民用建筑结构设计中基础设计探析
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摘要：作为整个建筑结构设计的核心和关键，地基基础设计质量直接决定了建筑结构的安全性。如果没有合理地进行地基处理，建筑地基结构的稳固性和可靠性会大大降低，同时建筑工程的整体质量也将受到影响。如果基础稳定性和承载力不足，一旦受到地震等较大外力作用的影响，建筑结构就会发生不均匀沉降、变形、坍塌等质量安全问题。为此，工作人员要加强对影响建筑基础设计因素的深入分析，积极优化基础设计方案，提高基础稳定性，从而提升建筑项目的可靠性和安全性。
1影响基础设计的因素
1.1上部结构的安全性
上部结构和地基基础是组成建筑工程的主要内容。设计人员只有协调好上部结构和地基基础，才能将两者的共同作用充分发挥出来，才能提升建筑工程的应用效果。建筑的整体安全性会受到上部结构安全性的影响，上部结构的安全性又取决于基础结构和各个部分受力构件强度的影响。可见，地基基础和上部结构相辅相成。设计人员在进行地基基础设计前，需要按照规范要求对上部结构的刚度进行客观衡量。不同形式的上部结构适用于不同的地基形式，所以，设计师在设计过程中需要充分了解上部结构的刚度特点，然后根据刚度特点做好与之相适应的地基设计（见图1）。
1.2地质条件是否符合要求
设计师在设计建筑物的基础结构前，需要充分了解施工现场和周围的环境情况，亲自调查研究施工现场，做好前期勘察资料的深入分析。在实地调查后，可以通过勘测的方式来了解拟建场地的具体情况，包括当地的地形地势、地质条件、交通情况、排污情况等。即使是相同的建筑物，在不同的环境中，不同的地基施工方案也会影响设计和施工的难度。在通常情况下，工作人员要尽量选择简单有效的地基处理方式，充分发挥天然地基的良好优势。工作人员不但要考虑施工质量，还要考虑工程的经济性。不过，具体的民用建筑工程结构设计中常常会遇到和设计需求不相符的情况，此时需要加强优化处理地基结构设计，切实提高地基基础的稳定性。
1.3大型建筑物的影响
当前，城市建设用地十分紧张。为了缓解用地紧张的问题，建筑物逐渐朝着高层、超高层方向发展，同时建筑工程建设规模也在不断扩大。大型建筑物对地基承载性有着更高的要求，而天然地基往往不能承载上部结构的荷载。如果没有合理地进行地基设计和处理，就很容易导致建筑结构发生不均匀沉降等问题。桩基础是当前常用的基础结构形式，对于建筑物的安全性和稳定性的提升有着很大的辅助作用。然而，城市中有着较为密集的建筑物，在具体应用桩基础施工技术时，容易受到周围建筑物的影响，尤其是大型建筑物。同时，桩基础施工还会扰动周围的构筑物和环境，尤其是打桩施工会产生噪声污染，扰动周围的土体。可见，在进行建筑基础施工时，设计人员、技术人员应深入分析和研究地基处理技术，尽量减少对周围的构筑物和环境的影响。
2建筑结构地基基础设计问题
2.1地基基础设计不符合相关规范
建筑物的地基基础设计工作较为复杂，需要综合考虑多方面的因素，对专业性的要求较高。设计人员如果技术水平不高，那么很难建设出高质量的建筑产品，甚至会引发一系列的质量安全问题。有的地基基础设计人员的工作态度不认真，没有对建筑结构基础的稳定性进行客观评价，以致地基基础的安全性无法得到保障。工作人员如果对地基基础设计的复杂程度没有深刻、全面且准确的认识，那么在具体开展设计工作时就难以科学合理地设计基础结构，即使完成了建筑工程建设，在运营阶段也可能出现不同程度的问题。尤其是在较深的软土地基区域，这会进一步增加基础设计的难度。有的施工单位没有细致勘察软土程度和具体深度，设计师也没有明确计算土层软弱情况，对地基的承载能力缺乏准确的掌握。如果设计不合理，则会导致地基发生不均匀沉降，设计方案的各种缺陷会逐渐暴露出来，造成难以弥补的损失。
