土木工程建设中对建筑结构基础设计的思考

摘要：在土木工程建筑当中，基础设计属于最为关键的设计内容之一，它是确保建筑结构安全、稳定的前提条件，对建筑结构的经济性、实用性以及安全性的提升具有至关重用的作用，因此，在建筑结构进行设计的过程中，一定要对基础设计内容保持高度的重视。本文围绕土木工程建设当中的基础设计进行讨论，对该项设计的重要性加以明确，了解在土木工程當中较为常用的基础设计选型及其中存在的问题，并对强化基础设计的措施进行具体的论述，意在提升建筑的基础设计水平，推动建筑行业的发展。

关键词：土木工程建设；建筑结构；基石出设计

随着经济的发展，我国建筑行也随之崛起，建筑数量、结构种类不断增多，不管是在建筑理论方面，还是在实践技术方面都得到了很大的提升。而作为整个建筑结构安全保障的基础，在面对不同地质条件的情况下，对建筑结构的基础进行科学的设计具有非常重要的意义，因此，有必要针对基础设计方面的相关内容进行具体的研究。

一、浅析土木工程建设中基础选型设计的重要性

第一，在对建筑结构的基础进行选型设计的过程中，必须要要对施工技术、建筑结构以及地质条件等因素进行全面的考虑，如果基础设计存在问题，将会对建筑结构的安全、稳定造成巨大的影响，例如基础质量不佳，导致建筑不均匀沉降，从而造成结构开裂或建筑物倾斜的问题，严重时甚至会出现建筑倒塌的问题，在一定程度上限制了建筑的使用寿命以及效益发挥。因此，在进行建筑基础设计以前，必须要通过综合的分析，对基础形式进行合理的选择。

第二，对建筑基础选型进行合理的设计，能够有效降低工程成本投入，在建筑工程造价内容当中基础工程的比重非常大，通常会在总价当中占据25%-35%的比重，而且结构和地质条件越是复杂，基础造价比重就会越高，因此，确保基础设计工作的合理性，能够在确保基础质量的同时，降低工程造价，对建筑行业的可持续发展具有一定的推动作用。

第三，合理的基础设计能够有效缩短建筑结构的施工工期，在整个建筑施工周期当中，基础结构施工同样占据较大的比重，对基础形式进行合理的选择，可以降低施工难度，使设计和施工更加科学，能够加快工程的施工进度。

二、在土木工程中常用的建筑结构基础设计选型

（一）扩展基础

通过扩展基础能够将柱体或者墙体的荷载扩展到周围土层当中，使地基抗变形要求以及承载力要求得到满足，具体可以将这种基础形式分为筏形基础、独立基础以及墙下条形基础。

（二）筏形基础

筏形基础主要有梁板式和平板式两种，形似木筏，在井格式基础下使用钢筋混凝土板进行连接，使之成为一个整体，使建筑基础和地基能够获得更大的接触面积，可以有效降低单位土层的荷载承重，在上部荷载较大或者软弱地基的情况下较为适用，与独立基础相比，筏形基础除了在计算和设计方面较为复杂以外，具有工期短、施工便利便以及经济安全的特点[1]。

（三）独立基础

该基础属于独立柱下基础，这种基础包括坡面式和平台式两种，在预制柱下方是钢筋混凝土制成的环形基础，这种独立基础在多层框架结构的建筑当中较为适用，也可用于单一竖向杆件，其设计工作和计算工作都比较简单，且施工难度较低、工期消耗较短，具有良好的经济性和安全性。

（四）墙下条形基础

在实际建设中，刚性的混凝土基础较为普遍，虽然混凝土在抗压性能方面较为突出，但由于抗弯能力以及抗拉伸能力比较普通，所以通常会被应用在承载力好且没有太大压缩性的建筑基础设计当中。其主要优点就是成本投入低且施工方便。如果建筑地基承载力不高或缺乏均匀性，上部结构需要较大的承载力，可以对钢筋混凝土形式的柔性基础加以应用，这种基础在埋深较大，且具有地下室配置的建筑当中比较常用。

（五）桩基础

桩基础主要是由基桩以及桩顶连接承台组成，如果将整个桩身埋到土中，承台底面接触土体，即为低承台桩基，如果桩身桩身高于地面且承台在地面以上，即为高承台桩基，在建筑当中的桩基一般以低承台桩基础为主，特别是在高层建筑当中，桩基础的应用十分广泛。

