引 言

一个城市的发展离不开建筑，现当代我国的土木工程建设正处于蓬勃发展的阶段，在城市的各个角落，都有各种不同的建筑工程，而这一切，都与土木建筑有着密不可分的关系。随着我国经济社会的发展，城市化水平已步入新时期，在城市化过程中，土木工程的建设起着举足轻重的作用，建筑业也迎来了飞速的发展。而在建筑工程中，最关键的部分就是基础的设计，本文就结构基础设计中存在的一些问题作了详尽的论述，以便为以后的工程建设做好准备。

1 建筑结构基础设计的重要性

基础如果设计方法不对或着选型不当，将严重影响建筑物的安全性。不恰当的基础设计，可能因承载力不足引起建筑物的不均匀沉降，导致建筑物开裂或倾斜，引起难以修复的工程质量问题。选择合理的基础形式是降低工程造价的一个有效措施。基础工程在工程造价中占很大比重，在结构复杂或者地质情况复杂时，所占比重还会增加。所以，选择合理基础形式能够有效的降低工程造价。合理选择基础形式对缩短施工工期具有重要意义。据统计，基础工程的施工工期占土建工程施工工期的30%左右。因此，正确选择合理的基础形式对节省施工工期有很大的意义。

2 土木工程建设中建筑结构基础类型

2.1 桩基础设计

由于桩基承载力较高，建筑物的承载力在基础设计中有一定的概率，因此在基础设计中应考虑基础的设计和加固。

在桩基设计中，由于桩的位置较长，可以将上部荷载转移到深层，可以有效防止基础的沉降，在桩基设计的中心加桩，可以增加中间桩的长度，有效调整桩基的设计承载力。

2.2 桩箱的基础和设计

桩箱基础是桩基础和箱型地基的一种，其具有较高的抗弯性、较强的卸载能力和较低的沉降能力。因此，这种基础尤其适用于高层建筑、高强度的重物，以及对塌陷有严格要求的房屋。桩箱基础的设计难点在于如何选取合适的位置，由于场地的土壤性质差异较大，如果采用现场布置的方法，可能会造成桩身的反作用。为了保证地基的承载力，必须要保证地基的厚度，在实际设计中，可以采用调整布桩的方式，增加中间段桩间的间隔，并利用基础底部桩间体的承载力来分摊基础底板的受力，从而降低底板的厚度。

2.3 箱形以及筏型基础设计

在实际应用中，一般采用箱形或筏形基础来满足地基土承载力不均匀，或高层建筑施工需要较大的承载力。另外，在工程建设中，如果有地下室，也可以采用筏板基础，既能起到基础的作用，又能起到地下室地面的作用。箱筏基础设计的难点在于箱形基础和筏形基础的设计。前者要求减小基础的整体弯曲应力，而后者则不要求，因此上部结构和基础可以结合在一起。另外，箱形基础和筏形基础都需要大体积混凝土，在低温环境下施工容易产生温度裂缝。因此，设计中应充分考虑施工进度，可通过设计伸缩缝来解决，避免温度变化引起的变形。

2.4 独立基础设计

当建筑物上层采用框架结构或着单层排架结构承重时，基础常采用方形或矩形的独立基础。这类基础是整个或局部结构物下的无筋或着配筋基础。独立基础一般只坐落在一个十字轴线交点上，有时也和其他条形基础相连，但是截面尺寸和配筋不尽相同。独立基础如果坐落在几个轴线交点上承载几个独立柱，叫做共用独立基础。独立基础内纵横两个方向的配筋都是受力钢筋。

3 土木工程建设中建筑结构基础设计原则

3.1 全面性原则

在进行土木工程建筑的结构设计时，应遵循全面性原则。所谓全面性原理，就是在土木工程建筑结构的基础设计中，从多个角度、全方位地考量土木工程建筑的作用与功能，绝不能仅限于一个层面。而当前土木工程建筑的基础设计，往往过分强调建筑的美感，忽视实用性，因而偏离整体的原则，没有对建筑的美感与实用性进行了认真的对比。

3.2 提前性原则

在土木工程建筑结构设计中，基础的设计是一个非常关键的环节。任何一个工程的施工都要做好前期的准备工作，这对于整个工程来说是非常有意义的。在土木工程建筑基础的设计中，既要对周围的环境进行调查，又要按照业主的要求进行合理的设计与规划。为此，设计者应把握提前性原则，做好前期的准备工作，以不断提升工程的设计水准，确保工程质量。在前期准备阶段，能够与业主的实际需求相结合。在此基础上，需要对施工中的关键与难点有一定的认识和把握，确保工程的顺利进行。

