土木工程建筑结构基础设计策略分析

刘富宙

0 引言

在建筑工程的设计及其施工中，如果建筑结构的基础设计不够合理，便会直接影响到基础的强度及其承载力，导致不规则沉降的产生，对整体建筑工程质量造成不良影响，缩短其使用寿命，严重情况下甚至会引发不必要的安全事故，对用户的生命和财产安全造成威胁。因此，在对建筑工程进行基础设计的过程中，设计者一定要充分意识到此项设计的重要性，明确不同类型建筑工程的基础设计，并根据实际情况、结合实际需求，采取合理的方法与措施来进行建筑工程结构基础的设计。通过这样的方式，才可以有效确保建筑工程基础设计的科学性与合理性，实现整体建筑工程质量及其安全的良好保障。

1 建筑结构基础设计重要性概述

1.1 提升施工效率

在建筑工程中，对结构基础进行合理设计，使其基础选择与设计参数均与实际工程相符，便可为后续的施工提供最具科学性的参考依据。具体施工中，只要严格按照设计来进行施工，便可及时有效地完成结构基础建设。通过这样方式，可进一步提升施工效率，避免因结构基础设计效果不佳所导致的工期拖延或返工的情况发生。

1.2 保障施工质量

在建筑工程中，通过结构基础的合理设计，可使其强度、承载力、抗变形能力等各个方面都与实际工程需求相符。将这样的设计参数合理应用到建筑工程的结构基础施工中，便可有效确保其基础的强度、承载力以及抗变形能力等，从而使其施工质量得到良好保障。

1.3 确保施工合理性

在建筑工程中，结构基础的合理设计将直接关系到整体工程的合理施工。具体设计中，设计者需要按照具体要求和各种现实因素，按照施工成本、周期、人员、设备、材料等各方面的实际需求来进行设计。通过这样的方式，便可有效确保设计方案的合理性，避免设计方案变更所造成的浪费问题，实现施工进度、质量与成本的良好控制，尽最大限度确保施工的合理性。

2 建筑结构基础设计说明

2.1 单层和多层建筑基础设计

通常情况下，对于单层和多层形式的建筑工程，其主要结构为砌体和框架。在砌体结构中，其主要的结构基础为墙下的条形混凝土基础，此类基础具有简单的受力和直接的传力情况，通常可按照两个单向形式的条形基础进行划分和计算。而在框架结构中，其主要的结构基础是柱下条形基础或者是独立基础，此类基础具有明确、简单的受力特征，其施工较为便利，经济效益也较为显著，因此在工程设计中，该技术属于首选内容。一般而言，柱下条形基础在网柱布置较为规律的单层和多层建筑结构中比较适用。随着近年来建筑工程技术的发展，独立基础与防水板基础相结合的结构基础设计形式也开始被广泛应用到此类建筑工程设计中。

2.2 高层和超高层建筑基础设计

因高层和超高层建筑具有较高的垂直高度，所以其基础结构所承受的上部荷载也比较大。在此类建筑工程中，主要的结构基础形式包括桩基础、箱型基础以及筏形基础。但是因为箱型基础具有较大的施工难度，且工程造价也比较高，所以通常仅仅在具有特殊人防需求的地下室结构基础设计中应用，而在其他情况下，大多会采用桩基础或者是筏形基础。相比较桩基础而言，筏形基础具有更好的完整性和更高的承载力，且其结构布置也更加灵活。

3 建筑结构基础设计分析

3.1 墙下条形基础设计

对于建筑工程而言，其基础结构具有多种多样的设计形式。而在众多的基础结构设计形式中，墙下条形基础属于比较常见的一种。在此类基础的材料选择中，大多会选择一些具有良好刚度条件的材料，比如毛石、混凝土和砖石等。上述材料不仅具备较好的刚度条件，且抗剪能力、抗拉能力以及抗压能力都很好。具体设计中，设计者需要从刚度这一角度出发，对此类结构基础内部的抗剪能力及其抗压能力加以有效控制，防止剪切应力和拉应力超出基础承受限度。

一般情况下，对于多层砌体形式的建筑工程，其主要的结构基础多为墙下条形基础。如果其持力层是比较好的天然地基，可承受的重力荷载比较大，也可以将楼层数量适当增加一些。

就总体而言。此类基础的应用优势十分明显，比如施工速度较快、施工操作便捷，施工造价较低等。具体设计中，为实现其整体性的良好保障，设计者可将地圈梁架设在基础上方。将钢筋混凝土形式的柔性基础合理应用到此类基础设计中，在上部结构重力荷载超过了地基基础所能承受的抗压限度时，便可实现基础断面的进一步加大，让地基基础产生的不规则沉降得以有效抑制。

