韓兆坤 王德波

1. 北京東方華脈工程設(shè)計有限公司青島分公司 山東 青島 266555；

2. 青島靈山灣開發(fā)建設(shè)有限公司 山東 青島 266499

引言

地基基礎(chǔ)設(shè)計是整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一，同時也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，若不能有效做好這一基礎(chǔ)設(shè)計，不僅難以保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和可靠性，同時也難以保障整體的工程質(zhì)量，一旦受到較大外力作用的影響，便易導致建筑結(jié)構(gòu)或整個工程出現(xiàn)不均勻沉降、變形、坍塌等問題，因此，就需設(shè)計人員全面做好建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計。

然而，縱觀我國當前的建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)狀，并不樂觀，存在較多的問題，本文主要探討了建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)存問題與解決對策。

地基基礎(chǔ)設(shè)計是整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要組成部分之一，同時也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，若不能有效做好這一基礎(chǔ)設(shè)計，不僅難以保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和可靠性，同時也難以保障整體的工程質(zhì)量，一旦受到較大外力作用的影響，便易導致建筑結(jié)構(gòu)或整個工程出現(xiàn)不均勻沉降、變形、坍塌等問題，因此，就需設(shè)計人員全面做好建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計。

然而，縱觀我國當前的建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)狀，并不樂觀，存在較多的問題，本文主要探討了建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計現(xiàn)存問題與解決對策。

1 建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的重要性

地基基礎(chǔ)指的是以地基為基礎(chǔ)的建筑結(jié)構(gòu)的墻或柱埋在地下的擴大部分，其主要功能是將上部荷載均勻地傳遞給地基，從而確保地基上的建筑結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，從這個概念可以看出，地基基礎(chǔ)不僅是一個建筑工程的根本立足點，同時也是建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，若建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計不合理或不規(guī)范，不僅難以保障建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量和建筑物的適用性、耐久性，同時還會導致整個建筑物在外力作用下發(fā)生不均勻沉降、大幅度沉降、傾斜、開裂，甚至是倒塌等現(xiàn)象，從而會對相關(guān)人員的人身安全構(gòu)成嚴重威脅，因此，就需要設(shè)計人員嚴格做好建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計[1]。

2 土木工程建筑設(shè)計中結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計的相關(guān)要點

2.1 墻下條形基礎(chǔ)的設(shè)計要點

土木工程建筑的基礎(chǔ)設(shè)計形式是多種多樣的。墻下條形基礎(chǔ)是一類較為常見的基礎(chǔ)設(shè)計形式。在選擇材料時，多以磚石、混凝土以及毛石等剛度條件良好的基礎(chǔ)材料為主。這些材料不僅具有良好的剛度條件，而且在抗壓能力、抗拉能力與抗剪能力等方面也體現(xiàn)出諸多優(yōu)勢。設(shè)計人員必須從剛度角度出發(fā)，對墻下條形基礎(chǔ)內(nèi)部產(chǎn)生的抗拉能力與抗剪能力展開控制，將基礎(chǔ)所承受的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力控制在耐受限度內(nèi)。

此外，基礎(chǔ)埋深應(yīng)根據(jù)建筑物的高度、體型、結(jié)構(gòu)形式、地質(zhì)情況和抗震設(shè)防烈度等因素綜合考慮。如果地基基礎(chǔ)分布不均勻，可以采取增設(shè)肋梁的方式，增強基礎(chǔ)抗彎矩能力，以此有效抑制地基基礎(chǔ)的不規(guī)則沉降。

2.2 地基基礎(chǔ)設(shè)計的規(guī)范性不足

建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)掩埋于地下，受地下空間結(jié)構(gòu)隱蔽和地下地質(zhì)、水文環(huán)境等因素的影響，往往會導致地基基礎(chǔ)構(gòu)建起來存在較大的復雜性和不確定性，這種特性也使得地基基礎(chǔ)設(shè)計較為困難和復雜，若設(shè)計人員缺乏扎實的專業(yè)技能，極易導致地基基礎(chǔ)設(shè)計的規(guī)范性不足，出現(xiàn)一系列的問題。

