1、刍议结构设计之中的地基基础设计摘要：建筑物的设计结构一般分为三部分，即：地基、基础以及上层建筑结构。三部分中，保证建筑物质量的最关键因素就是地基基础，建筑物的抗震、风荷载等参数很大程度上是由建筑物的地基基础决定的。本文作者通过多年建筑施工经验总结出地基基础的设计方式，从经济、安全、社会价值、建筑物对地区的影响以及当地生态影响等关键方面对地基基础设计做出科学、合理方案。 关键词：地基；基础；设计方案；结构设计 中图分类号：TU4 文献标识码： A 一、引言 基础在建筑物的设计施工过程中是十分重要的环节，基础所起到的作用是将建筑物上部的结构与下部的地基相连接，施工企业以及设计单位若采用正确的基础设
2、计方案，则会对工程产生良性影响，从经济方面讲，可以节约资金、减少成本支出，继而增加企业的利润与行业竞争力；从社会效益方面说，可以缩短工期、使企业树立良好的诚信经营形象。比如在高层建筑中，国内常用的基础设计为箱型或筏板型，其费用约为总工程耗资的 14%左右，而构建基础所用的时间为总工期的五分之一，但高层建筑若不采用上述基础，而采用多层建筑普遍采用的桩型基础，费用以及工作周期就要提高很多，会产生很多问题。基础除了对上层荷载有一定的要求外，对所在地地质条件也有一定的要求，如土质较软，一般采用箱型基础，因为桩型基础以及筏板型基础不适合在软土基操作。施工实践也能够进一步证明，对于荷载较高且有一定抗震需要
3、的地区，箱型基础是较为理想的选择。在一些城市由于有人防方面的要求，采用箱型基础也较为普遍。总之，在基础设计之前，要对当地的自然条件以及社会因素做好分析，并对上层建筑以及下层地基做好充分的考虑，结合抗震要求选择最为合适的地基基础。 二、基础设计的要求 1.经济方面的要求 企业是以获得经济利益为最终目的的，建筑企业将建筑物作为产品，要从建筑物的生产过程中获得更丰厚的利润，就要在保证建筑物质量的前提下，将建筑物的成本降低，这样才符合企业发展的长远要求。因此，建筑设计企业以及施工企业在基础设计方面，要结合建筑物的设计要求，如层高、总荷载、地质情况、环境因素等进行综合分析，并考虑建材成本等其他因素，使地
4、基基础在经济方面更加有利于企业的盈利。 2.安全方面的要求 安全是建筑物的灵魂所在，一座建筑物最基本的要求就是安全耐用，若建筑物的安全出现问题，不仅会造成巨大的社会负面影响，产生严重的社会危害，还会对建筑企业在业内的信誉产生影响，甚至导致建筑企业退出市场竞争。所以建筑物在地基基础的设计方面，除了对经济因素加以考虑外，更重要的是对基础的安全给予充分的保障，满足所在地的抗震、风荷载、防潮等功能。 3.实用方面的要求 在考虑安全与经济因素的同时，要对建筑物基础设计的实用性进行考虑，如现代工业建筑对业主的工艺需要，检修、围护设备等，都要给与全面的考虑。因此在基础设计的过程中，要考虑到上部工艺设备对基础
5、的影响等，并且现代工业建筑施工中经常遇到设备种类多，预留设备孔洞尺寸大，对基础产生不利影响。所以基础设计需要面面俱到。 三、基础设计的依据 我国关于建筑行业的运营规范明确指出，对于没有工程地质报告的企业，不允许进行施工建设。工程地质报告属于工程施工的基础性报告，作为整个项目设计建设的参考依据。所以，任何性质、规模的工程都要在施工前进行地质测绘，并由相关权威部门出具合格的工程地质报告。勘测过程中，布孔的标准要严格依据模拟建筑物的各项指标进行。在布孔结束之后，一般步骤为验坑，若遇到特殊的地质情况，还需要进行钻探等工序，保证工程的万无一失。此过程中，需要有检测人员、设计人员与验收人员等多方面人员在场
6、，并在最终检测报告上进行签字确认，以便在日后明确责任。工程地质报告是施工的依据，设计人员必须通过该报告对地基基础进行方案设计和论证，并根据该报告解决施工中出现的问题。 四、基础选择的依据 在现代建筑领域，建筑物的基础可选择方案很多，如按照基础的形状划分，可以分为条形基础结构、独立基础结构、十字基础结构、桩基础和箱型基础结构等，也可以按照结构材料的构成，分为混凝土基础、砖结构基础、钢结构基础等。这些基础从物理性质到化学性质，从工程工期到工程造价都大相径庭，在建筑方或是设计方选择基础的时候，需要从经济、质量等诸多方面进行衡量和推敲，以达到利润的最大化。 五、施工中考虑到的其他问题 1.地基土质条件