对于基础埋深，具体设计中，应将施工现场具体的抗震设防烈度、地质情况、建筑工程的实际高度、结构形式、体型等各方面因素作为依据来进行综合考虑。对于分布情况不均匀的地基基础，可采用肋梁增设的方法进行设计，以此来实现其抗弯矩能力的有效提升，让地基基础所产生的不规则沉降得以有效抑制，避免不规则沉降过大对工程质量的不良影响。

3.2 独立基础设计

根据刚度方面的差异，独立基础可分两类，其一是刚性基础，其二是柔性基础。在独立柱基础中，其断面有两种形式，第一种是矩形，第二种是方形。一般情况下，设计者会将柱荷载偏心距作为依据来进行断面形状的合理选择。

对于荷载偏心距比较大的柱结构，具体设计中，最好将其设计为独立柱基础形式，这样便可实现投资成本的进一步节约与经济效益的进一步扩大。在此过程中，通过拉梁拉结形式进行设计，可让地基基础具有更好的抗震性能，防止地震情况下地基基础的不规则形变。对于上部为框架结构且地基基础承载负荷能力较好的建筑工程，因其地基基础不容易发生不规则形变，所以其结构的选择也更加灵活。而在独立柱基础的设计中，其基础拉梁最好应沿着两个主轴的方向进行设计，通过这样的方式，便可让各个独立基础之间具备更好的整体性，同时也可以对柱基不均匀沉降加以有效调整，并实现首层柱高度的合理降低。这样便可让独立基础具备更好的稳定性，并实现其承载力的进一步提升，让独立基础以及整体工程的质量与安全得到最大限度地保障。

3.3 柱下条形基础与十字交叉基础设计

在对建筑工程结构基础进行设计的过程中，设计者需要对建筑工程所在区域中的具体条件加以综合考虑。如果建筑工程所在区域中的地基条件相对较差，或者是建筑工程的柱荷载相对较大，便不可仅仅通过独立基础的方式来进行设计，因为这样的结构基础设计形式并不能让建筑工程结构具备足够的复合承载能力，其质量和安全也得不到良好保障。同时，如果施工现场并没有预留出足够的回旋空间，或者是施工现场的环境条件十分杂乱，不能对基础面积加以合理扩大，要想有效确保结构基础设计效果，设计者就需要通过柱下条形基础的形式来进行设计。相比较其他形式的地基基础而言，柱下条形基础的刚度条件十分良好，通过此类基础的应用，可以让建筑工程地基基础的不规则沉降情况得以有效避免。但是在具体的结构基础设计过程中，设计者也需要对柱基础的荷载偏心距加以重点考虑，如果其偏心距太大，条形基础所具有的刚度条件并不能满足实际需求，地基基础所产生的不规则沉降也将得不到有效控制。

在具体的结构基础设计过程中，为实现柱下条形基础实际作用的充分发挥，设计者需要对以下两个方面的内容作重点考虑：

（1）需要对其梁截面高度加以合理控制，通常情况下，其梁截面高度应控制在柱距的1/8～1/4 之间；

（2）应该让条形基础中的端部朝外部伸出一段长度，一般情况下，这段长度需要控制在第一跨距的0.25 倍。

在此过程中，如果地基基础并不具备足够的负荷承载能力，或者是柱基础所承受的荷载力太大，设计者就需要将地基基础的面积适当扩大，通过这样的方式，让地基基础所具有的负荷承载能力及其抗变形能力得以显著提升。而在这样的情况下，最合理的选择便是十字交叉基础，通过此类基础的应用，便可让整体建筑结构基础的空间刚度得以有效提升。但是十字交叉基础并不是在所有建筑工程中都适用，因此在具体的建筑结构基础设计中，设计者一定要对其实际情况加以综合考虑，如果实际条件允许，便可对十字交叉基础加以合理的选择和应用，如果实际条件不允许，则不可选用此类基础。通常情况下，如果其地基土质并不是均匀分布，不具备足够的负荷承载能力，且在建筑工程上部结构的重力荷载比较大的情况下，设计者便可对十字交叉基础加以合理应用。

