張威偉

摘 要：現(xiàn)如今，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，在此背景下，城市中土木工程建設(shè)施工項(xiàng)目的數(shù)量與規(guī)模不斷擴(kuò)大。因此，將土木工程建設(shè)中的建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)做好尤為關(guān)鍵。建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)通常都是在地下的，地下空間很容易受到水位地質(zhì)環(huán)境的影響，且結(jié)構(gòu)較為隱蔽，由此導(dǎo)致建設(shè)中具有一定的復(fù)雜性及不確定性。控制整體施工質(zhì)量有著很高的難度，極易成為建筑體系的薄弱點(diǎn)，只有當(dāng)出現(xiàn)在災(zāi)難后方可暴露出來。鑒于此，詳細(xì)論述土木工程建設(shè)中建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，以期能夠?yàn)樾袠I(yè)人士提供借鑒和參考，一起為行業(yè)的發(fā)展助力。

關(guān)鍵詞：土木工程;建設(shè);建筑結(jié)構(gòu);基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TU3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2022）09-0004-03

0引言

近些年，城市化腳步持續(xù)加快，土木工程建設(shè)得到了快速發(fā)展。建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在具體施工中，其中一個(gè)關(guān)鍵的部分是后續(xù)工程順利施工的保障，它也是工程質(zhì)量提升的基礎(chǔ)[1]。但是在實(shí)際設(shè)計(jì)流程中，由于技術(shù)及人員等各類因素的限制，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)流程中存在著一定的缺陷，進(jìn)而嚴(yán)重的影響著整個(gè)施工過程。為此，需要深入地認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)流程中存在的問題與不足，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用切實(shí)可行的設(shè)計(jì)舉措，最終切實(shí)實(shí)現(xiàn)土木工程施工質(zhì)量的有效提升。

1 土木工程建設(shè)中建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)影響因素

1.1 上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)同地基基礎(chǔ)一起作用，會(huì)對(duì)建筑工程穩(wěn)定性形成影響，上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量既由自身受力強(qiáng)度決定，也會(huì)受地基基礎(chǔ)變形影響。上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基基礎(chǔ)的影響，也會(huì)使上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受影響，設(shè)計(jì)師需結(jié)合地基基礎(chǔ)，優(yōu)選最適合的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.2 地質(zhì)條件

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始前，設(shè)計(jì)師一般需要先對(duì)建筑工程的地質(zhì)條件進(jìn)行全面調(diào)查與了解，對(duì)必要的精確資料進(jìn)行有效掌握，并詳細(xì)勘查土木工程建筑的地形、地質(zhì)條件和周圍的建筑物、供電及給排水等狀況，確定最優(yōu)的地基方案及基礎(chǔ)構(gòu)造設(shè)計(jì)。

實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合實(shí)際優(yōu)選最佳的天然地基和最科學(xué)的施工方式，確保經(jīng)濟(jì)合理。假若特殊地形上不能建設(shè)建筑物，也與設(shè)計(jì)要求不相符的，應(yīng)根據(jù)實(shí)際狀況處理地基，從而可以提高地基強(qiáng)度及穩(wěn)定性，以免后期出現(xiàn)地基變形。建筑物基礎(chǔ)不可出現(xiàn)滑動(dòng)變形，若土層內(nèi)有抗剪強(qiáng)度不佳的滑動(dòng)面，那么會(huì)順著滑動(dòng)面出現(xiàn)相應(yīng)的滑坡及位移情況。選擇建筑地基時(shí)，需要避免產(chǎn)生滑坡情況。

1.3 外界環(huán)境

樁基礎(chǔ)作業(yè)會(huì)破壞環(huán)境，并對(duì)周圍形成震動(dòng)、擠土、噪音等不利影響，土建工程建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)中，需要保證不會(huì)影響到原來建筑物的正常使用，并科學(xué)分析為樁基礎(chǔ)帶來的危害情況，然后應(yīng)用行之有效的預(yù)防舉措。

2 土木工程建設(shè)中建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問題

2.1 地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方面

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上存在的主要問題是容易忽視填土地基質(zhì)量，質(zhì)量無法達(dá)到具體施工標(biāo)準(zhǔn)，從而使得地基承載力不佳，無法有效滿足工程具體施工要求。部分建筑需要在斜坡上建設(shè)，并未重視地基穩(wěn)定性的驗(yàn)算。在軟弱地基修建的建筑物，極易忽視對(duì)地基承載力的測(cè)算，甚至也會(huì)忽視沉降驗(yàn)證，導(dǎo)致其滿足不了施工具體要求。房建結(jié)構(gòu)之中，房屋存在一定的荷載，其主要是依靠地基來支撐的，可以說，地基為整個(gè)結(jié)構(gòu)中最關(guān)鍵的支撐力量，房建安全性上地基也發(fā)揮了巨大的效果。