从基础受力原理具体可以将其分为端承桩和摩擦桩。其中，摩擦桩主要是应用基桩与地层之间的摩擦力对构造物进行承载的，又可以将其细分为拉力桩和压力桩，通常在承载层较深或者没有坚硬承载层的情况下使用；而端承桩是将基桩设置在承载层上，对构造物加以承载。可以按照施工方式将其分为灌注桩和预制桩两种，灌注桩需要在施工所在地进行钻孔，在深度达到要求以后，放人钢筋笼进行混凝土的浇筑；预制桩则是利用打桩机将预制好的钢筋混凝土桩直接打人地下发挥作用[2]。

桩身具有较多的种类，包括人工挖孔桩、钻孔灌注桩以及冲孔灌注桩；各类桩身在成桩工艺方面也有所不同，在适用性上具有一定的差异，需要根据施工环境以及地质条件等因素对桩身种类进行科学的选择。

第一、冲孔灌注桩，主要应用相关机械进行冲击成孔，从而形成泥浆护臂成孔，可以根据设计要求对桩体直径和长度进行灵活的变换，可以将桩端嵌入岩层或者持力层当中，具有较大的单桩承载力，但这种工艺在成孔方面具有较强的复杂性，且操作要求较高，容易出现质量事故问题，具有较长的技术间隔时间，无法立即进行荷载承受，特别是在冬季，具有较多的困难问题；这种桩基础方法能够在淤泥层、砂土层、粘土层、填土层以及碎石土层等地质条件下进行应用[3]。

第二，钻孔灌注桩，可以选择全套管施工以及泥浆护臂等方法进行施工，泥浆护臂法在回转钻削成孔、冲抓钻成孔以及冲击钻成孔当中具有良好的适用性，与泥浆护臂法相比，全套管施工法没有泥浆和清孔环节，与冲孔灌注桩较为相似，施工方法在灌注桩的应力碎石层以及持力层较为适用，要保证碎石含量超过50%以上，碎石和充填土之间不发生胶结状况且均匀分布，其厚度需要达到相关设计要求。

第三，人工挖孔桩，主要采用人力进行挖土和浇筑的桩基础形式，这种桩基础挖孔方便且施工速度快，造价较低，具有较强的抗震能力，所以在一些公路工程施工以及民用建筑施工当中较为常用，但这种桩基础方式井下作业环境较为恶劣，会产生较大的施工强度，需要将施工安全工作做好，在桩直径超过800mm以上、地下水位低或没有地下水的粉质粘土及粘土层等条件下比较适用，在高层建筑、多层建筑和支挡结构当中都可以应用[4]。

三、存在于建筑结构设计中的问题

（一）地基设计

在对地基进行设计过程中出现的问题有以下几点：第一，未能对填土地基的质量保持重视，导致其质量无法满足土木工程建设的具体需求，地基承载力不够，工程施工要求得不到满足。第二，在对斜坡位置的建筑进行地基设计时，未能对地基稳定性进行准确的验算；第三，在软弱地基位置進行建筑施工时，没有重视基地沉降和承载力方面的验算，导致工程施工难以顺利开展[5]。

（二）承重柱截面高度设计

在对结构基础进行设计的过程中，未能对建筑本身的抗震性能进行全面的考虑，在设计承重柱的过程中截面面积缺乏合理性，一旦有外部作用力的影响，可能会使结构柱发生断裂，使整个建筑的耐久性大大降低，也会造成建筑抗震能力不足，一旦出现地震灾害，会对建筑造成严重破坏。

（三）承重柱和构造柱设计

在对两者进行设计的过程中，往往会出现二者概念区分不清的问题，在一定程度上影响了建筑结构的稳定性和安全性，在具体设计时，部分设计人员由于专业水平不足或设计经验不足，将构造柱设计成了承重柱，导致结构的抗剪性能受到影响，加大了裂缝的产生几率，导致结构功能难以发挥，建筑质量提升困难[6]。

（四）悬挑梁设计

在设计悬挑梁的过程中，存在不重视挠度验算的问题，梁高设计不合理，致使梁截面承受过大的压力，而且在挠度不断增加的过程中，会造成梁板开裂问题，从而影响建筑结构的性能，而且在设计过程中，如果悬挑梁存在截面面积过小的问题，还会影响建筑自身的抗震能力，加大了建筑破损的风险。

（五）连续梁设计

对连续梁的设计的考虑不够全面，以单梁的要求对连续梁进行设计，在结构当中埋下安全隐患，导致梁支座上部钢筋量被减少，在对建筑进行使用时，在周围温湿度发生变化的情况下，底座周围的梁面容易出现裂隙，对建筑整体性能造成影响[7]。

