关于土木工程建设中建筑结构基础设计分析

韩兆坤 王德波

1. 北京东方华脉工程设计有限公司青岛分公司 山东 青岛 266555；

2. 青岛灵山湾开发建设有限公司 山东 青岛 266499

引言

地基基础设计是整个建筑结构设计的重要组成部分之一，同时也是建筑结构设计的基础，若不能有效做好这一基础设计，不仅难以保证建筑结构的稳固性和可靠性，同时也难以保障整体的工程质量，一旦受到较大外力作用的影响，便易导致建筑结构或整个工程出现不均匀沉降、变形、坍塌等问题，因此，就需设计人员全面做好建筑结构地基基础设计。

然而，纵观我国当前的建筑结构地基基础设计现状，并不乐观，存在较多的问题，本文主要探讨了建筑结构地基基础设计现存问题与解决对策。

地基基础设计是整个建筑结构设计的重要组成部分之一，同时也是建筑结构设计的基础，若不能有效做好这一基础设计，不仅难以保证建筑结构的稳固性和可靠性，同时也难以保障整体的工程质量，一旦受到较大外力作用的影响，便易导致建筑结构或整个工程出现不均匀沉降、变形、坍塌等问题，因此，就需设计人员全面做好建筑结构地基基础设计。

然而，纵观我国当前的建筑结构地基基础设计现状，并不乐观，存在较多的问题，本文主要探讨了建筑结构地基基础设计现存问题与解决对策。

1 建筑结构地基基础设计的重要性

地基基础指的是以地基为基础的建筑结构的墙或柱埋在地下的扩大部分，其主要功能是将上部荷载均匀地传递给地基，从而确保地基上的建筑结构具有良好的稳定性、可靠性和安全性，从这个概念可以看出，地基基础不仅是一个建筑工程的根本立足点，同时也是建筑结构的基础结构，若建筑结构地基基础设计不合理或不规范，不仅难以保障建筑结构质量和建筑物的适用性、耐久性，同时还会导致整个建筑物在外力作用下发生不均匀沉降、大幅度沉降、倾斜、开裂，甚至是倒塌等现象，从而会对相关人员的人身安全构成严重威胁，因此，就需要设计人员严格做好建筑结构地基基础设计[1]。

2 土木工程建筑设计中结构基础设计的相关要点

2.1 墙下条形基础的设计要点

土木工程建筑的基础设计形式是多种多样的。墙下条形基础是一类较为常见的基础设计形式。在选择材料时，多以砖石、混凝土以及毛石等刚度条件良好的基础材料为主。这些材料不仅具有良好的刚度条件，而且在抗压能力、抗拉能力与抗剪能力等方面也体现出诸多优势。设计人员必须从刚度角度出发，对墙下条形基础内部产生的抗拉能力与抗剪能力展开控制，将基础所承受的拉应力和剪应力控制在耐受限度内。

此外，基础埋深应根据建筑物的高度、体型、结构形式、地质情况和抗震设防烈度等因素综合考虑。如果地基基础分布不均匀，可以采取增设肋梁的方式，增强基础抗弯矩能力，以此有效抑制地基基础的不规则沉降。

2.2 地基基础设计的规范性不足

建筑结构地基基础掩埋于地下，受地下空间结构隐蔽和地下地质、水文环境等因素的影响，往往会导致地基基础构建起来存在较大的复杂性和不确定性，这种特性也使得地基基础设计较为困难和复杂，若设计人员缺乏扎实的专业技能，极易导致地基基础设计的规范性不足，出现一系列的问题。

如设计人员对地基基础复杂程度考虑不足，未能对建筑上部结构荷载进行科学、准确的计算，并根据计算结果做好基础设计，易导致地基基础发生变形。再比如进行软弱地基或有软弱下卧层地基基础设计时，设计人员未对地基基础的承载力进行验算及对基础沉降、不均匀沉降进行核算，也会导致地基基础设计规范性不足，另外，还有不少设计人员在复合地基设计过程中，不重视褥垫层的作用或未将褥垫层设置在相应的部位，易导致设计出的地基承载力难以达到相关设计标准。

2.3 地基基础设计图纸绘制专业性较低

图纸绘制是建筑结构地基基础设计业务中关键环节，图纸绘制质量的好坏不仅会对地基基础设计质量产生直接的影响，同时还会影响工程施工的顺利和正常运行。设计图纸是设计人员对地基基础构造设计思路的直观体现，若设计人员能够绘制出细致且准确的设计图纸，通过图纸将建筑结构地基基础设计的具体内容和细节充分表现出来，能促进施工人员更好地领会其设计意图，并根据其设计思路和要求开展后续施工[2]。

在实际的设计过程中，不少设计人员的绘图能力较差，未能采取合理的尺寸进行地基基础设计图纸绘制，或无法根据地基基础构造设计思路绘制图纸，不仅会导致设计图纸质量不达标，还会影响工程施工质量。

2.4 钢筋混凝土筏片基础的设计要点

如果地基土质分布不均匀，地基基础承载负荷能力较差，且土木工程建筑上部结构产生的重力荷载较大，可以选择十字交叉基础形式。由于部分地基基础的底面积存在相互重叠的可能性，无法提供充足的底面积空间。对此，可采用钢筋混凝土筏片基础结构形式。通常来说，钢筋混凝土筏片基础结构形式往往更加适用于土木工程建筑的地下室结构设计中。

