土木工程建设中建筑结构基础设计的探讨

王凤杰

丹东港集团有限公司 辽宁丹东 118300

1 建筑结构基础的意义

首先，建筑结构基础设计是建筑安全的保障，保证基础将上部荷载均匀的传递给地基，使建筑具有安全性、稳定性、可靠性。如基础设计不合理，可能产生较大沉降或不均匀沉降；如结构设计不合理，可能产生墙体裂缝、柱失稳、梁断裂，因此，建筑结构基础设计是建筑安全、适用、耐久的可靠保障[1]。其次，建筑设计必须适应施工场地的地质条件、周边环境，避免返工、窝工；与施工技术、施工工艺高度契合，促使施工顺利开展、有效缩短工期。最后，建筑设计与施工良好结合，提高施工效率，有利于压缩施工过程和措施，因此，建筑设计的科学、合理，将缩短施工工期、节约材料、保障质量、降低造价，从而提高建筑的总体价值。

2 建筑结构基础设计中存在的问题

2.1 地基基础设计的问题

地基设计易出现的问题：（1)地基的复杂程度考虑不足，承载能力核算偏高，实际地基变形过大；基地基础设计与地质条件、施工技术水平、周边环境不协调，未达到安全适用、经济合理等要求。（2)山区、丘陵地带的基础设计，如忽视不良地质作用、地基不均匀性、基岩面起伏和地下水影响，将造成设计、施工在建设中返工，延误工期、增加投资。另外，建筑地基为软弱地基或有软弱下卧层时，必须验算承载力，核算基础沉降和不均匀沉降。

2.2 承重柱截面与高度设计的问题

柱截面与高度的设计是结构承载力和稳定性主要参数，是建筑抗震性能的体现，对建筑尺度、美观、适用影响较大，建筑结构设计应考虑各种因素的影响，保证建筑的综合性能，避免结构刚度、稳定性、安全系数不足。另外，如结构设计考虑不利因素不足，伴随着建筑的实用性、耐久性、抗震能力等下降，难以抵抗地质灾害。

2.3 悬挑梁设计的问题

悬挑梁设计应符合承载力要求，考虑结构局部失稳、延性、刚度、变形、抗震等因素，验算梁的挠度、变形，避免开裂，准确确定梁的截面，有利于提高建筑结构的延性、抗震能力，避免产生安全隐患。

3 优化建筑结构基础设计的策略

3.1 建筑基础选型

基础选型之前，必须对该建筑周围的环境、地质条件进行实地勘察，熟悉建筑具有的特征和施工技术等，结合地质勘查中对工程地质条件的分析、评价、建议，以安全、经济、科学合理为原则，进行基础选型[2]。例如，建筑的场地均匀、承载力高、无不利地质作用、建筑荷载不大，建筑基础采用独立基础、条形基础和筏板基础等；对于建筑场地为软弱地基或建筑荷载较大、施工周期短的建筑工程，选择桩基础。另外，当建筑场地复杂程度高、荷载大，有变形和抗震性要求的建筑工程，选择桩筏基础或桩基础。基础选型必须结合建筑的具体要求、场地环境、地质条件、地下水、施工技术等因素，不断优化建筑基础设计，使工程设计科学合理、安全适用、节约资源。

3.2 地下抗浮措施选择

在建筑埋深大、地下水位高的地下室或大型储液设施中，为保障建筑的稳定性、安全性，必须进行抗浮稳定性验算。抗浮稳定性验算中，抗浮能力与地下水作用效应相差不大时，可采用增加基础厚度或增加配重，必要时可以使用抗拔桩基础。另外，基础抗浮措施的选择，应考虑施工工期和工程造价，以满足建筑经济指标的要求。

3.3 沉降缝和伸缩缝的合理布置

沉降缝和伸缩缝的布置设计，必须注意集水坑、主体结构、人防设施等，力求施工简便，避免施工困难，无法满足设计要求，为工程建设质量提供可靠的保障。

3.4 建筑承重柱的结构设计

建筑承重柱承担着建筑的主要竖向荷载和水平荷载，保证建筑具有足够的承载能力和抗震性能。影响承重柱承载能力的主要因素为轴压比、材料性能、柔度，措施为加强核心混凝土的有效约束，避免短柱和细长柱，选用高强混凝土、钢结构或劲钢混凝土。承重柱设计应视柱的轴向压力、水平力、结构变形、施工技术等综合因素确定承重柱的截面、材料等；承重柱设计应验算抗弯能力、水平变形；保持柱与梁有可靠的连接，使主体结构具有足够的刚度和延性，避免建筑开裂、倾斜等。

3.5 区分构造柱和承重柱

承重柱是结构承重性构件，起承重的作用；构造柱是结构整体性构件，保持结构整体稳定性。在建筑结构设计中，应分别依据各自的标准进行设计。构造柱与梁紧密结合，提升建筑的整体稳定性和刚度，避免墙体因不均匀沉降、墙体抗剪能力不足、变形过大导致墙体开裂；承重柱也应与梁紧密结合，主要考虑承载能力和变形，即满足承载力要求，又满足施工和使用要求。另外，构造柱和承重柱在施工顺序上也有不同，承重柱随主体一同施工，构造柱随维护结构一同施工[3]。

3.6 悬挑梁与连续梁

悬挑梁一端悬空，受负向弯矩、约束条件差、变形较大是其主要特点，不但要具有良好的承载力，且应具有较大的刚度，避免产生过大的变形；连续梁为超静定结构，较简支梁整体受力均匀、变形小、承载力高，其结构承载能力与材料性能、截面尺寸、刚度、约束条件均有较大关联系，内力分布是各段梁刚度的相对比值。悬挑梁设计应从结构的整体受力出发，确定出其截面面积，使承载能力得到保证，避免其出现开裂问题；连续梁设计应分析内力分布和荷载分布，避免连续梁按简支梁计算，不满足承载力要求。

4 结语

土木工程建设中建筑结构基础设计是影响建筑质量的核心，体现了建筑的价值，从全方位构筑优良的建筑结构基础设计，避免遗留设计问题，使得工程施工困难，影响建筑质量，甚至无法使用。在建筑设计中，设计工作者应树立全局观念，把握好各个细节，确保设计合理科学，保证工程整体质量。