王焰

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分析

王焰

Jian zhu jie gou she ji zhong de ji chu she ji fen xi

時(shí)代快速發(fā)展，步入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制中，社會(huì)建筑無(wú)疑推動(dòng)了城市化建設(shè)，為改善人們生活水平，國(guó)家較為重視建筑行業(yè)的投資。建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的發(fā)展，房屋建筑工程構(gòu)成了建筑體系非常重要的一部分，相比其余商業(yè)建筑，有所區(qū)別，房屋建筑工程提供了工作場(chǎng)所，和人民群眾的利益密切相關(guān)，分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)施提供理論參考。

現(xiàn)階段房屋建筑結(jié)構(gòu)以高層建筑居多，因?yàn)楦邔咏ㄖ哂休^高的垂直高度，重量比較大，承受的載荷較多，產(chǎn)生傾斜，且有加重趨勢(shì)。基于此，要求承載力突出，繼而將傾斜與沉降控制在合理范圍，即便遭受地震荷載與風(fēng)荷載，也能獲得較好的穩(wěn)定性。為此，設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)提出較高要求，根據(jù)要求進(jìn)行嚴(yán)格施工，因?yàn)榛A(chǔ)工程具有較大的造價(jià)比重，此外，基礎(chǔ)工程和工程綜合質(zhì)量有密切關(guān)系，很大程度上影響了投資效率的獲得。

一、高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)情況

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)高層建筑基礎(chǔ)工程施工一般使用深樁基礎(chǔ)，將樁基礎(chǔ)應(yīng)用在施工中，便于開展施工，保障樁基礎(chǔ)受力的合理性，全面凸顯深部土層承載能力。同時(shí)，現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用在樁基礎(chǔ)中，使新技術(shù)與材料實(shí)現(xiàn)了有效融合，如此，提升了樁基礎(chǔ)施工技術(shù)水平，在基礎(chǔ)工程中保持良好的性能。對(duì)具體施工，各結(jié)構(gòu)物需要不同的施工要求。當(dāng)前一般使用摩擦樁與端承樁，因?yàn)樵趲r層與硬土層中，存在端承樁，土層的非壓縮性較好，如此，規(guī)避了樁沉積的出現(xiàn)，樁的承載力較好。在樁側(cè)摩擦阻力的作用下承受豎直方向的荷載，此外，樁底土層一定程度上支撐了豎向荷載，事實(shí)上，因?yàn)榈撞客翆幽軌驂嚎s，為此，相較而言，樁基沉降量大。

在房屋建筑基礎(chǔ)施工過(guò)程中，施工運(yùn)用了樁基礎(chǔ)，包含兩種受力方式，一種為獨(dú)自受力，另一種為樁土共同受力，最終是為了傳遞上部結(jié)構(gòu)荷載，至地基。在基礎(chǔ)施工過(guò)程中，當(dāng)將天然地基應(yīng)用其中，不能有效控制建筑物各部位的土層厚度，會(huì)出現(xiàn)土層薄與缺失的狀況，如此，建筑物上部結(jié)構(gòu)荷載一定會(huì)產(chǎn)生沉降，而將樁基礎(chǔ)用作基礎(chǔ)工程承載過(guò)程中，它的承載力將傳遞給巖石層或硬土層，能夠很好地把控建筑物沉降量。

二、房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的選型

1.獨(dú)立基礎(chǔ)

一般獨(dú)立基礎(chǔ)應(yīng)用在柱下基礎(chǔ)中，因?yàn)橹奢d偏心距有所區(qū)別，所以，它的基礎(chǔ)斷面包括兩種：方形與矩形。當(dāng)建筑框架體系是多層上部結(jié)構(gòu)，比較適合采用獨(dú)立基礎(chǔ)。當(dāng)柱距較大，獨(dú)立基礎(chǔ)的應(yīng)用，獲得比較高的性價(jià)比，相比其余基礎(chǔ)，具有突出優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，獨(dú)立基礎(chǔ)更多地應(yīng)用在許多民眾建筑中，獲得的效果比較理想。其中，獨(dú)立基礎(chǔ)的表示方式如下表：

獨(dú)立基礎(chǔ)編號(hào)

2.十字交叉基礎(chǔ)與柱下條形基礎(chǔ)

地基承載力較小而柱荷載較大時(shí)，適宜使用十字交叉基礎(chǔ)，容易達(dá)到要求的目標(biāo)，而實(shí)際應(yīng)用不可隨意。當(dāng)建筑物地基承載力不太大，且上部結(jié)構(gòu)需要較高的載荷力，選擇基礎(chǔ)形式時(shí)，其要求比較高。基于此，柱下條形基礎(chǔ)獲得了大力應(yīng)用。該基礎(chǔ)形式的特征表現(xiàn)為，剛度大，能夠調(diào)整沉降均勻度，柱間距較小的狀況下，其多被用來(lái)使用。

3.墻下條形基礎(chǔ)

混凝土剛性基礎(chǔ)比較廣泛，因?yàn)榛炷恋目箟盒员容^高，而由于其抗拉與抗彎效果并不出眾，在壓縮性與地基承載力要求不高的中小型民用建筑中也有使用。便于使用，節(jié)省成本，考慮實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)使用。當(dāng)建筑地基承載力不足或均勻不夠充分，上部結(jié)構(gòu)面臨較大的承載力，即可將鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)應(yīng)用其中。該基礎(chǔ)在基礎(chǔ)埋深較大且設(shè)置了地下室的情況下更適宜。