2.2施工图纸专业性不足
地基基础设计绘图非常考验设计人员的技术能力，有的地基基础设计人员缺乏足够的设计能力，其中之一便是设计图纸绘制不专业。设计人员在设计建筑结构地基基础结构时要绘制多种结构图，如平面结构图、屋顶结构图、内部管线图等。在施工中，施工人员应遵循设计图纸做好相关施工作业。要想保证设计方案的高效落实，就要详细标注各项参数，明确其中的要点，准确、有效、细致地绘制设计图纸，在不影响地基基础施工质量的同时保证施工进度。此外，在图纸绘制过程中，设计人员应高度重视具体细节。有的设计人员仅仅设计出大概的地基施工图纸，没有细致地标注各项参数，以致设计图纸的准确性不足，施工人员很难看懂设计图纸的具体要求。这会给施工阶段造成较大的阻碍，导致施工人员难以高效、顺利地进行地基基础施工作业。
2.3地质勘查不够全面、准确
地质勘查的结果是建筑工程基础设计的保障，只有勘查设计准确、全面，才能有力地支持设计工作的高效开展。有的施工单位在前期勘查设计阶段并没有进行全面且准确的勘察，勘查数据的准确度不高，导致无法有力地支持设计人员开展设计工作。有的设计师在设计建筑结构地基基础时没有细致分析勘查资料，也没有进行现场考察，导致设计方案的合理性不高。建筑结构地基基础设计的前提就是地质勘查，如果地质勘查数据信息不准确，得到高质量的设计方案就无从谈起。勘查设计内容较多，如地形、地貌、地下水位、气候条件。设计人员借助勘查资料，能够有效避开一些不利因素，从而保证工程建设的顺利开展。只有科学合理地设计地基基础设计方案，才能提高地基基础的科学性和真实性，才能灵活地完成建筑地基基础结构的施工，才能思路清晰地建设建筑工程项目。不过，有些工作人员在设计阶段没有对地质勘查工作给予足够的重视，地质勘查工作存在不全面、不准确等问题。如果勘察工作不到位，那么设计师就无法准确、深入地分析相关数据信息，建筑结构地基基础设计也难以及时发现并有效规避一些不利因素。有的设计师在设计建筑地基基础结构时，更多地依靠自身的主观判断，没有坚持客观性原则，这也会导致设计方案的科学性、严谨性不足。
3基础设计措施
3.1基础选型分析
合理选型是保证建筑工程基础结构设计方案合理的前提，因此，工作人员要根据工程的具体要求合理地确定基础类型。当前，独立基础结构的经济性和抗震性都表现良好，在地基变形情况适应方面有着良好的效果。不过，有的地基缺乏足够的均匀性，难以满足地基承载力的需求，如果盲目选用独立基础，可能会造成严重的后果。建筑工程最常见的是钢筋混凝土筏板结构。这种结构可以同时作为地下室结构筏板和地下室底板结构，承载性能较强，施工操作流程也较为方便。在设计基础过程中，设计人员应严格控制各项参数，如基础高度、最小配筋率等。同时，基础施工往往涉及较大体积的结构工程，需要应用大体积混凝土技术（见图2）。如果施工中没有严格控制工艺流程，可能引发裂缝等问题。为此，施工人员应做好后浇带的合理设置，有效应对温度裂缝问题，通常按照800mm～1000mm的宽度设置温度裂缝。此外，有的高层建筑基础处于天然基础上，应按照相应标准控制其埋设深度，提高其抗倾覆性和抗滑性能。高层建筑对于缓解我国城市用地紧张的问题有着良好的效果，无形中促使我国的建筑层高逐渐提升。此时，合理应用基础结构设计可以保证建筑基础的安全性，还能有效改善软土地基的性能。很多城市建筑工程的选址距离旧建筑较近，如果新建筑物比原有建筑物的基础埋深更深，则会影响已有建筑物结构的稳定性，如果没有采取合理的保护措施，甚至会引发既有建筑变形、坍塌等严重的后果。为了有效避免此类问题，设计人员应在设计过程中做好新旧建筑物安全距离的严格设置，参考相应指标确定安全距离，做好多方面因素的考量。建筑物沉降量、原有建筑物刚度等都是影响建筑与相邻距离确定的主要因素，其中新建筑物的沉降量主要决定于地基土压缩性能、建筑物荷载等。
