土建工程施工的基础结构设计

2019-11-29李国胜

商品与质量 2019年3期

李国胜

山东省环能设计院股份有限公司山东济南 250000

1 土建工程基础设计的必要性

做好土建工程基础设计，能够有效确保建筑自身的性能，真正地满足国家建设标准要求，确保建设项目具有较高的质量水平，以及合理的施工条件。在建筑结构的基本设计中，必须要根据实际的具体条件和影响因素进行研究，通过选择一个合理的建筑结构体系，并不断地提高素质，完善配置，从而保证施工质量，为后期施工质量提供保证。

2 土建工程施工中结构基础设计的优化分析

目前，在土建工程施工中，连续梁设计的结构通常存在基础设计承载力不足的问题，这主要是由于设计者本身不站在整体高度问题上。单束标准在结构设计的简单应用基础上，必然会影响整体结构基础设计的合理性，因为连续梁本身的承载能力相对较小。因此，一旦建筑结构的基本设计不合理，就容易出现不符合钢筋数量的问题，从而给建筑结构带来巨大的安全隐患。

3 建筑结构基础设计影响因素

3.1 地质条件

当前建筑工程在建设中和土地资源的矛盾在不断加剧，工程在施工当中所面对的地质环境有着很大的差异，特别是当前城市基础设施也非常完善，建筑结构基础设计以及施工所需要的技术工艺也不同。相对于地质条件对于结构基础有着很大的影响，主要分为两个方面，也就是地基持力层和基础连接。在设计当中需要对持力层承载力以及压缩模量和土质特征进行结合起来，对相关的参数进行掌握，将其作为结构设计的主要依据，确保基础选型的科学和合理。

3.2 上部结构

为了有效满足社会发展中对工程建设的需求，当前工程结构也非常多样化，结构方式不同，和地上建筑高度以及墙体厚度等都会对建筑基础类型产生影响。在建筑结构基础设计当中上部结构是非常关键的，需要确保基础结构可以对上部荷载进行承载，有着很好的稳定性以及安全性。

3.3 现场环境

为了防止环境因素会对设计结果产生很大的影响，这就需要从自然以及人工环境方面入手，在此基础上做好相应的现场勘查，将相应的地质信息作为结构设计的主要依靠，对抗震等级进行确定，确保抗震缝数量和位置设计的有效性。并且，还需要对施工当中所存在的问题进行预测，在前期的设计中加强合理的预防，和现场的相关条件结合起来，将结构的科学性提升，降低外部因素对其产生影响。

4 土建工程建设中基础结构类型及设计

4.1 扩展基础常见设计方式

（1）独立基础。独立基础包含两种，分别是刚性基础和柔性基础，这两种基础主要应用到柱下基础，如果柱距比较大，就需要使用独立基础，并且这种基础设计的经济性更好。独立基础设计过程中，要依据地基土的特点进行，如地基压实密度比较大、压缩性强，就需要使用刚性基础，其余情况可以使用柔性基础，防止地基土压缩致使地面出现不均匀的沉降。独立基础设计在柱下基础中应用，与现浇混凝土柱一同浇筑、形成整体，同时依据柱荷载的偏心距明确基础断面的具体形状。

（2）箱形或筏型基础设计。若建筑工程地基承载力不够均匀，建筑对地基基础承载力要求较高，就可以使用箱形或筏型基础。此外，若建筑工程中有地下室，要应用筏型基础，将筏型基础作为地下室，并保证其作用得到充分的发挥。在进行箱形或筏型基础设计时，降低基础整体弯曲应力的工作是比较难的。因此在设计过程中需要将基础与工程上部结构看作一个整体，通过共同作用分析法设计。共同作用分析法就是在建筑工程基础设计过程中，将上部结构与基础、地基作为整体，保证三者实现平衡的保持力、协调的变形力。相比于传统的方法，共同作用分析法更加科学，涉及到的范围广，但也在一定程度上使设计难度增加。随着计算机硬件、软件要求的提升，投资成本也是比较高的，因此这种方法不会被轻易的使用。一般遇到大型的结构复杂的基础设计才使用这种方法。箱形与筏型基础都是大体积混凝土，施工过程中易出现裂缝，为此需要科学地设置伸缩缝的宽度，一般在25mm左右。

4.2 优化建筑基础方案选择

在建筑的施工建设过程中建筑的基础合理布置以及设计方案的制定，是整个建筑结构形式设计的重要内容，基于现阶段建筑基础设计技术发展来看，我国建筑的基础形式有很多种选择，根据施工工程造价以及施工难度来针对性选择基础设计模式。建筑的基础设计方案选择一定要进行综合性、全方位和多层次的考虑，并在选择基础设计方案的过程中，把上层结构以及基础结构分离开，重点考虑建筑结构设计过程中可能会出现的开裂问题，确保能够满足工程建设的质量和安全性需求。

4.3 合理设计地基，保证基础工程质量安全

地基基础设计是土建结构设计关键的一环，需要设计人员对于当地的土质进行深入的了解，对地质勘探的结果进行透彻的分析。一份详细的地质勘查报告，是结构设计顺利进行的前提。根据地质勘查报告并经计算对比后，合理选择出一个最符合当地地质条件的基础方案。

4.4 充分利用现代技术，提高建筑设计效率

BIM模型的模板数据库将相应的设计准则和方式进行了集合，应用的主要是统一设计标准，每一个工作人员在这当中对建筑基础设计有关信息进行了解，因此，建筑模型是标准统一化的主要特点。相关人员在后期的使用当中需要对数据信息及时的补偿到BIM模型数据库后可以形成尺寸、样式模板，设计人员可以及时了解调整结果，这样就可以将设计人员的工作时间节省，对设计方案及时调整，将设计水平不断提升。