房屋建筑结构设计中基础设计

【摘要】近年来，我国房地产行业蓬勃发展，呈现欣欣向荣

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的趋势，前途一片大好。但是在这美好景象背后，仍然后很多细节值得我们去关注和探讨，其中之一就是房屋建筑结构的基础设计问题。本文笔者将对房屋建筑结构设计中的基础设计进行探讨，以供广大学者和实际工作者参考。
【关键字】房屋建筑，结构设计，基础设计，建筑设计
一、引言
随着国民经济的不断发展，我国建筑业也得到了快速发展，取得了巨大的成就。与建筑业有关的是建筑物，而与建筑物存在密切关联的就是建筑物的结构设计。建筑物的结构设计不仅直接关系到建设单位的经济效益，同时也密切的关系到广大人民群众的切身利益，完整细致的设计不仅能给施工单位提供实际的经济效益，更能给建设单位创造良好的品牌优势。其中，房屋建筑过程中的基础设计在结构设计中占有相当重要的地位。基础设计在建筑结构设计中是基础性但也很关键的工作，它影响着建筑物的后续工作，关系到建筑物的整体质量，唯有搞好基础设计，才能把“质量是建筑的生命”落实到实处，保证建筑质量。

二、基础设计的要求

由于建筑层数多，上部结构荷载很大，使其基础具有埋置深度大、材料用量多、施工周期长、工程造价高等特点。为此，建筑设计时应满足要求概括起来有如下几个方面：
（1）地下结构满足建筑防水的要求；
（2）满足天然地基或复合地基承载力及桩基承载力的要求；
（3）基础的总沉降量和差异沉降量应满足规范规定的允许值；
（4）应综合考虑经济效益，不仅考虑基础本身的用料和造价，还应考虑土方、降水、施工条件和工期等因素。

三、房屋建筑常用的几种基础设计分析

1、墙下条形基础（如图所示10—11）

常用的砖、毛石、混凝土刚性基础，主要是承受抗压强度，也承受抗拉、抗剪强度，但抗拉、抗剪强度不高。基础内产生的拉应力、剪应力通过刚性角控制，使其不超过材料的允许值。它一般适用于建造5 层以下民用建筑及轻型生产用房。这种基础的特点是造价低、施工快，通过地圈梁的加强，增强基础的整体刚度，能承受上部结构较大的荷载及适应一定的地基变形。常用的钢筋混凝土柔性基础也是墙下条形基础的较好形式。当上部结构荷载较大，地基承载力又较低，且地基又不很均匀，采用刚性基础往往会使基础断面过大，如果要保持浅基础，则基础露出地面，如果加深基础又要增加土方量基础造价，即使采用刚性基础，也难避免在基础产生较大的抗拉、抗剪应力时，出现基础裂缝、不均匀下沉，以致引起上部结构墙体裂缝。这时一般采用钢筋混凝土条形基础，它可以承受较大的弯矩和剪力，用基础断面大小和配筋量来满足受力要求。一般6 层以上民用建筑或轻型厂房可以采用这种基础。

2、独立基础（如图所示10—11）

刚性或柔性独立基础一般多用于柱下基础，根据柱荷载偏心距大小，基础断面可为方形或矩形。当柱距较大时，常为独立基础，这样较为经济。为增强基础整体性，也可采用拉梁适当拉结，以增强适应地基变形和抗震能力。多层建筑上部结构为框架体系时，如地基承载力较高，地基变形较小，荷载及柱网分布较均匀，宜选用独立基础，但在纵横两个方向宜拉梁适当拉接。拉梁断面选择要适当，不宜过大，可通过计算确定。一般民用建筑中的内柱，多数可考虑采用独立基础，而不用条形基础，在满足承载力及变形要求下，其经济效果是较好的。