3.2上部结构设计
建筑物上部结构刚度、质量分布情况和整体结构的安全性息息相关，这也是基础结构设计中需要重点考量的因素。所以，为了有效提高建筑基础结构的设计效果，设计人员需要合理设计建筑物的上部结构。屋面部分是建筑物上部结构的重要组成内容，当前斜坡结构是很多建筑物常用的屋面结构形式，其包括梁板式、折板式等偏心受拉构件。在选择具体结构类型时，设计人员需要依据建筑的具体结构进行合理的选择设计，从而提高建筑整体结构设计的可靠性。3.3加强性能计算（1）承载力计算。当前，很多建筑采用主楼和裙房基础一体化设计方案。对此，设计师需要按照基础两侧超载细致地计算基础底面上的荷载，按照基础宽度两倍的方式计算超载宽度，尽量提高计算的准确性。如果工程所在区域为岩石地基（这种地基有着较为稳定的结构形式，承载力也较高)，那么设计人员可以先利用荷载试验确定其具体承载力，然后根据承载力做好基础设计方案的优化。（2）稳定性计算。当前，很多建筑工程项目存在抗浮稳定性不足的情况。对此设计师可以根据工程项目要求和实际情况合理设置构件或采取增压等措施解决这些问题。如果是局部的抗浮情况未能满足标准要求，那么设计人员可以加强优化结构刚度来解决这一问题。比如，设计师可以选用抗拔桩基础结构形式，在抗拔桩位移增加时抗拔力也会增加。为了避免基础结构位移过大，设计人员应严格控制抗拔力值。大部分建筑物可以通过单桩竖向抗拔荷载试验来确定抗拔桩的承载力特征值。如果建筑物对变形控制要求较高，那么设计人员可以通过变形计算来确定抗拔桩的承载力特性值。
3.4基础施工材料的合理选择
基础配筋、混凝土等材料是组成建筑基础结构非常关键的部分，直接影响建筑基础结构的安全性、稳定性。因此，要合理选定混凝土、基础配筋等材料，将其施工标准的规范性提高，从而提高建筑结构的耐久性，确保其符合规范标准要求。同时，设计师要注意在选取基础配筋时保证其能够匹配最小配筋，根据标准图纸合理设置基础配筋，并且合理调整基础宽度，精准定位基础图构造柱，合理设置构造柱，确保基础结构的稳定可靠。
4民用建筑基础结构设计质量优化
为了保证建筑结构基础的稳定性和安全性，设计人员需要优化基础设计方案，提高基础结构应用的可靠性。为此，设计人员要不断加强自身的综合素质，还要具备负责的态度、高度的工作责任心。同时，设计人员要确定建筑工程项目前期勘查设计工作是否详细充分，并做好各类材料信息的整理分析，明确建筑所在区域的具体情况，为高效开展设计工作提供有力的支持。设计人员在获得勘查材料后，要细致地分析勘查数据信息，同时加强施工现场的考察。在具体的设计阶段，设计人员可以积极借助BIM等现代信息技术和软件，利用建筑信息模型的碰撞检查功能确定设计方案是否科学可靠，及时查找设计方案中的不足之处，明确施工中可能存在的缺陷并有针对性地采取预防措施，从而切实保证建筑结构基础设计方案的质量。
5结语
建筑结构的基础结构就是地基基础，地基基础支撑着整个建筑工程项目体系。设计人员在设计前需要对地质勘查和基础选型进行细致分析，合理计算设计方案中的各项参数，做好图纸的优化设计和绘制，从而提高建筑结构地基基础的设计质量，切实保证建筑工程项目的整体设计质量并提高建筑项目的建设效果。
参考文献：
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[4]邓慧明.在建筑结构设计中如何提高建筑的安全性[J].四川水泥,2020(7).
作者:曾海芹 单位:山东华邦建设集团有限公司
