土建工程施工的基础结构设计

吴梦雅 安徽省城建设计研究总院股份有限公司

为了缓解建设和土地资源供需之间的矛盾，建筑现在正逐步向高层建筑和地下工程发展，无论土建工程的形式是什么，对基本结构的部分要求都是非常严格的，必须保证在初步设计阶段严格按照专业规范进行设计，良好控制各种计算参数，保证结构具有较强的稳定性和安全性，从而能有效抵抗后期各种因素的影响，延长结构的使用寿命。

一、土建工程基础设计的必要性

一方面，提高基础施工效率可以为后续施工提供重要的参考和指导；另一方面，有利于提高施工效率，实现工程造价的有效控制。帮助土建施工企业实现经济效益和社会效益最大化的最终目标。另一方面，保证项目的质量是关键。随着土建工程质量安全问题的出现，人们对工程质量提出了更高的要求。这将直接影响后续建设项目的正常施工。进行土建结构的设计，确保土建施工的性能等要能满足国家有关规范及标准的要求。能有效防止施工项目的不均匀沉降或开裂，保证施工项目具有较高的质量水平和合理施工的前提。科学合理的土木工程结构基础设计是土木工程施工成功的基本前提。在土建结构的基本设计中，将根据具体情况和现实因素进行研究。合理选择土建工期等施工结构体系，设计施工方法，并优化人员、材料和设备的配置，有效控制建设项目的非终端消耗。

二、土建结构基础设计的常见问题

（一）承重柱截面高度的设计

在土木工程施工的基础上进行土木工程结构设计，该土木工程结构的稳定性、抗震性能及其承载柱截面高度，在设计过程中已接近设计，未能充分考虑土木结构的整体承载需求，会出现设计界面面积过小，不能作为土建结构的整体。在后期的施工和使用中，容易出现开裂等问题，这将影响土木工程施工中土木结构基础设计的牢固度。

（二）地下室部分设计

在土木工程的施工中，土木结构的设计是工程整体稳定和施工安全的关键，而基础部分的设计与地下室的设计之间的密切关系需要引起相关设计师的注意。地下室结构设计与土木工程结构总体设计理念背道而驰的现象很常见，在实际施工中存在墙体厚度不符合土木工程承重标准的现象。这种不好的设计一旦具体化，就会对整个工程的质量以及施工人员和用户的生命安全产生威胁。另外，在边坡施工的土木工程中，往往忽略了设计中基础稳定性的验算，这可能会在后期的施工中表现出来，导致边坡施工的土木工程中普遍存在返工现象，增加了施工成本。

三、土建结构基础设计原则

（一）经济性原则

现在逐渐到土木工程结构设计多元化的发展和功能的角度，为了更好地满足社会发展的要求，和基础设施的形式的选择也更加灵活，但无论什么设计方法，都需要确定技术指标的同时，控制投资总成本，把施工成本控制在预算之内。因此，有必要贯彻经济原则，兼顾进度要求，提高基础设计的综合效果。

（二）动态原则

面对不同功能要求的土木工程，基本结构设计需要控制的点不同，环境不同，需要预防的共性问题也不同。因此，有必要从实际出发，兼顾动态原理，灵活把握各点，提高基本设计的科学性。

四、常用的桩基设计方法

（一）预应力管桩设计

在土木工程项目的基础结构设计中，预应力技术的应用特别广泛，并已显示出其应有的效果。为了进一步提高预应力管桩的实际效果，在设计过程中应注意：预应力管桩的桩心距必须严格控制，以确保桩身完整性及相应的单桩承载力；尚应注意对桩身垂直度、抱桩力等施工的质量控制避免对桩身完整性及桩承载力可能造成威胁的各类问题。但关键是要对预应力管桩的桩径及桩长进行合理的设计，尽量减少接桩最大程度保证桩承载力。

（二）钻孔灌注桩设计

在土木工程基础结构的施工过程中，钻孔灌注桩也是现阶段比较常用的一种技术手段。因此，在工程设计过程中应注意基本规范和程序的实施，促进钻孔灌注桩的设计在工程项目中发挥其应有的作用。在实际的工程项目，有必要掌握桩形成面积和混凝土桩体的大小，以充分保证螺旋桩可以满足基本需求的土木工程项目的结构设计，并使其发挥应有作用的稳定结构。这在一定程度上表明，应加强对设计图纸和设计方案的进一步细化，以确保钻孔灌注桩的布置更加合理，降低风险因素。

五、民用基础设施设计措施

（一）地质勘探选择

考虑基础和上层建筑之间的相互作用。在实际的设计中，我们的设计师不得不使用人工的方法。根据上部结构的形成来确定对基础的影响，但是这样的虚假方式与实际情况也有一定的差距，要根据具体情况来确定。

（二）加强楼梯样图的设计

作为结构设计人员，在楼梯详图设计过程中，应注意结合建筑图纸复核楼梯梁下净高度是否满足规范要求，确保楼梯梁位置在各标高处相互吻合。在设计中若存在净高不够的问题，应灵活改变梯板形式；同时还要注意楼梯板的宽度和平台宽度是否符合规范。楼梯具有较大的侧向刚度，若与框架结构主体相连，对主体结构有斜撑左右，容易形成短柱，设计中应注意对楼梯平台与主体结构采取分离措施，如设缝；也可采用梯板下端设置滑动支座的措施；若无法与主体结构分离，应在主体结构分析计算时充分考虑楼梯实际刚度的计算模型。

（三）悬挑梁的具体设计

在悬臂梁的设计中，靠近支座的上部受拉区域经常出现较宽的竖向裂缝。其钢筋结构如下图所示。一般来说，裂缝在梁支沿斜向延伸时，接缝上的裂缝越多越宽。梁的截面过小对结构的抗震性能也是非常不利的。悬臂结构对竖向地震最敏感。当梁高较小时，截面相对受压区高度较大，梁的延性降低。在竖向地震作用下，易发生脆性破坏，失去承载能力。

一般来说，由于悬臂梁整体长度受负弯矩影响，且临界斜裂缝的倾角明显较小，第一排纵筋在0.75L 处最容易截尾，因此不允许截尾。如果梁的上部有两排纵筋，则第二排可在0.75L 处截断。如果严格按照图集要求施工，则相对容易控制。

六、结论

基础设计对土木工程结构进行分析，确定设计要点和控制要求，根据实际情况，选择最适合的结构形式，结合以往工程经验，完成设计和控制的过程，要贯彻专业原则，做好分控，减少各种问题的发生，从根本上提高工程建设的效果。