如設(shè)計人員對地基基礎(chǔ)復雜程度考慮不足，未能對建筑上部結(jié)構(gòu)荷載進行科學、準確的計算，并根據(jù)計算結(jié)果做好基礎(chǔ)設(shè)計，易導致地基基礎(chǔ)發(fā)生變形。再比如進行軟弱地基或有軟弱下臥層地基基礎(chǔ)設(shè)計時，設(shè)計人員未對地基基礎(chǔ)的承載力進行驗算及對基礎(chǔ)沉降、不均勻沉降進行核算，也會導致地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范性不足，另外，還有不少設(shè)計人員在復合地基設(shè)計過程中，不重視褥墊層的作用或未將褥墊層設(shè)置在相應(yīng)的部位，易導致設(shè)計出的地基承載力難以達到相關(guān)設(shè)計標準。

2.3 地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙繪制專業(yè)性較低

圖紙繪制是建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計業(yè)務(wù)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，圖紙繪制質(zhì)量的好壞不僅會對地基基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量產(chǎn)生直接的影響，同時還會影響工程施工的順利和正常運行。設(shè)計圖紙是設(shè)計人員對地基基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計思路的直觀體現(xiàn)，若設(shè)計人員能夠繪制出細致且準確的設(shè)計圖紙，通過圖紙將建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的具體內(nèi)容和細節(jié)充分表現(xiàn)出來，能促進施工人員更好地領(lǐng)會其設(shè)計意圖，并根據(jù)其設(shè)計思路和要求開展后續(xù)施工[2]。

在實際的設(shè)計過程中，不少設(shè)計人員的繪圖能力較差，未能采取合理的尺寸進行地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙繪制，或無法根據(jù)地基基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計思路繪制圖紙，不僅會導致設(shè)計圖紙質(zhì)量不達標，還會影響工程施工質(zhì)量。

2.4 鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)的設(shè)計要點

如果地基土質(zhì)分布不均勻，地基基礎(chǔ)承載負荷能力較差，且土木工程建筑上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的重力荷載較大，可以選擇十字交叉基礎(chǔ)形式。由于部分地基基礎(chǔ)的底面積存在相互重疊的可能性，無法提供充足的底面積空間。對此，可采用鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式。通常來說，鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式往往更加適用于土木工程建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中。

鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)也分為多種類型，而且不同基礎(chǔ)形式的適用條件不同。若地基基礎(chǔ)所受到的荷載力較小，可以選擇平板式筏片基礎(chǔ)；若地基基礎(chǔ)所受到的荷載力較大，可以選擇梁板式筏片基礎(chǔ)。此外，鋼筋混凝土筏片基礎(chǔ)具有良好的剛度條件，可以有效抑制墻體或柱體的不規(guī)則沉降，尤其是對于軟土地基，具有良好的效果。

2.5 樁基礎(chǔ)的設(shè)計要點

樁基礎(chǔ)具有承載負荷能力強，沉降量小等優(yōu)勢特點。大多數(shù)土木工程建筑都會選擇淺基礎(chǔ)形式。

3 合理設(shè)計土木工程建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方法

3.1 合理布置建筑總平面圖

在建筑總平面圖設(shè)計時，設(shè)計人員還需考慮建筑物周邊的具體情況。在土木工程建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計中，必須嚴格參照建筑抗震設(shè)計標準規(guī)范進行設(shè)計。在科技時代背景下，設(shè)計人員要結(jié)合工程地質(zhì)、工程分類、基礎(chǔ)等級合理運用設(shè)計軟件創(chuàng)建建筑結(jié)構(gòu)模型，綜合分析基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承載負荷能力，保障整體建筑結(jié)構(gòu)的安全性[3]。

3.2 選擇合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式

有設(shè)計人員在梁板式筏基中，采用滿堂布樁，看似是保守設(shè)計，但實際中地基梁與筏板的剛度差距較大，基礎(chǔ)梁剛度很大，而板相對剛度較小，很難滿足梁板同時作用，嚴重時就有可能造成梁下樁先破壞，進而致使板下樁也遭到破壞，嚴重危害結(jié)構(gòu)的安全性。

3.3 合理設(shè)計上部結(jié)構(gòu)設(shè)計

基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要作用是承擔上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的重力荷載。由此，上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計形態(tài)決定了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計形態(tài)。為維持基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計的穩(wěn)固性，就需要對上部結(jié)構(gòu)展開合理設(shè)計。