7、 在地基的设计和施工过程中，地质情况是最为必要的环节，在中国的某些地形复杂地区，如东北地区和西北地区，以及西南的局部地区，在较浅土层的不同的深度会有不同的地质结构，从土壤粘度的变化到土壤性质的变化，都是施工以及设计人员需要考虑的问题，比如伊犁兴钢环保建材有限公司新建矿渣库（库体高 26 米，采用 CFG 桩基础） ；米东天山水泥有限责任公司粉煤灰库（库体高 30 米，采用箱型筏板基础）等，这些都是出于对地质条件的考虑。通过多年的实际工作，笔者认为，在土质偏弱，且需要地基承重很大的时候，可以采用箱型基础，而建筑物整体层高和总荷载都不是十分巨大时，可以采用支撑柱或是支撑桩。无论从经济或是安全方面讲
8、，都是合理的选择。 2.上部结构影响 建筑物的地基基础结构会受到除了会受到下方地基的影响外，还会受到上部建筑物结构的影响。由于建筑物上层荷载不是十分均衡，导致地基在设计时敏感程度也不尽相同，这样就在设计时首先提高基础整体的刚度，之后进行合理的受力分配，尽量使基础的各个部位平均受力，对于不规则上部建筑，一般采用箱型基础进行施工，可以有效的分担受力。 国家对于基础的标准只是在桩基的承重部分做出了规定，也就是说桩基的其他部分功能要通过在实践中的检验才会收到效果，比如基础用料的质量直接决定了基础结构的曲度以及挠度性能，但是行业却没有相关的规定。在实际施工中，经常出现的情况是基础的刚度符合要求，但是其防
9、脆裂的性能较差，或是其内部的结构不合理，会在实际应用的过程中导致危险情况的发生。在进行基础上部结构影响分析时，要从基础的刚度、曲度多个角度去进行深度考察。在基础正是施工之前，可以将实际应用系数输入计算机，有计算机进行模型生成，通过承载力度实验对基础结构进行纠偏，若不经过实验，而在工程验收时期出现不合格的情况，就会导致成本的大量浪费。 3.上部结构总荷载 建筑上部的荷载是由上层的整体建筑质量来决定的，层数越多，荷载越大，这样就要求基础的承载能力越强，而关于基础的承载能力，可以从材料、结构、整体造型等多方面进行设计，具体做法要根据当地的具体情况进行具体分析。 4.基础性能 我们以最常用的箱型基础为
10、例。由于很多建筑物的地下基础部分多被用作地下室、地下停车场或是储物间，因为这样可以进行空间的利用与开发，增加开发商的利润，所以箱型基础成为基础设计的首选。与一般基础结构相比，箱型基础的特点是以空间结构为基础，运用力学原理对承载力进行分散，使基础的刚度提升，并能够显著的提高建筑物的稳定性以及抗震性能，有着十分明显的优势；但箱型基础的缺点也十分明显，即：用料成本较高、施工周期较长、施工精度要求较高，并且对施工人员的素质要求也十分高，并且对地质结构的要求也相对其他基础更高，这些都是采用箱型基础不能回避的问题。 除了箱型基础之外，其他基础也存在固有的优缺点，而对于这些优缺点的回避或是接受，要根据工程的
11、实际情况进行决定。如果建筑物的层数较多，就要在设计基础时注意建筑物倾斜或下沉的问题；如果建筑物处于地震多发区或是地震带，则在设计基础时考虑抗震性能，使基础能够起到地基与上层建筑之间的缓冲作用。另外，在工程开工前，工程人员都要与设计人员进行技术交底，技术人员以及设计人员有责任为工程方编写工程施工说明书，将施工中可能出现的问题、工程环境分析、工程质量要求、精度要求等做详细说明，施工单位要对设计中的参数、标准给予认同，才能够开始地基基础施工。 结束语 综上所述，本文通过对建筑物地基基础的介绍，旨在说明地基基础对建筑物整体的重要性。一般情况下，地基基础的成本约为工程总成本的两成左右，所以，文章强调在工程地基基础的设计中，要充分考虑经济因素。一方面，节约成本有利于企业赢得更高的利润；另一方面，这样也可以优化市场竞争，是建筑行业的竞争进入良性发展轨道，使建筑企业更具综合竞争力。 参考文献 1孙学礼. 地基基础设计中一些问题的分析J. 房材与应用, 2010,(05) . 2郭继武等.建筑地基基础.北京:高等教育出版社M.，2007:212-214 页 3刘玉,徐军. 地基基础设计若干问题探讨J. 工程建设与设计, 2011,(06) .