四、加强建筑结构基础设计的具体措施

（一）对基础设计保持重视

设计人员一定要认识到基础设计对工程整体质量的重要影响，对基础设计工作加以重视，严格按照相关设计标准进行各项操作，在设计以前，需要对所在区域的地质条件进行科学的勘察，并结合工程情况进行具体的分析，如果地基较为软弱，一定要做好沉降量和承载力方面的验算工作，要保证验算结果的真实性和准确性，确保各项参数能够为设计提供有效的支撑，以此来提升基础设计的合理性，此外，如果建筑地点为斜坡等位置，还要对基础的稳定性进行验算，使基础设计质量能够达到建筑的质量要求[8]。

（二）对建筑基础进行合理的选型

在对土木工程进行基础设计时，需要结合工程特点进行合理的选型，但要对相关的影响因素保持注意，包括地质条件、结构特点以及上部结构形式等因素，设计人员要对相关因素保持重视，做好分析和研究工作，以此来保证基础选型的科学性及合理性。

（三）对建筑结构性能进行全面的考虑

在设计结构基础的过程中，设计人员一定要对建筑的施工要求以及结构性能进行全面的考虑，对设计方案进行不断的细化与优化，使建筑物性能得到有效的提升。需要对基础与上层结构的关系加以考虑，在进行具体设计时，要具有全局观念，通过先进的设计理念和方法，对基础与上部结构中的各项设计内容加以协调，确保建筑结构的设计质量。

（四）提升承重柱截面设计的合理性

对承重柱截面方面的内容加强设计能够使建筑抗震性能得到有效的提升，在设计中，要对建筑特点和要求加以考虑，对承重柱截面进行合理的设计，避免因截面设计问题影响梁柱性能，造成断裂问题。

（五）对承重柱以及构造柱强化设计

首先要保证设计人员具有较高的综合素质能力，能够对承重柱与构造柱进行准确的区分，在设计构造柱时应该与梁体进行协调配合，对建筑抗剪能力进行增强，此外，还要对承重柱的可靠性和稳定性加以保证，使其能够达到受力要求，进而提升建筑整体的稳定性[9]。

（六）强化悬挑梁设计

在设计悬挑梁时，需要对悬挑梁的强度要求加以注意，做好挠度验算工作，结合工程实际情况，对悬挑梁基面进行合理的设置，使其承载力能够满足建筑需求，防止开裂、断裂等问题的出现。

（七）优化连续梁设计

要严格按照相关设计标准进行连续梁的设计，在设计过程中，严禁套用单梁设计要求，要做好受力分析工作，增强梁结构的稳定性，确保梁支座上部钢筋的合理配置，避免开裂和收缩问题的出现，增强建筑结构的稳定性和安全性[10]。

五、结语

综上所述，对于建筑结构而言，土木工程基础设计具有至关重要的作用，其设计质量会对建筑结构的安全性和稳定性造成巨大的影响，因此，在具体设计的过程中，一定要对施工地点的具体情况进行仔细的勘察，结合实际情况对基础处理方法进行合理的选择，同时还要对建筑基础当中的各项设计内容保持注意，要不断提升基础设计的科学性与合理性，以此来确保整个工程的建设质量。

参考文献：

[1]王长江.土木工程结构设计中的问题及对策研究[J].建筑工程技术与设计，2017，7（14）：1085-1085.

[2]张玉梅.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].中国房地产业，2017，2（3）：97.

[3]许勇锋.研究土木工程建筑结构设计中的问题及其应对策略[J].建筑工程技术与设计，2017，1（32）：2688-2688.

[4]苍玉军.土木工程建设中建筑结构基础设计分析[J].建筑工程技术与设计，2017，2（10）：1607-1607.

[5]张林.土木工程建设中建筑结构基础设计浅述[J].中国化工贸易，2017，3（15）：170.

[6]刘欢，张森源.土木工程建设中对建筑结构基础设计的探析[J].建筑工程技术与设计，2017，5（24）：1193-1193.

[7]梁炎华.土木工程建设中建筑结构基础设计研究[J].科学与财富，2017，2（9）：185-185.

[8]张恩搏.关于土木工程结构设计安全问题分析[J].装饰装修天地，2017，8（23）：207.

[9]李林义.土木工程建筑结构设计优化分析[J].建筑工程技术与设计，2017，6（29）：365-365.

[10]王嘉玥.土木工程结构设计中的安全性与经济性[J].建筑工程技术与设计，2017，2（18）：769-769.

推荐访问： 土木工程 建筑结构 中对 思考 基础

---