现温度裂缝，因此在设计时要予以充分考虑，通过设置伸缩缝来抵抗由于温度变化导致的变形，宽度一般设置为20mm—30mm。桩箱基础及设计要点桩箱基础是采用桩基础和箱形基础，使两种基础共同承载受力的基础，其抗弯刚度较高，卸载能力强，沉降量较小，因此常用于在软弱地基上建设的高层建筑、重型建筑以及其他对沉降量要求严格的房屋建筑。桩箱基础的设计难点在于布桩方式的选择，由于不同方位地基土性质的差异性，如果采用满堂布桩的方式就会使得各个桩体桩顶反力出现差异，对于基础底板来说，各个部位受力不均，若要保证基础的承载力就必须使底板具备一定的厚度；因此，实际设计中可通过调整布桩方式，即通过适当增加中间部位桩间距的方式，充分利用基础底部桩间土的承载力，分担基础底板的受力情况，从而减小底板厚度。另外，如果上部结构采用剪力墙结构，则应当沿着剪力墙轴线方向布桩，以抵抗由于剪力墙自重可能导致的基础局部受压过大。

4房屋建筑结构基础设计中应注意的问题

目前，我国的房屋建筑结构设计的发展现状从总体上来看还是十分不错的，但是，仍有诸多还不够成熟和完善的地方，还需要不断地在发展过程中进行适当的补充和完善。尤其是在房屋建筑结构设计中的基础设计过程中，还需要注意以下几个方面的问题。

4.1各因素对地基与基础设计的影响

在进行建筑物基础设计及地基设计中，由于很多因素均可对设计方案造成影响，因而，应根据实际需要对现有因素进行考量。第一，应结合实际勘测及地质检测资料，对现场实际地质构造及地震情况等予以分析及了解，将获得的环境及气候数据等引入设计中，并以此为基础进行基础设计，尽可能将各种因素可能产生的影响降至最低；第二，由于地基土质较差，在使用换土垫层方式予以处理时，必须结合当地地质勘查情况，对土层厚度及其构造予以了解，以便对垫土厚度进行精准计算，在其厚度及宽度上，要满足经济性及安全性要求。在土质选择上，一般以强度好的沙砾为主，以提升土层稳定性。

4.2环境温度对建筑结构的影响

在进行建筑结构设计时，还需要对混凝土基础产生影响因素予以考量，比如周边环境温度等。我们常见的混凝土基础出现裂缝，其主要原因就是由于环境温度不适宜造成的。比如，保温层失去作用、暴雨或者温度骤降等，都会在混凝土表现与周边环境之间造成温差，由于其应力时间较短，很容易导致混凝土表面出现裂纹。因此，伸缩缝的设置极为关键。而在伸缩缝设置上，必须按照设计标准进行，不能贪图施工或者设计上的便利将其用后浇带予以替换。同时，在设计中要时刻关注环境温度可能对建筑结构造成的影响，对其进行精准计算后来确定伸缩缝的设定标准，以符合环境要求。在设计方案编制上，对于伸缩缝的要求明确说明，必须选择适合的填充材料及制定切实可行的安装方案。对于建筑物的顶层保温及隔热也需要采取有效措施，可使用温度筋的办法，在受温度影响较大的位置予以配置。

5结语

总之，房屋建筑结构设计中的基础设计是一项较为系统复杂的工作，设计人员要不断地探索与发现，既要立足于建筑物整体，把握好关键部位、关键环节的设计，又要注重细节的考虑，掌握科学的设计理念，从而打造出科学合理的基础结构设计，进而提升建筑物的整体设计质量，维护居民安全。