3.4 桩基础设计

对于土木建筑工程而言，在其具体的结构基础设计过程中，桩基础是一种非常常用且有效的结构基础形式。桩基础的应用优势十分显著，它不仅具备非常强的负荷承载能力，而且能够将地基沉降控制在最小。凭借着这些优势，桩基础在当今的土木建筑工程中已经成为一种广泛应用的浅基础形式。但是在建筑工程结构基础的设计与应用中，因桩基础所需材料较多，加之对材料质量和施工水平的要求也比较高，所以此类基础的应用往往需要耗费比较大的施工成本。基于此，设计者不可对桩基础加以随意使用，只有在地基基础所具有的荷载抵抗能力以及形变抵抗能力不能与实际要求相符的情况下，才可以将其结构基础设计为桩基础。

在进行建筑工程结构基础的具体设计中，对于桩基础，其设计要点包括以下的几个方面：

（1）如果建筑工程中的上部结构具有很大的重力荷载，且下部结构可以用作桩端持力层，可通过桩基础的结构形式来进行设计。

（2）如果建筑工程中的浅层地基存在不规则沉降情况，在通过加固法对软土地基进行处理之后，依然不能满足整体建筑工程结构对于沉降量的控制需求，此时便可将其结构基础设计为桩基础。

（3）在建筑工程中，如果地基基础的承载力比较强，但是建筑工程本身具有非常大的重量荷载，对于地基基础具有更高的抗沉降力需求，此时便可将其结构基础设计为桩基础形式。通过这样的方法，才可以让桩基础在建筑工程结构基础设计中得以合理应用，充分满足建筑工程实际建设及其应用方面的需求。

3.5 钢混筏片基础设计

在对建筑工程中的结构基础进行设计的过程中，设计者需要充分了解施工现场的地基土质情况，对于土质不均匀分布、荷载力较差且上部结构重力荷载比较大的建筑工程，设计者可对十字交叉基础加以合理应用。但是因为一些建筑工程现场的地基底面积可能会相互重叠，这样的情况就不能够为整体建筑工程提供出足够的底面积空间。为实现上述问题的有效解决，具体设计中，设计者可对钢筋混凝土筏片形式的基础加以合理应用。尤其是在对建筑工程中的地下室结构进行设计的过程中，设计者更应该考虑钢筋混凝土筏片基础的合理选用，通过这样的方式，才可以有效确保其结构基础的设计效果，满足建筑工程施工中对于结构基础的实际需求，以此来尽最大限度确保整体建筑工程的质量及其安全性。

就目前的土木建筑工程来看，应用到其中的钢筋混凝土筏片基础类型有很多种，各种基础类型也都具备不同的适用条件。基于此，在此类基础的具体应用中，设计者需要对建筑工程施工现场的实际条件加以全面考虑，以此来实现不同形式钢筋混凝土筏片的合理选择。比如，对于所受荷载力比较小的地基基础，在其建筑结构基础设计中，设计者可对平板式钢筋混凝土筏片基础加以合理应用；而对于所受承载力比较大的地基基础，在其建筑结构基础设计中，设计者可对梁板式钢筋混凝土筏片基础加以合理应用。除此之外，在对软土地基条件下的建筑工程结构基础进行设计时，设计者也可以将钢筋混凝土筏片基础加以合理应用，因为此类基础的刚度条件非常好，通过该基础的应用，可以让建筑工程柱体或者是墙体的不规则沉降情况得以有效抑制，从而有效满足其荷载力的实际需求，让整体土木建筑工程的质量及其安全性得到最大限度的保障。

4 结语

综上所述，在当今土木建筑工程行业的不断发展中，其结构基础所发挥的作用也越来越明显。对于建筑工程而言，结构基础不仅仅是整体工程的开始，同时也是影响后续建设施工及其应用质量的关键部分。因此，关于建筑工程的结构基础设计，也成为近年来建筑工程领域乃至于整个社会关注的重点。在对建筑工程中的结构基础进行设计时，基础形式的选择及其设计要点的把握至关重要。基于此，设计者一定要充分掌握各种结构基础的适用条件及其设计要点，然后以此为依据，结合建筑工程的实际情况与实际要求，对其结构基础进行合理的选择与设计。这样才可以让建筑工程中的结构基础设计质量得到良好保障，从而为整体工程后续的建设施工提供有力支撑，进一步确保建筑工程的应用质量及其安全性，在满足当今社会对于建筑工程实际需求的基础上进一步促进我国建筑工程行业的良好发展。