3、柱下条形基础及十字交叉基础

当柱荷载较大或地基较差时，采用独立基础不能满足承载力要求，扩大基础面积又受到场地限制时，可考虑采用条形基础。条形基础具有较大的刚度，对于调整不均匀沉降有良好的作用，但当柱距较大时，条基的刚度也差，调整不均匀沉降的能力也降低，所以选用柱下条形基础应控制在柱距不宜过大(6～7m)的条件下，能较好发挥作用。当地基承载力较低而柱荷载又较大时，或地基变形和柱荷载的分布在两个方向都不均匀时，一方面要求扩大基础底面积，以满足承载和地基变形的要求，同时又要求基础具有较大刚度，来调整不均匀沉降，这时可考虑设置十字交叉基础。十字交叉基础具有较大的空间刚度，是一种较好的基础形式，但它有自己的适用范围，不可任意滥用，只有当条形基础不能满足要求时，才采用十字交叉基础。

4、钢筋、混凝土筏板基础

当地基承载力较低，且地基土质不均匀，而上部结构荷载却很大，采用十字交叉基础，有的基础之间的空隙所剩无几，有的基础底面积重叠，已不能提供足够的基础底面积时，这时可采用筏板基础。对于有地下室的结构，它本身不要求防水或防潮，筏板基础恰好就是地下室的底板结构。当荷载不太大时，常采用平板式筏板；当荷载较大时，可采用梁板式筏板。由于筏板基础的整体刚度较大，故能将各柱或墙体的不均匀沉降调整得较为均匀。对于某些不均匀地基，且土质又较软，应先进行地基处理。提高地基承载力，减少地基的压缩性，再在处理过的地基上做筏板基础。这种地基与基础同时结合考虑，技术和经济效果均较理想。那种认为不管地基如何软弱和不均匀，只要做筏板基础就万无一失的想法是不全面的，实际工程中的教训还是有的，应引以为戒。

5、桩基础（如图10—12）

桩基础具有承载力高、沉降量小的特点。一般建筑物应尽量采用浅基础，若地基变形和强度方面都无法满足要求时，则可采用此种形式的深基础。下列情况可考虑采用桩基础：
（1）建筑物上部结构荷载较大，而地基上部软弱，下部有可作为桩端持力层的坚实土层时：
（2）天然地基上的浅基础沉降量过大，即使进行地基处理也不能满足建筑物要求时；
（3）对较为重要的建筑物，虽然地基承载力尚好，但由于对控制沉降有较高要求，不允许有过大沉降，也可考虑采用；
（4）对土层不很厚，土质又较差，如做条形基础，土方量较大，可考虑采用钻孔，灌注短桩。

四、对房屋建筑结构基础设计的评述及建议

设计人员在进行房屋建筑基础设计的过程当中应站在整个房屋建筑的整体高度出发，充分考虑地基以及上部结构之间的关系，在此基础之上还要科学的结合各种检测定。一般来说由于基础上部结构往往要晚于基础的设计，因此要采取相应的措施，尽可能的减少由于上部结构滞后而带来的误差，从而确保房屋结构基础设计的质量。
当前建筑结构基础设计主要是根据结构力学以及弹性力学来进行的，具有操作简单可靠性高的优点，能够保证取得较好的设计效果，尤其是对于一些地质情况比较好的基础来说更能得到满意的效果。随着钢筋混凝土框架结构在建筑结构中的广泛使用，传统的结构设计方法就显得力不从心。这是因为这种结构对于基础的要求较高，一旦出现沉降，就会收到较大的影响。采用结构力学以弹性力学计算软土地基上的条形基础也与实际的情况有很大的差距。当前高层建筑的数量不断的增多，随着建筑高度的增加，其垂直方向上的载荷也会随着增加，对地基产生的压力也会加大，这样基础在较大的载荷作用之下常常会出现沉降。因此在进行高层的框架结构设计过程当中，应该注意基础的柔性降低基础的刚度。

五、结束语

由于建筑结构的基础设计在建筑结构设计中的起着举足轻重的作用，我们在理论研究和实际工作中更应该优先考虑，着重解决。在实际工作中，只有选择合理的基础设计形式，才能保证建筑质量，降低建筑成本。随着我国经济的进一步发展，现今的建筑结构基础设计远远不能满足时代的要求，还需要广大实践者和理论家进行不断探索。
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