但是，因?yàn)榭紤]到成本、勘測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)不合乎要求等各種因素，當(dāng)下時(shí)代有些房屋在進(jìn)行設(shè)計(jì)地基的過程中，并不具備比較準(zhǔn)確全面的地質(zhì)勘測(cè)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員計(jì)算出的房屋建筑結(jié)構(gòu)地基承載力難以達(dá)到精準(zhǔn)的要求。如果存在此種情況，當(dāng)房屋建筑完工投入使用的過程中，就很容易造成地基沉降等一系列問題，從而使房建安全受到影響[2]。

2.2 承重柱截面高度設(shè)計(jì)

承重柱橫截面高度設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分，常會(huì)忽略建筑物的抗震性，導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的承重柱橫截面積過小。采取此種設(shè)計(jì)造成不利的后果是當(dāng)外力作用對(duì)結(jié)構(gòu)造成影響的過程中，或許會(huì)發(fā)生斷裂的危險(xiǎn)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的耐久性大幅降低，降低整個(gè)建筑物的抗震效果，如果發(fā)生地震，就會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞建筑結(jié)構(gòu)。

2.3 構(gòu)造柱與承重柱設(shè)計(jì)方面

在對(duì)構(gòu)造柱與承重柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)容易存在的問題是設(shè)計(jì)中并未嚴(yán)格區(qū)分二者的概念，極易產(chǎn)生混淆情況，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重的影響到建筑物結(jié)構(gòu)的可靠性及穩(wěn)定性。

具體設(shè)計(jì)流程中，部分設(shè)計(jì)師在對(duì)構(gòu)造柱進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)把它視為承重柱開展設(shè)計(jì)。這既會(huì)影響到結(jié)構(gòu)抗剪能力，也易導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，從而使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)用的功能受到影響，并影響到建筑物的質(zhì)量[3]。

在設(shè)計(jì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的過程中，房屋建筑的所有重量基本上都要依靠承重柱來承受，同時(shí)其對(duì)應(yīng)的截面面積的大小則直接決定了承重柱承受荷載的能力高低[4]。但是在具體的承重柱截面設(shè)計(jì)過程中，一些設(shè)計(jì)人員從成本縮減的角度進(jìn)行考慮，設(shè)計(jì)中縮減了承重柱截面的面積，此種情況將會(huì)無形中提高梁柱間的線剛度比，不利于后期的建筑結(jié)構(gòu)施工，形成了較大的安全隱患。

2.4 懸挑梁設(shè)計(jì)方面

懸挑梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，并未重視起撓度驗(yàn)算的工作，選用的梁高過小，從而造成梁截面的受壓區(qū)域有太大的壓力，進(jìn)而導(dǎo)致梁撓度不斷增大，最終使梁上板有開裂的情況出現(xiàn)，使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)性能受到影響。一些設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作中設(shè)計(jì)的挑梁截面面積達(dá)不到要求，使整個(gè)建筑物抗震效果受到影響，若有地震發(fā)生，通常會(huì)不同程度地?fù)p害到建筑物。

2.5 連續(xù)梁設(shè)計(jì)方面

在連續(xù)梁設(shè)計(jì)的過程中，缺少全面的考慮，根據(jù)單梁的要求標(biāo)準(zhǔn)完成連續(xù)梁的設(shè)計(jì)，整個(gè)建筑也因此而存在一定的安全隱患。通常情況下，連續(xù)梁具有很小的承重能力，設(shè)計(jì)當(dāng)中由于沒有考慮這方面而將其當(dāng)作支梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的現(xiàn)象，縮減了梁在支座處上部對(duì)應(yīng)的鋼筋配量，在建筑物施工完成后，一旦周圍的溫度和濕度等條件出現(xiàn)變化，一般會(huì)有裂縫出現(xiàn)在底座附近的梁面上，無法改善建筑物整體性能。