3.4 重視地基基礎(chǔ)設(shè)計前的地質(zhì)勘查和基礎(chǔ)選型

進行地基基礎(chǔ)設(shè)計前，設(shè)計人員需采用專業(yè)化的取樣和分析手段對施工區(qū)域內(nèi)的各項水文地質(zhì)情況進行勘查，以全面和準確掌握施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)、地下水分支數(shù)目、水量等重要信息，并明確這些因素會給建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計、施工和使用帶來怎樣的影響，然后，根據(jù)這些影響優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計，并有效規(guī)避各類安全隱患問題，才能有效提高地基基礎(chǔ)設(shè)計的科學性和可靠性。

3.5 提升設(shè)計人員的圖紙繪制能力和優(yōu)化圖紙繪制

為提高建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙繪制的專業(yè)性，給后續(xù)施工提供可靠的參考依據(jù)，相關(guān)人員還需組織設(shè)計人員參加圖紙繪制技能培訓，以不斷提升其圖紙繪制能力。

待設(shè)計人員圖紙繪制能力提升后，還需要求其在圖紙繪制過程中，遵循“細致、嚴謹、準確、美觀”的原則開展繪圖工作。

同時，還需要求設(shè)計人員將其構(gòu)造的建筑結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖完整地體現(xiàn)在圖紙中，并在圖紙中做好相關(guān)數(shù)據(jù)的標注和文字性說明，以促進施工人員能夠通過圖紙快速、準確了解設(shè)計人員的設(shè)計思路，并根據(jù)其思路開展后續(xù)施工。設(shè)計人員完成建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計圖紙繪制后，還需對圖紙進行全面檢查，盡可能避免發(fā)生比例不當、數(shù)據(jù)錯誤、尺寸數(shù)據(jù)不清晰等低級問題，若檢查無誤，可交由單位管理人員進行計算校核、逐層審核，通過層層審核，不僅能確保設(shè)計圖紙的規(guī)范性，同時還能促進其符合工程實際需求[4]。

3.6 不斷提高設(shè)計人員的專業(yè)能力和綜合素質(zhì)

引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范性不足的根本原因在于設(shè)計人員的專業(yè)能力不足，使其無法對地基基礎(chǔ)設(shè)計要點進行準確把握，同時也不能采取有效的設(shè)計方法做好各環(huán)節(jié)的設(shè)計。因此，為全面提升建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計質(zhì)量，規(guī)避各種不良問題，就需相關(guān)單位定期組織設(shè)計人員參加建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計教育培訓活動，以促進設(shè)計人員的專業(yè)技能和能力與建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計工作相適應(yīng)，同時還需建立相應(yīng)的考核機制和獎勵機制，對設(shè)計人員的專業(yè)技能進行檢驗，專業(yè)技能合格后，才可進行基礎(chǔ)設(shè)計，否則需繼續(xù)進行培訓。

另外，還需加強設(shè)計人員的職業(yè)素養(yǎng)教育，要求其在地基基礎(chǔ)設(shè)計過程中具有高度的責任意識，能夠認真、細致地做好各項設(shè)計工作，才能使其設(shè)計出的方案達到標準要求。

3.7 應(yīng)用合理的方法進行地基基礎(chǔ)設(shè)計

除了設(shè)計人員的專業(yè)技能不足和在設(shè)計過程中會因自身疏忽導致地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范性不足外，設(shè)計人員未應(yīng)用合理的方法進行地基基礎(chǔ)設(shè)計，也會導致其設(shè)計出的方案難以達到規(guī)范標準要求，因此，還需設(shè)計人員注重地基基礎(chǔ)設(shè)計方法的應(yīng)用。

當前，不少設(shè)計人員進行建筑結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)設(shè)計時，經(jīng)常會將上部結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)進行分開分析和設(shè)計，這種設(shè)計方法會導致其計算獲得的基底應(yīng)力和基礎(chǔ)沉降量與實際測量值存在較大的差異，從而影響地基基礎(chǔ)和建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計的質(zhì)量，為解決這一問題，就需設(shè)計人員將建筑結(jié)構(gòu)和地基基礎(chǔ)看作成統(tǒng)一的整體，不可對兩者進行分離和單獨的考量，而是總結(jié)和分析兩者之間的相互聯(lián)系，在進行地基基礎(chǔ)設(shè)計過程中，也需明確建筑結(jié)構(gòu)的受力情況等，只有這樣，才能保證整體結(jié)構(gòu)的完整性和提高建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計的有效性[5]。

4 結(jié)束語

綜上所述，在土木工程建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)明確設(shè)計標準規(guī)范與設(shè)計要點，采用合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，保證整體土木工程建筑的安全性，以滿足人們的基本需求，推動建筑行業(yè)的良好發(fā)展。