土木工程建设建筑结构基础设计

土木工程建设建筑结构基础设计

摘要:在土木工程建设过程中,建筑结构的基础设计对整体工程的建设水平与建设质量有直接关联。基于此,文章就土木工程建设中建筑结构的基础设计进行分析,首先提出常见的设计问题,分别位于地下室设计阶段、承重柱截面部分设计部分;相应提出的设计完善策略,包括重视基础选型比较、承重柱及截面设计、科学设置基础沉降缝与伸缩缝、优化选择地下室抗浮措施。

关键词:土木工程;建筑结构;基础设计

1建筑结构基础设计的常见问题

1.1承重柱截面高度的设计

在土木工程建设的建筑结构基础设计中,建筑结构的稳定性、抗震性能等与其承重柱的截面高度设计关系密切,在设计过程中,若未能全面考虑建筑结构整体的承重需求,就会出现界面面积设计过小的现象,无法承载整体建筑结构。在后期施工与使用中,容易出现开裂等问题,影响土木工程建设中的建筑结构基础设计牢固程度。

1.2地下室部分的设计

在土木工程建设中,建筑结构的设计,是工程整体的稳定性与施工安全性的关键,而地基部分的设计,与地下室设计之间的紧密关系,需要引起相关设计人员的重视。地下室结构设计与建筑结构总体设计理念相悖的现象较为常见,且实际施工中,存在墙体厚度不符合建筑承载标准的现象,这种不良设计一旦化为实体,对整个工程质量与施工、使用人员的生命安全,都会产生恶劣的影响。另外,在斜坡施工的工程建筑,设计中的地基稳定性验算常常被忽略,可能会在后期施工中得以显现,导致斜坡施工建筑建设中返工现象十分普遍,提升了工程建设成本。

2建筑结构基础设计完善策略

2.1重视基础选型比较

土木工程建设中建筑结构基础设计的科学性与合理性,直接关系到建筑结构的整体安全,因此,在基础选型部分,需要严格的实地勘察,在正式开展土木工程建设的建筑结构基础设计前进行实地勘察,明确可能影响基础设计质量的因素,以建筑结构设计与施工安全、经济、合理为核心原则,综合考虑设计方案[1]。以高层建筑结构的基础设计为例,在实际施工过程中,对施工场地环境进行全面考虑,若施工场地的地质条件较差,可采用桩基础以及桩筏基础等形式;若地质条件较为优良,适合开展土木工程建设活动,则可采用筏板基础或地基处理+筏板基础的设计形式。桩基础的设计形式更具优势,总建设工期较短,且能满足绝大多数工程建设需求,十分适用于建设工期要求较紧的土木工程建设项目。

2.2科学设置基础沉降缝与伸缩缝

在土木工程建设中建筑结构的基础设计部分,基础沉降缝与伸缩缝是地下室布置环节的重要组成部分。在设计过程中,需要尽量避免集水坑、主体结构剪力墙、人防门等结构,若在设计过程中,与此类结构发生交叉现象,则会严重影响后期施工的顺利性,对建筑结构的工程质量也有较大影响。

2.3承重柱及截面设计

在土木工程建设中的建筑结构基础设计过程中,承重柱的设,要尽量避免承重柱在构建过程中与构造柱发生混淆,保证相关结构设计的科学性与合理性。在土木工程建设中的建筑结构基础设计过程中,承重柱方面需要综合考虑承重柱本身的合理性与稳定性,保证承重柱的设计能够满足施工要求;充分考虑到建筑竣工后的使用需求,保证其重力承受功能与标准符合相关建筑使用规范[2]。承重柱在设计中,要明确影响其承载力性能的多种因素,从而科学减小轴压比,提高构件的承载能力,依据土木工程建设中的建筑结构设计中的相关要求,可采用钢管混凝土柱、钢骨混凝土柱、高强混凝土柱等形式,提升其抗震性能,并在一定程度上提升承重柱的设计质量。承重柱截面的优化设计主要是提升土木工程建设中的建筑结构基础的抗震性能,在设计过程中,由于缺乏防震警惕性,导致承重柱截面设计的过于细小,一旦遭遇外力,梁与柱之间会产生弯矩约束作用,最终造成结构断裂,同时还会产生塑性铰。为避免这一问题,必须重点考虑工程实际,可充分利用相关模型构建技术,对可能发生的地震灾害等级进行相关模拟,从承重柱截面入手,对相关结构进行不断优化,进而保证建筑整体达到六度及以上抗震烈度。

2.4优化选择地下室抗浮措施

在地下室布置环节,为保证地基压实度符合相关要求,需要严格遵循行业标准与相关设计要求,并由此引导安全施工。针对边坡、斜坡等特殊地质条件的工程建设,在设计阶段需要充分考虑地形因素对设计与施工安全的影响作用,对其进行地基稳定性验算;而对于地基软弱的建筑结构施工,需要对相关地基承载力与沉降系数进行验算,保证土木工程建设的建筑结构基础设计的科学性、合理性以及实用可靠性。另外,在地下室布置这一环节,地下室抗浮措施对基础设计的可靠性具有极大的影响作用。对于层高较大,埋置较深的地下室结构来说,一般的抗浮措施难以满足相应的规范要求,以新加坡环球影城为例,有效利用了建筑排水减压抗浮新技术,工程规划过程中,要求地下停车场的净高要在9~14m,地下室顶板的水平投影面积达到76000m2,建设规模庞大。且项目场地位于沿海地区,地下水与海水相贯通,水位趋同;经统计,海水高低潮差平均值在3.3m左右,项目最高地下水位约为地下5m[3]。采用建筑排水减压抗浮系统进行地下室施工,竣工使用一段时间之后发现,建筑结构基础设计的稳定性与可靠性得到了有效实现,同时降低了工程建设成本。在新加坡环球影城的实际施工中,基坑土方处理量与钢筋混凝土的使用量得到了显著降低,最终的统计结果显示,工程节约能耗达20%,且在后期使用中,地下室部分均为出现渗水现象,建筑结构受到地下水浮力的影响也不大,未发现明显的结构裂缝。由此可见,适当选择地下室抗浮措施,能够在很大程度上提升建筑结构的整体安全性,同时,也能有效缩短工期,控制工程造价,对提升土木工程整体的建设效益具有重要意义。

3结束语

综上所述,对土木工程建设中建筑结构的基础设计进行研究分析,有利于提升土木工程的整体建设水平。通过相关完善策略的顺利实行,改进以往建筑结构基础设计中的不足,提升设计水平与工程施工水平,提升工程整体施工效率与安全性,维护相关建设企业与单位的工程建设经济利益与社会利益。在未来的建设与发展进程中,需要不断提升对基础设计部分的重视,充分利用高新技术,提升相应设计的技术含量。

参考文献:

[1]薛颖.建筑结构设计中存在的问题与解决对策分析[J].工程技术研究,2017,(4):216-217.

[2]胡必伟.房屋结构设计中建筑结构设计优化方法的应用[J].工程技术研究,2017,(7):212-213.

[3]冯涛.土木工程建筑结构设计中的问题与策略探讨[J].住宅与房地产,2016,(9):64.

作者:杨如意 单位:广东华方工程设计有限公司东莞设计部