梁宗胜
广西玉林城乡规划设计院有限公司 广西玉林市 537000
摘要：随着社会经济发展水平不断提高，人们对建筑物品质及功能性要求更多样性从而造成建筑物复杂性大大增加。建筑物越复杂造成结构规则性越差，结构基础也复杂，基础在整个结构中造价占比越大，基础优化设计分析更具价值。
关键词：工程；结构基础设计；优化
引言
随着建筑逐渐向着高度、多功能、多层地下室等方面发展，结构的工程难度逐渐增加，对于基础部分的承载能力有着更高的要求，对于沉降、倾斜、稳定性等方面的控制更加严格。在建筑结构基础设计过程中，一定要科学合理地进行选型，要对所在区域地质数据进行分析、总结，充分掌握影响建筑结构基础设计的核心要素，了解影响基础设计的关键内容，采取针对性措施提升基础设计水平，从而保障基础设计的安全性、耐久性及经济性。
1工程结构基础设计外部影响因素
1.1地质条件是否符合要求
设计师在进行建筑物的基础设计工作之前，要认真研读地质勘察报告，了解场地土层分布、地下水埋深、有无不良地质，同时分析勘察报告的内容是否符合规范及是否满足基础设计的要求，对于缺漏的地方要及时反馈地勘单位进行补充勘察。分析勘察报告后，还要亲自去施工现场进行查勘看看地勘报告是否与实际有出入，同时对其地形、周围的建筑物情况、周围的交通运输情况、排水排污处理情况以及供水供电等进行充分的了解。相同的建筑物，选择不同的地势环境、不同的地基方案、不同的基础结构，也会对设计其工程造成的施工难易程度产生很大的差别。一般情况下，应该首先选择施工简单的天然地基，在确保施工质量的前提下，尽量节约资源和资金。但是难免会遇到地基承载力及稳定性不符合设计需求的情况，对于这种情况要根据其实际可以采用地基处理。
1.2大型建筑物施工环境的影响
由于土地有限，现在城市建设中出现了越来越高、地下室层数越多的大型建筑物。大型建筑物对地基的可承载力要求更高，基坑开挖更深更大，一般天然地基可能无法满足其承载力和沉降量的要求，这时可能就要选择柱基础或进行地基处理做大筏板。桩基础及地基处理的施工一般会对周围环境造成较大的噪声干扰、强烈震动、挤土效应等，地基处理可能还会对地下水造成污染，这些负面影响在大城市中尤为敏感。由此可见，建筑物的周围环境对基础选型亦有重大影响。
2工程结构基础设计优化策略
2.1墙下条形基础设计
建筑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。这些材料不仅易于就地取材价格便宜施工简单，而且具良好的抗压强度与抗剪强度等方面优势。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。通常来说，多层砌体结构以墙下条形基础为主，比如早些年的小区住宅、办公楼等。如果持力层为良好的天然地基，能承受一定的重力荷载，也可以适当提升建筑的楼层数。总的来说，墙下条形基础具有施工便捷迅速、造价成本低等优势。为增强整体基础的整体性，可采取基础上方增设地圈梁的方式，将钢筋混凝土柔性基础运用到建筑的条形基础中。当上部结构产生的重力荷载超过地基基础的抗压耐受限度，地基基础就会出现不规则沉降，增大基础断面。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柱下条形基础和十字交叉基础设计
如果建筑所处区域的地基条件较差，或者产生的柱荷载较大，单纯采用独立基础形式根本无法满足整体建筑结构的承载负荷力要求。又由于施工现场预留的回旋空间有限，环境杂乱，无法扩大基础面积。在这种情况下，柱下条形基础是最佳选择。柱下条形基础具有良好的刚度条件，可以避免地基基础发生不规则沉降。但是如果柱基础的荷载偏心距过大，条形基础的刚度条件也无法满足要求，自然也无法控制地基基础的不规则沉降。为保证柱下条形基础充分发挥实际作用，一般条形基础的梁截面高度高取柱距的1/4～1/8，条形基础的端部宜向外伸出，长度宜为第一跨距的0．25倍。如果地基基础的承载负荷力不足，或者柱基础承受的荷载力过大，则需扩大地基基础底面积，提升基础的承载负荷能力与抗形变能力。此时，十字交叉基础形式是最合适的选择。尽管十字交叉基础形式具有良好的空间刚度条件，但并不适用于所有建筑。为此，设计人员就要结合实际情况，在条件允许的情况下选择十字交叉基础形式。
2.3独立基础设计
按照独立基础的刚度差异，可将其划分为刚性基础和柔性基础两大类。独立柱基础断面以矩形和方形为主。通常情况下，设计人员会根据柱荷载偏心距对断面形状加以选择。若柱荷载偏心距较小，以独立柱基础为宜，可以节约投资成本，扩大经济效益。采用拉梁拉结设计形式，可以显著提升地基基础的抗震性能，避免地基基础在发生地震时出现不规则形变。如果建筑的上部结构是框架结构，而地基基础又具备一定的承载负荷能力，则地基基础出现不规则形变的概率是较低的。对于独立柱基础来说，宜沿两个主轴方向设计基础拉梁。拉梁的主要目的是:(1)加强独立基础之间的整体性;(2)调整柱基之间的不均匀沉降;(3)减小首层柱的计算高度等。
2.4桩基础设计
桩基础由承台和桩身两部分构成，主要是利用桩身和桩尖将上部分结构的荷载传到深层的地基中。对桩基础的设计可以减少土方的挖掘，不仅可以节省时间，还可以节约劳动力。与此同时，桩基础可以承受相对较大的荷载，可以有效地防止建筑物的不均匀沉降。在桩基础设计的过程中应该结合施工的实际环境对水文地质条件、上部结构类型等进行全面的分析，确保整个工程的顺利施工和工程的安全性、稳定性等。
2.5箱形或筏型基础设计
在地基土承载力不均匀或高层建筑等对地基基础承载力要求较高的区域，可以选择使用箱形或筏板形基础。现阶段最常用的是带柱帽的平板式筏板基础。另外，箱形基础和筏形基础属于大体积混凝土，在施工的过程中容易受到温度的影响而发生裂缝，所以在设计的过程中应该充分考虑温度的影响，尽量减少因为温度而对建筑造成的不利影响。
结语
总而言之，对于建筑来说，基础设计是非常关键的内容之一，并且也是最为复杂的内容。在基础结构设计过程中，需要特别关注细节方面的内容，设计人员一定要在实践中不断地探索，在保证安全情况下更为经济，促进我国建筑行业稳速发展。
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