房屋建筑结构设计中的基础设计方案分析

（福建幼儿师范高等专科学校，福建 福州 350007）

房屋建筑结构设计中的基础设计是一项系统性、复杂性较高的工作，不仅需要考量到房屋建筑结构的持久耐用以及安全性等方面，还需要确保其功能性能够满足人们的实际需要，这就要求相关设计人员重视基础设计的科学性以及合理性，并积极与业主进行及时、有效的沟通交流，从而确保设计方案符合实际需要，避免对房屋建筑工程施工质量和施工进度带来影响。

1 房屋建筑结构设计中基础设计的影响因素

1.1 地质条件因素

地质条件因素是对房屋建筑基础设计有着较大影响的环境因素之一，而且，地质条件因素包含的内容较多，会对房屋建筑基础设计带来方方面面的影响。首先，是地基持力层的情况，地基持力层作为直接承受房屋建筑荷载的土层，对房屋建筑的稳定性有着直接影响，也是相关设计人员在房屋建筑基础设计工作中必须重视和研究的因素之一，地基持力层的深度不仅需要考量到工程建设地点的土质特点，还需要结合房屋建筑的实际情况对地基持力层进行分析和确定；其次，是桩基穿越土层的情况，在这一设计环节，相关设计人员不仅需要对工程建设地点的地下水分布情况进行全面、细致的了解，还需要综合考量不同类型桩基的穿越能力和承载性状特点等因素。

1.2 施工环境因素

施工环境因素也是对房屋建筑基础设计有着较大影响的因素之一，施工环境因素可以分为自然环境因素以及人为环境因素，其中，自然环境因素主要有外界环境温度以及抗震等级等几个方面，外界环境温度所产生的影响主要是针对基础施工材料，钢筋混凝土是目前房屋建筑基础施工中的重要施工材料之一，而在低温环境进行基础施工很容易使钢筋混凝土结构出现开裂的问题，所以，相关设计人员在房屋建筑基础设计工作中应对环境温度因素进行分析和考量。而抗震等级因素，则是关系到房屋建筑基础结构的抗震缝数量和分布，也是设计人员所应重视和分析的内容之一。

其次，人为环境因素主要是指房屋建筑基础施工带来的影响，一方面是基础施工所引发的振动，会对房屋建筑基础结构的稳定性产生一定的影响，另一方面则是在进行桩基施工时会将基桩周围的土壤向外挤压，导致基桩周围土壤因挤土效应而产生应力，很容易对房屋建筑基础结构以及附近的地下管线产生一定的影响，所以，人为环境因素也是设计人员在房屋建筑基础设计工作中需要重视和研究的内容。

1.3 房屋建筑上部结构因素

房屋建筑上部结构也是影响基础设计的重要因素之一，其原因主要是房屋建筑上部结构高度以及墙体厚度的不同，都会导致房屋建筑上部荷载出现较大差异，所以，房屋建筑上部结构情况也是基础设计工作人员需要反复研究的重要内容之一，根据房屋建筑上部结构科学分析和计算基础沉降量、基础稳定性要求以及基础抗变形能力，并合理规划基础设计类型、基础埋深以及基础底面积，从而确保基础设计能够满足房屋建筑上部结构的荷载需要。

2 房屋建筑结构设计中基础设计的要点

2.1 独立基础设计

独立基础设计具有抗震性能较好、土壤环境适应能力较好以及成本较低等特点，使得独立基础设计在房屋建筑基础设计中得到了较为广泛的认可和应用。独立基础设计理念大致可以分为柔性和刚性两大类，需要相关设计人员根据工程建设地点的地基土质特点进行选择，比如，刚性独立基础设计理念适用于地基土质压缩性强且压实密度大的情况，而柔性独立基础设计理念则可以有效抵抗地基的不均匀沉降问题。

独立基础设计的类型主要包括阶形、坡形以及杯形等几种，其使用方式可以分为柱下独立基础和墙下独立基础，其中柱下独立基础是最为常见的使用方式，主要是将独立基础布置在承重柱下方并与承重柱整体浇筑。而墙下独立基础主要用于房屋建筑地基承载力较大且建筑上部结构荷载较小的情况，可以有效减少基础施工材料的损耗以及开挖土方量。