3.3 突出性原则

突出性原则是房屋结构设计的基本原则，它能正确地引导设计者进行相应的工作。在基础设计中，设计人员还要区分功能和使用的主次关系。因此，设计师应该把重点放在主要的地方。另外，在土木工程建筑基础设计工作中，应根据具体情况，结合现场地勘状况进行科学、合理的选择。

4 土木工程建设中建筑结构基础设计要点

4.1桩基础的设计要点

方案的优化是工程设计的重点。在地基基础工程设计中，要依据工程现场的水文地质情况，合理选择基础的形式，以达到节约资源、保护环境的目的。例如桩基础，桩端持力层的承载力的大小直接关系到灌注桩桩长，根据独立桩基的结构特点，计算荷载的大小。对于24米以下且不超过8层的民用框架房屋，可以不对其进行桩基抗震承载力的验算，而应考虑其风荷载。所以，对多层框架结构进行计算与分析时，必须考虑风荷载的影响。特别是在独立桩基结构中，若设计值的选取不当，将会对基础的设计尺寸产生一定的影响，从而影响到整个建筑的整体质量。

4.2 墙下条形基础的设计要点

在土木工程中，基础的设计形式是多种多样的，墙下条形基础是最常用的一种。选用的主要材料是砖石、混凝土和毛石等刚度状况较好的材料。这种材料拥有较好的刚度条件，在抗压、拉、剪等性能上表现出了许多优越性。从刚度角度考虑，考虑到墙下条形基础的内抗拉能力和抗剪能力，使其在一定范围内受到的拉应力和剪应力均处于允许范围之内。一般情况下，多层砌体的基本形式是墙下条形基础，例如早期的小区住宅、办公楼等。若持力层为较好的天然地基，能够承受一定的重力荷载，则可适当增加建筑物的层数。

4.3 钢筋混凝土筏板基础的设计要点

当地基土的分布不均衡、地基基础承受载荷能力差、上部结构受力大时，可采用十字交叉基础。由于某些地基的底部区域可能会有重叠，因此不能为其提供足够的底部空间。在这种情况下，可选用钢筋混凝土筏板基础。一般而言，在土木工程的地下室结构设计中，采用钢筋混凝土筏板基础的方法更为合适。在地基承受的荷载比较少的情况下，可以采用平板式筏板基础。当地基承受的荷载比较大时，可选用梁板式筏板基础。

4.4 建筑结构中桩基础沉降缝的规范设计

根据建筑桩基的情况，分析其沉降的影响，并对沉降的原因进行分析。根据正确的建筑结构设计思想，对沉降缝进行设计评价，分析其在不同地质条件下的差异。对相邻结构的荷载、结构范围、高度标准进行评估，分析结构沉降原因，对裂缝、错动、错位等问题进行初步评估和预测。根据建筑物的结构特点，应在其上设置垂直缝隙，并分成若干独立的单元。在高层建筑中，沉降缝的施工效果并不理想，结构压力变化的原因也比较复杂。

5 建筑结构基础设计优化方法

5.1 拓扑优化方法

将拓扑优化方法用于建筑结构基础设计，可以准确、全面地对结构地基形式进行全面、准确的分析，从而可以合理地确定基础承载能力和强度，从而有效地改善建筑物的整体稳定性。将该方法应用于建筑物地基的优化设计，可以对建筑物基础的合理性进行全面的分析，使基础的概念更加清晰，更符合逻辑。

5.2 截面优化方法

在结构基础设计中，安全性和可靠性是建筑工程设计中必须重视的两个方面，设计者在结构基础设计应充分考虑其可靠、安全特性，并对其进行科学、合理的设计。确保整个建筑物的安全、稳定，并为使用者营造一个舒适的居住环境。另外，设计人员在进行截面优化设计时，应对结构的位移、设计变量等进行全面的分析与研究，并对有关的资料进行准确的校核，并运用计算机等仪器对设计方案进行调整和处理，从而实现设计的截面优化设计。