墻下條形基礎(chǔ)

4.樁基礎(chǔ)

通常樁基礎(chǔ)表現(xiàn)為承載力與沉降量大的特征。地基強(qiáng)度不足抑或出現(xiàn)變形狀況時(shí)，即可用作樁基礎(chǔ)。適用的范圍涵蓋了下述幾種：

（1）相對(duì)來(lái)說(shuō)，建筑物具有較小的地基承載力，它的上部機(jī)構(gòu)載荷比較大，此外，建筑物下部的土層夯實(shí)，支撐了樁端；（2）建筑物本體地位突出，地基承載力比較高，而因?yàn)橐筝^高的建筑物本體沉降力，具體使用時(shí)，需要考慮實(shí)際情況；（3）結(jié)合實(shí)際需求，建筑物淺基礎(chǔ)沉降量不足時(shí)，即便做出處置，也不能產(chǎn)生補(bǔ)益；（4）建筑物底部土層不厚，土質(zhì)欠佳，土方量受限，無(wú)法運(yùn)用條形基礎(chǔ)時(shí)，適量地運(yùn)用鉆孔灌樁法。

式中：wj=[wj1，wj2，…，wjn]T為輸入權(quán)重；βj=[βj1，βj2，…，βjn]T為輸出權(quán)重；bj是第i個(gè)隱層單元的偏置；g（·）為激活函數(shù)。當(dāng)N→∞時(shí)，ELM可以實(shí)現(xiàn)零誤差逼近目標(biāo)函數(shù)[18]。

5.鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)

鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)多為筏板式與基礎(chǔ)以梁板式，建筑物基礎(chǔ)底面積出現(xiàn)的重疊情況比較突出，此外，基地承載力變?nèi)酰A(chǔ)間空隙小。通常筏板式基礎(chǔ)主要應(yīng)用于地板結(jié)構(gòu)中，更多地應(yīng)用在地下室建筑中。同時(shí)，在選擇筏板基礎(chǔ)過(guò)程中，還需考慮建筑物載荷的狀況。其具有良好的剛度，可調(diào)整沉降均勻度。雖然筏板基礎(chǔ)具有廣泛的應(yīng)用范圍，然而在選擇過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際狀況。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中注意的問(wèn)題

1.屋面結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)問(wèn)題

通常在房屋建筑工程中，屋面均是坡形，如果建筑板間的空隙小，需要將折板式的樓板應(yīng)用其中；如果建筑板間空隙增大，需要將梁板式樓板應(yīng)用其中，以房屋建筑工程整體設(shè)計(jì)為依據(jù)來(lái)要求屋面結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)。

2.結(jié)構(gòu)平面圖的繪制問(wèn)題

房屋建筑施工前，需要籌備繪制結(jié)構(gòu)平面圖，設(shè)計(jì)人員在繪制結(jié)構(gòu)平面圖過(guò)程中，將起點(diǎn)放在大局與整體上，高度重視人民群眾的財(cái)產(chǎn)與生命安全，將各層級(jí)內(nèi)容全面考慮在內(nèi)，如，房屋工程抗震等級(jí)與保溫等級(jí)等，尤其抗震等級(jí)最為必要，同時(shí)，在房屋建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面考量整體受壓性與局部受壓性。

3.大樣詳圖的設(shè)計(jì)問(wèn)題

在房屋建筑工程大樣詳圖繪制過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要保證圖紙細(xì)致，不可片面，繪制時(shí)，設(shè)計(jì)人員將視角放在房屋建筑工程的綜合受力性的提升上，盡量確保房屋建筑工程外形與尺寸的協(xié)調(diào)性。

4.基礎(chǔ)方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題

在設(shè)計(jì)房屋建筑工程基礎(chǔ)時(shí)，設(shè)計(jì)人員上需要將房屋建筑工程實(shí)際狀況考慮在內(nèi)，結(jié)合具體情況，做出實(shí)際分析，確?；A(chǔ)設(shè)計(jì)科學(xué)，不會(huì)出現(xiàn)不合理之處，在選用混凝土過(guò)程中，結(jié)構(gòu)的耐久性與適用性是不容忽視的，按照荷載，適當(dāng)調(diào)控基礎(chǔ)寬度，從整體上維持房屋建筑工程結(jié)構(gòu)的合理。

5.樓梯方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題

設(shè)計(jì)房屋建筑工程的樓梯結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要將樓梯板撓度的問(wèn)題考慮在內(nèi)，需要保證確保上層樓梯梁與下層樓梯梁具有一致的位置，且無(wú)誤，此外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)注意一方面的問(wèn)題，就是首段樓梯板的基礎(chǔ)沉降，房屋建筑工程有所需求時(shí)，從一定層面上進(jìn)行規(guī)范化設(shè)置，確保統(tǒng)一性。

四、結(jié)語(yǔ)

房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作很重要，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工作，需要各設(shè)計(jì)人員密切配合，維持房屋建筑工程質(zhì)量的穩(wěn)定，給施工企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，搞好各施工設(shè)計(jì)工作，在實(shí)踐當(dāng)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，切實(shí)提高房屋建筑工程綜合質(zhì)量。

（作者單位：王董（北京）建筑設(shè)計(jì)有限公司 ）