2.2 桩基础设计

桩基础是一种利用基桩承受房屋建筑动静荷载的深基础，其作用一方面是为房屋建筑上部结构提供更多的承载能力，通过较长的基桩穿越地下较软的土层，并将房屋建筑上部结构的荷载转移到地下坚硬土层中，避免房屋建筑地基出现不均匀沉降现象，另一方面还可以用于房屋建筑基础的加固（如图1）。桩基础的设计应综合考量房屋建筑实际情况以及地基土质情况，从而对桩基础的基桩数量以及分布进行合理规划。

（图1 端承桩（左）与摩擦桩（右）1-桩，2-承台，3-建筑上部结构）

2.3 箱形和筏形基础设计

如果房屋建筑地基土质存在承载能力不均匀的情况，或者房屋建筑对地基的承受能力有着较高需求的情况下，相关设计人员可以在房屋建筑基础设计工作中选用箱形和筏形基础设计，除此之外，筏形基础设计还适用于有地下室的房屋建筑。箱形基础和筏形基础虽然都属于大体积混凝土结构，但二者之间存在很多的不同之处，比如，在实际功能方面，箱形基础主要是通过较大的基础底面、较深的埋深以及中空结构，提高房屋建筑地基的稳定性并降低建筑基础沉降量（如图2），而筏形基础则是通过增加底面积、减小基地压强的方式，提高建筑基础整体承载能力，从而有效缓解房屋建筑地基的不均匀沉降现象，其结构主要由柱下板带以及跨中板带等结构组成（如图3）。箱形基础和筏形基础除了在实际功能方面存在一定的差异以外，在施工要点等方面也存在很多的不同，所以，需要设计人员根据房屋建筑结构以及地基土情况合理选择基础设计方案。

（图2 箱形基础图片）

（图3 筏形基础图片）

2.4 桩箱基础设计

桩箱基础设计是合理结合桩基础和箱形基础的设计方案，这种基础设计具有抗弯刚度较高以及沉降量小等特点，在高层建筑以及其他重型建筑工程项目中有着较为广泛的应用。桩箱基础设计的核心内容主要是荷载的分担，这就要求设计人员对桩距、桩长、桩持力层刚度以及桩间土挤压等方面进行综合考量和研究，首先，箱形基础所分担的荷载会随着基桩长度的增加而减少；其次，桩基础施工时产生的桩间土挤压应力会对箱形基础的荷载分担作用产生较大影响；第三，基桩持力层的刚度也会对桩基础的荷载分担比带来较大影响，这几个方面都需要设计人员加以重视和研究。

3 房屋建筑基础设计应注意的问题

3.1 高层建筑基础设计所应注意的问题

高层建筑结构设计中基础设计所应注意的问题，主要包括沉降缝以及地基土结构等几个方面。沉降缝设计是高层建筑基础设计的重要内容之一，需要考量的因素主要包括土质基础稳定性、建筑高度、结构形式以及建筑相邻部分荷载等，如果高层建筑基础设计存在沉降缝方面的问题，很容易导致建筑上部结构的开裂，并对高层建筑的安全性带来极大影响，对于高层建筑基础设计中的沉降缝问题，通常会采用垂直缝处理方法进行解决，也就是利用垂直缝将高层建筑分割为多个单元，从而缓解或避免高层建筑出现错位以及开裂等情况。

3.2 山区房屋建筑基础设计所应注意的问题

山区房屋建筑基础设计所应注意的问题，除了建筑上部结构因素以外，还需要面对更加复杂、多变的地质环境因素，所以，在山区房屋建筑基础设计过程中，设计人员需要全面、细致的收集和分析地质勘探资料，根据建筑结构以及地下环境复杂程度，科学、准确的确定建筑基础设计等级，并针对地下实际情况制定完善的应对和解决方案，从而提高建筑基础设计的合理性。其次，设计人员应积极主动的与业主以及施工方进行沟通和交流，在确保建筑基础设计能够满足相关标准和建筑实际需要的基础上，提高建筑基础设计的可行性以及便捷程度。

4 总结

总而言之，基础设计是房屋建筑结构设计的重要组成部分，不仅对房屋建筑的安全性以及耐用性有着直接影响，也关系到房屋建筑的建设成本，特别是在现如今我国建筑行业蓬勃发展的时代背景下，提高房屋建筑基础设计水平和设计质量，也成为了有关部门、设计单位以及设计人员都应重视的工作内容之一。设计单位以及设计人员应提高对房屋建筑基础设计的重视程度，做好相关资料数据的勘测、整理以及分析工作，同时，在房屋建筑基础设计工作中，设计人员应严格按照相关标准和规范进行操作，抓好设计方案的细节之处，并加强基础设计方案的优化，确保房屋建筑基础设计能够达到预期标准。