6 土木工程建设中对建筑结构基础设计的建议

6.1 基础设计的质量

在土木工程设计中，基础设计是整个建筑质量的关键。在当前，建筑结构的基础设计中，以力学和弹性力学为基本原理。在工程实践中，应正确应用上述原理。尽管钢筋混凝土木工程建筑在当代建筑中已占主导地位。但是，这种传统的结构形式常常存在着严重的弊端。随着我国经济的发展，建筑结构的基础设计必须不断地进行优化和改进，以满足生产力发展的需求。随着我国经济的迅速发展，建筑业也随之蓬勃发展，大量的建筑材料产业应运而生，而这些产业的发展，对建筑业的发展起到了很大的推动作用。新材料的优劣直接关系到基础的设计、结构与性能。

6.2 高科技技术的应用

当前，建筑业日益依赖于高技术的电子设备和新型建材。这些高技术的电子设备，主要是指建筑工程中的制图软件，在工程的设计中，制图工作起到了举足轻重的作用，而制图的好坏，将直接影响到建筑的整体性能与功能。所以，准确的施工图是确保工程顺利进行的关键。同时，施工前的地质调查与工程勘察工作同样具有重要意义。随着 GPS技术的应用，运用计算机技术进行测量、核算、设计，在今后的土木工程建设中，将会不断地发展 CAI技术和 MIS技术。

6.3 重视建筑结构的总体性能

在进行结构基础的设计时，要建立基本的整体观念，并把整体的功能和施工规范考虑在内。在保证基础设计质量的前提下，为提高工程的效率打下了坚实的基础。同时，在设计中应注意基础与上层结构的关系，并根据施工中可能发生的各种条件，作出科学的假定。一般而言，上层建筑的设计应该以基础设计为前提。因此，在进行基础的设计时，设计师的整体意识和长期意识都很重要，注重二者的协调，才能有效地提升整个工程的设计水平，确保工程的效果。

6.4 提高建筑结构基础设计图纸绘制的准确性

土木工程的基础施工必须严格遵循施工图纸，因此，地基基础的设计图纸是施工的重要依据。在进行工程基础的设计时，要充分考虑当地的地质、水文等条件，加强图纸的精确度，深入地贯彻建筑的设计思想。综合考虑地震、地下水等各种因素，对有关的参数进行合理的设计。并将有关的尺寸数据写在设计图纸上，以减少设计图纸的修改，保证工程的顺利进行。

6.5 加强施工现场环境勘察了解

要使工程整体的稳定性、可靠性得到进一步的改善，就必须注重对其所处的施工现场情况进行重点的勘察与分析，以达到最大限度地促进基础设施的高效利用。同时也要采取措施，防止工程建设中出现的各种问题和不足。根据对此类基础设施的具体情况进行细致的分析，了解到的主要问题是工程现场的地质、地下水情况。这些都是影响地基基础稳定的一个主要因素。分析其对后续工程建设的不利影响，从而有效地提升工程的总体效益。比如，目前在基础工程施工中普遍采用的防水处理、基坑支护等工程，必须从施工现场的环境因素入手，对其进行合理地控制，以免对以后的工程质量造成损坏。

6.6 加强对于基础结构承载力的关注

基础承载能力是土木工程基础的一个重要内容。在过去的一些设计中，关于基础承载力的设计，普遍存在着与之对应的基础截面和高度不合理的问题。如果基础的截面面积和高度设计不当，必然会对整个结构的承载力产生破坏，从而对基础的稳定产生不利的影响。因此，在进行合理的基础设计时，必须考虑到抗震特性和基础的稳定性，对其进行全面的分析，以确保相应的土木工程工程得到理想的可靠度。当然，对于独立基础结构的设计，必须进行细致的计算与分析。在此基础上，对承重结构的基本需求进行计算和分析，并对其进行相应的处理，确保基础的完整性，并使其能够充分发挥其作用。当然，要想更好的提升基础的承载力，还必须对所选用的材料进行严格的检查，以保证所选用的建材能够达到相关基础设施的稳定性能。

结束语

总之，随着市场经济的发展，土木工程的发展速度会越来越快，虽然我们的科技水平在不断地提高，但在建设领域，有些方面却落后于发达国家。要在市场经济条件下，要不断地提高施工质量，并加强基础的设计，以适应新时期的需要。加强勘察设计工作，加强设计人员的专业素质，引进国外先进技术，以促进建筑业的迅速发展，推动我国社会经济持续发展。

参考文献

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