3 建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)策略

3.1 注重地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作

對(duì)于土木工程建設(shè)而言，最關(guān)鍵的內(nèi)容就是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)地基的設(shè)計(jì)，其對(duì)地基質(zhì)量的優(yōu)劣具有重要的影響。為此，需要對(duì)地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)給予更多的關(guān)注，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范性開展合理施工，根據(jù)地基應(yīng)用壓實(shí)處理，確保地基質(zhì)量可以充分保證，使施工質(zhì)量的提高擁有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果建筑物的施工地點(diǎn)在斜坡上，為了更好地確保地基的質(zhì)量，需要對(duì)地基的穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算。如果建筑物的位置屬于軟弱地基，那么需要對(duì)地基的承載力加以驗(yàn)算，并且也要驗(yàn)算好地基的沉降程度，從而確保地基基礎(chǔ)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求相符。因?yàn)樘幵诓煌牡貐^(qū)，也會(huì)對(duì)應(yīng)著不同的地質(zhì)，所以在對(duì)地基進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要全面分析當(dāng)?shù)氐木唧w實(shí)況。

在具體的工程當(dāng)中，如果情況比較復(fù)雜的區(qū)域，可以采取加固處理樁基礎(chǔ)的方式，但是由于我國鋼建材比較稀缺等，應(yīng)當(dāng)采取現(xiàn)澆鋼筋混凝土樁來作為樁基礎(chǔ)。由于鋼筋混凝土樁的價(jià)格比較低等因素，因此近些年被廣泛的應(yīng)用到高層建筑的施工當(dāng)中，而對(duì)于地基基礎(chǔ)埋藏有一定深度的區(qū)域，可以采取沉井法來進(jìn)行施工。抗壓強(qiáng)度是混凝土施工技術(shù)中比較重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)嚴(yán)格控制水灰比。在水泥標(biāo)號(hào)一樣的情況下，隨著水灰比的提升，混凝土的抗壓強(qiáng)度也隨著升高;在水灰比相同的前提下，可以嘗試增加水泥用量，并且增加混凝土的密度，以有效提升混凝土的強(qiáng)度。

3.2 承重柱截面高度設(shè)計(jì)策略

建筑結(jié)構(gòu)中承重墻為關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)規(guī)模、設(shè)置數(shù)量的合理性將對(duì)建設(shè)項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定和建筑空間的利用率產(chǎn)生重大影響，因此需要對(duì)建筑承重墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化。在建筑承重墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)采用高穩(wěn)定性和高強(qiáng)度的建筑材料來提高承重墻結(jié)構(gòu)的抗壓能力和抗震能力。同時(shí)應(yīng)優(yōu)化承重墻的設(shè)置數(shù)量以及結(jié)構(gòu)規(guī)模，雖然較大較多的承重墻設(shè)計(jì)能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，但是會(huì)影響建筑室內(nèi)空間利用率，且較不美觀，不符合現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念。因此在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)在保證建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，適當(dāng)減小結(jié)構(gòu)規(guī)模，提高墻體結(jié)構(gòu)的抗剪能力，從而兼顧建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在穩(wěn)定性以及美觀性等方面的要求，達(dá)到技術(shù)優(yōu)化的目的。

設(shè)計(jì)好承重柱截面高度，可以使抗震效果得到提升。通常在進(jìn)行其截面高度設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)避免過小的截面面積設(shè)計(jì)，這樣在外力的效果下，可以有效縮減不同梁、柱等存在的彎矩約束作用，避免斷裂問題出現(xiàn)，最終使得耐久效果和抗震效果得到提升，保證最終的建筑安全性。

3.3 構(gòu)造柱與承重柱設(shè)計(jì)策略

設(shè)計(jì)承重柱以及構(gòu)造柱的設(shè)計(jì)流程中，應(yīng)當(dāng)明確區(qū)分承重柱和構(gòu)造柱的概念，確保兩者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有可靠性。構(gòu)造柱設(shè)計(jì)中，需同梁進(jìn)行配合，以此提升墻體抗剪能力，確保整個(gè)建筑物的穩(wěn)定。同時(shí)也需改善承重柱的穩(wěn)定性，使其滿足受力性的有關(guān)要求，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性地提升。

3.4 懸挑梁設(shè)計(jì)策略

在設(shè)計(jì)懸挑梁的過程中，應(yīng)當(dāng)考慮驗(yàn)算懸挑梁的強(qiáng)度和撓度，防止存在懸挑梁的開裂問題。按照實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)計(jì)挑梁的截面，使得懸挑梁對(duì)應(yīng)的承載力符合要求，避免發(fā)生斷裂，使得整體的穩(wěn)定性得到提升。

3.5 連續(xù)梁設(shè)計(jì)策略

在設(shè)計(jì)連續(xù)梁的過程中，不要將其根據(jù)單梁的標(biāo)準(zhǔn)完成設(shè)計(jì)，一定要保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)受力情況進(jìn)行分析，使梁處于支座上部，鋼筋配置也應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，避免有開裂或者收縮問題出現(xiàn)，使得整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性得到保證。