钢筋混凝土筏片基础也分为多种类型，而且不同基础形式的适用条件不同。若地基基础所受到的荷载力较小，可以选择平板式筏片基础；若地基基础所受到的荷载力较大，可以选择梁板式筏片基础。此外，钢筋混凝土筏片基础具有良好的刚度条件，可以有效抑制墙体或柱体的不规则沉降，尤其是对于软土地基，具有良好的效果。

2.5 桩基础的设计要点

桩基础具有承载负荷能力强，沉降量小等优势特点。大多数土木工程建筑都会选择浅基础形式。

3 合理设计土木工程建筑基础结构的方法

3.1 合理布置建筑总平面图

在建筑总平面图设计时，设计人员还需考虑建筑物周边的具体情况。在土木工程建筑地基基础设计中，必须严格参照建筑抗震设计标准规范进行设计。在科技时代背景下，设计人员要结合工程地质、工程分类、基础等级合理运用设计软件创建建筑结构模型，综合分析基础结构的承载负荷能力，保障整体建筑结构的安全性[3]。

3.2 选择合理的基础结构形式

有设计人员在梁板式筏基中，采用满堂布桩，看似是保守设计，但实际中地基梁与筏板的刚度差距较大，基础梁刚度很大，而板相对刚度较小，很难满足梁板同时作用，严重时就有可能造成梁下桩先破坏，进而致使板下桩也遭到破坏，严重危害结构的安全性。

3.3 合理设计上部结构设计

基础结构的主要作用是承担上部结构产生的重力荷载。由此，上部结构的设计形态决定了基础结构的设计形态。为维持基础结构设计的稳固性，就需要对上部结构展开合理设计。

3.4 重视地基基础设计前的地质勘查和基础选型

进行地基基础设计前，设计人员需采用专业化的取样和分析手段对施工区域内的各项水文地质情况进行勘查，以全面和准确掌握施工区域内地质结构、土壤性质、地下水分支数目、水量等重要信息，并明确这些因素会给建筑结构地基基础设计、施工和使用带来怎样的影响，然后，根据这些影响优化建筑结构地基基础设计，并有效规避各类安全隐患问题，才能有效提高地基基础设计的科学性和可靠性。

3.5 提升设计人员的图纸绘制能力和优化图纸绘制

为提高建筑结构地基基础设计图纸绘制的专业性，给后续施工提供可靠的参考依据，相关人员还需组织设计人员参加图纸绘制技能培训，以不断提升其图纸绘制能力。

待设计人员图纸绘制能力提升后，还需要求其在图纸绘制过程中，遵循“细致、严谨、准确、美观”的原则开展绘图工作。

同时，还需要求设计人员将其构造的建筑结构及地基基础结构图完整地体现在图纸中，并在图纸中做好相关数据的标注和文字性说明，以促进施工人员能够通过图纸快速、准确了解设计人员的设计思路，并根据其思路开展后续施工。设计人员完成建筑结构地基基础设计图纸绘制后，还需对图纸进行全面检查，尽可能避免发生比例不当、数据错误、尺寸数据不清晰等低级问题，若检查无误，可交由单位管理人员进行计算校核、逐层审核，通过层层审核，不仅能确保设计图纸的规范性，同时还能促进其符合工程实际需求[4]。

3.6 不断提高设计人员的专业能力和综合素质

引发建筑结构地基基础设计规范性不足的根本原因在于设计人员的专业能力不足，使其无法对地基基础设计要点进行准确把握，同时也不能采取有效的设计方法做好各环节的设计。因此，为全面提升建筑结构地基基础设计质量，规避各种不良问题，就需相关单位定期组织设计人员参加建筑结构地基基础设计教育培训活动，以促进设计人员的专业技能和能力与建筑结构地基基础设计工作相适应，同时还需建立相应的考核机制和奖励机制，对设计人员的专业技能进行检验，专业技能合格后，才可进行基础设计，否则需继续进行培训。

另外，还需加强设计人员的职业素养教育，要求其在地基基础设计过程中具有高度的责任意识，能够认真、细致地做好各项设计工作，才能使其设计出的方案达到标准要求。

3.7 应用合理的方法进行地基基础设计

除了设计人员的专业技能不足和在设计过程中会因自身疏忽导致地基基础设计规范性不足外，设计人员未应用合理的方法进行地基基础设计，也会导致其设计出的方案难以达到规范标准要求，因此，还需设计人员注重地基基础设计方法的应用。

当前，不少设计人员进行建筑结构和地基基础设计时，经常会将上部结构和地基基础进行分开分析和设计，这种设计方法会导致其计算获得的基底应力和基础沉降量与实际测量值存在较大的差异，从而影响地基基础和建筑结构整体设计的质量，为解决这一问题，就需设计人员将建筑结构和地基基础看作成统一的整体，不可对两者进行分离和单独的考量，而是总结和分析两者之间的相互联系，在进行地基基础设计过程中，也需明确建筑结构的受力情况等，只有这样，才能保证整体结构的完整性和提高建筑结构地基基础设计的有效性[5]。

4 结束语

综上所述，在土木工程建筑结构基础设计中，设计人员应明确设计标准规范与设计要点，采用合理的基础结构形式，保证整体土木工程建筑的安全性，以满足人们的基本需求，推动建筑行业的良好发展。