探討建筑結(jié)構(gòu)地下室設(shè)計問題

文/藍(lán)檣　北京正華建筑設(shè)計有限公司　北京　100073

探討建筑結(jié)構(gòu)地下室設(shè)計問題

文/藍(lán)檣北京正華建筑設(shè)計有限公司北京100073

在建筑行業(yè)的不斷發(fā)展下，高層建筑物越來越多。在高層建筑物中，地下室結(jié)構(gòu)不僅能夠有效提高空間利用率，而且能夠提高建筑物主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，是建筑物結(jié)構(gòu)實(shí)際中必不可少的一個環(huán)節(jié)。在建筑結(jié)構(gòu)的地下室設(shè)計中，由于地理位置較為復(fù)雜，不僅要考慮地下室的功能問題，還要考慮其防水、支護(hù)、隱蔽、施工工種等復(fù)雜問題，所以，對地下室設(shè)計要點(diǎn)分析就顯得尤為重要。

建筑結(jié)構(gòu)；地下室；設(shè)計

1、前言

當(dāng)前，我國的城市化進(jìn)程不斷加速，城市用地也越來越稀缺。很多城市建筑在設(shè)計過程中，為了提高土地的利用率，開始廣泛地應(yīng)用地下室建筑。尤其是在高層建筑中，地下室更是發(fā)揮著重要的作用。這就對建筑設(shè)計中的地下室結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，也對施工技術(shù)提出了更高的考驗(yàn)。由于地下室的施工難度較大，加之建筑的多層性更是使得施工難度系數(shù)大大的提高。所以，若地下室結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，很有可能導(dǎo)致建筑物的整個地基出現(xiàn)損毀，不僅影響著建筑物的使用性能，而且嚴(yán)重威脅到整個結(jié)構(gòu)的安全性。所以，在建筑設(shè)計中，要加大對地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究，并對各種影響工程穩(wěn)定性的因素進(jìn)行綜合考慮，以提高設(shè)計方案的可靠性、科學(xué)性。

2、建筑結(jié)構(gòu)地下室設(shè)計問題分析

地下室的穩(wěn)定性，常常會受到諸多方面的影響，包括抗浮問題、不均勻沉降問題、結(jié)構(gòu)超長問題、人防地下室問題等。因此，對設(shè)計方案的綜合性考慮就更加的必要。

（1）在地下室的抗浮問題上，要對抗浮設(shè)防水位進(jìn)行科學(xué)合理的分析，并結(jié)合具體的地下水文條件加以實(shí)地勘察，通過采用增加地下室重量、平板式筏板、抗浮樁設(shè)置等方式，來妥善解決地下室的抗浮問題。

（2）而在地下室的不均勻沉降上，主要利用人工處理方式，在主體結(jié)構(gòu)上運(yùn)行樁基礎(chǔ)、主體部分結(jié)構(gòu)上運(yùn)用整體基礎(chǔ)，以降低地基的最終沉降量，將不同基礎(chǔ)形式的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，進(jìn)而提高計算的精確度，降低地基沉降的危害性［1］。

（3）針對地下室結(jié)構(gòu)的超長問題，由于該問題在建設(shè)過程中時常會遇到，所以，還需要設(shè)置伸縮后澆帶，或結(jié)合實(shí)際施工需求，采用等級較低的混凝土，并利用粉煤灰混凝土技術(shù)，設(shè)置一定的膨脹加強(qiáng)帶，并對分布鋼筋的配筋量進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑黾?，進(jìn)而有效解決地下結(jié)構(gòu)超長這一問題。

（4）對于人防地下室這一問題，其結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)對人防構(gòu)件最小截面的尺寸值進(jìn)行著重分析，并結(jié)合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確保頂板最小防護(hù)厚度及混凝土的厚度，都能夠?qū)ㄖ鎸悠鸬椒雷o(hù)作用。同時，在人防構(gòu)件荷載計算上，其人防底板荷載量，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要重點(diǎn)考慮的問題。其中，地下室在核爆動作用下，其動力分析應(yīng)該運(yùn)用等效靜荷載方式加以準(zhǔn)確計算，并在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時，充分考慮人防底板的荷載控制功能。