3.6 注意基礎(chǔ)的柔度和剛度

當(dāng)下在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過程中，一般結(jié)合彈性力學(xué)的知識(shí)來進(jìn)行設(shè)計(jì)，還應(yīng)當(dāng)借鑒結(jié)構(gòu)力學(xué)的相關(guān)理論，設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)便，具有較高的可靠性，可以實(shí)現(xiàn)較佳的設(shè)計(jì)效果。采取這些理論知識(shí)進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)工作，在地質(zhì)條件比較理想的區(qū)域下，可以取得更加理想的設(shè)計(jì)效果。

但是，土木工程建設(shè)取得了較大的進(jìn)步，鋼混框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到越來越多的運(yùn)用，使得以前的設(shè)計(jì)思維遇到了更大的挑戰(zhàn)。因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)具有較高的質(zhì)量，不但對(duì)基礎(chǔ)質(zhì)量提出了較高的要求，還需要更高的基礎(chǔ)承載力，假如承載力不能滿足相關(guān)要求，將會(huì)造成基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)下沉的問題。在地質(zhì)條件不理想的條件下，假如只是考慮理論性的知識(shí)，那么和實(shí)際情況之間會(huì)出現(xiàn)較大的偏差。

隨著不斷增多的高層建筑，對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)荷載也會(huì)逐漸地上升，那么結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)就會(huì)承受越來越大的重量，假如承受的壓力超出了結(jié)構(gòu)的承受極限，就會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)的下沉。因此在該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，為使得設(shè)計(jì)效果達(dá)標(biāo)，防止結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)存在下沉的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)將柔度和剛度要素考慮進(jìn)去，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量的提升。

3.7 提高建筑材料的質(zhì)量

建筑行業(yè)的進(jìn)步導(dǎo)致人們對(duì)建筑產(chǎn)品有了更高的追求，尤其是在國家出臺(tái)了住房體制改革政策后，人們開始廣泛關(guān)注住房的安全問題和質(zhì)量問題。人們?cè)诤饬拷ㄖ|(zhì)量是否符合要求，常將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性作為標(biāo)準(zhǔn)。所以，為了建造出人們滿意的建筑產(chǎn)品，在選擇建筑材料時(shí)，就應(yīng)該本著質(zhì)量為先的原則，確保選擇的材料具有綠色環(huán)保、質(zhì)量?jī)?yōu)良的優(yōu)勢(shì)，使用質(zhì)量過關(guān)的建筑材料進(jìn)行施工才能最大程度的保障建筑的安全性。此外，在建設(shè)施工時(shí)使用的建筑材料的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，也會(huì)直接關(guān)系到建筑的耐久性和實(shí)用性，避免后期大幅度的維修建筑物，控制維修費(fèi)用，可以將建筑的社會(huì)價(jià)值充分體現(xiàn)出來，提高建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.8 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體性能進(jìn)行綜合考慮

設(shè)計(jì)建筑物結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)時(shí)需具備全局觀念，全面考慮建筑物的性能，分析整個(gè)施工的標(biāo)準(zhǔn)，選取最佳的設(shè)計(jì)思路，切實(shí)增強(qiáng)建筑物的性能。全面分析基礎(chǔ)，研究其和上層結(jié)構(gòu)間存在的關(guān)系，采取比較合理的假設(shè)。一般基于基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，再考慮上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，所以結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，應(yīng)當(dāng)具有全局設(shè)計(jì)的思路，采取科學(xué)的方法，協(xié)調(diào)好基礎(chǔ)和上部等不同結(jié)構(gòu)之間的設(shè)計(jì)關(guān)系，有利于提升整體的設(shè)計(jì)效果，繼而充分保證建筑工程質(zhì)量。

4 結(jié)語

總而言之，通過前述的詳細(xì)分析可知，在土木工程具體建設(shè)中，建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)發(fā)揮著重要的作用，在將來的設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)工程具體實(shí)況，針對(duì)其中存在的問題應(yīng)用切實(shí)可行的改善對(duì)策，有效強(qiáng)化結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)水平。土木工程建設(shè)中的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)現(xiàn)實(shí)意義非常巨大，能夠保證土木工程的安全，縮短施工工期，提高建筑施工效益。為此，需要將有關(guān)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)設(shè)計(jì)水平進(jìn)行提升，并能夠?qū)υO(shè)計(jì)中的精華進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)施工設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，可以有效地提高建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的效果，實(shí)現(xiàn)整個(gè)施工項(xiàng)目的順利完成，提高整個(gè)工程的質(zhì)量。

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