3、建筑結(jié)構(gòu)地下室設(shè)計要點(diǎn)分析

（1）抗浮抗?jié)B設(shè)計

在地下室建筑過程中， 常常因?yàn)榈乩憝h(huán)境、氣候條件、水文條件的影響，而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)容易受到水體的破壞［2］。所以，要對地下室的抗浮設(shè)計進(jìn)行重點(diǎn)考慮，尤其是裙房部分及純地下部分為抗?jié)B抗浮關(guān)鍵點(diǎn)事，針對這一問題，還需要制定出針對性的解決措施，確保其它建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在不受影響前提下，基坑底標(biāo)高能夠得到盡可能的提高，以實(shí)現(xiàn)抗浮效果。而高層地下室的基礎(chǔ)底板，則要盡量使用梁板筏板或是平板閥板。同時，在地下室的抗浮抗?jié)B設(shè)計中，還要盡量使用無梁樓蓋或?qū)挶饬?，并增加地下室的重量，或通過設(shè)抗拔樁方式進(jìn)行解決。

（2）防水防滲設(shè)計

在地下室設(shè)計中，其防水性設(shè)計也是一項(xiàng)較為重要的工作，是決定地下室設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以，在地下室的防水設(shè)計中，首先要結(jié)合工程性質(zhì)及使用功能、防水等級，來確定地下室的防水層數(shù)。并在地下室混凝土運(yùn)用中，盡量使用結(jié)構(gòu)自防水混凝土，結(jié)合水頭高度、混凝土壁厚度比來對防水混凝土的抗?jié)B等級加以確定，確保設(shè)計的規(guī)范性、合理性。另外，要結(jié)合地下室的防水等級，在防水混凝土的設(shè)計基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加卷材防水，并結(jié)合地下室的建筑環(huán)境，優(yōu)先選擇耐久性能良好的卷材［3］。并在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要注意，防水卷材應(yīng)在地下室的底側(cè)有閉合性能，對節(jié)點(diǎn)設(shè)計包括樁頭、積水坑、承臺等方面要著重考慮，以免構(gòu)造設(shè)計不當(dāng)，而造成水體滲漏，失去卷材防水的應(yīng)用價值。同時，為避免少量的滲水，方便于地下室的車道處積水排放，在地下室設(shè)計過程中，還要設(shè)計一定的積水坑貨排水明溝。

（3）支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

地下室的基坑支護(hù)，在設(shè)計中其結(jié)構(gòu)需要滿足變形與強(qiáng)度問題，并實(shí)際建筑與地質(zhì)的不同，采取圍護(hù)措施，以保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工過程中，能夠充分提出自由的經(jīng)濟(jì)、安全等性能。另外，在地下室的內(nèi)支撐設(shè)置上，要保證整個支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性，使其滿足內(nèi)力要求，以便對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)及其附近建筑進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，進(jìn)而有效調(diào)整施工進(jìn)度與施工工藝，實(shí)現(xiàn)信息化施工，確保地下室的工作質(zhì)量。

（4）抗震設(shè)計

在地下室設(shè)計中，還要將抗震設(shè)計作為整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點(diǎn)，確保整體建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。對于地下室的防震設(shè)計，埋深度應(yīng)該大于地下室的外地面高度，確保計算高度的精準(zhǔn)性、合理性。地下室相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，地下室頂樓的上部結(jié)構(gòu)，應(yīng)使用梁板結(jié)構(gòu)，且不可將頂板設(shè)置為無梁樓蓋。若地下室的頂板標(biāo)高超出了梁高范圍，不能將其設(shè)置為上部結(jié)構(gòu)，以確保建筑物的抗震性能。

（5）結(jié)構(gòu)平面設(shè)計

在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)置的采光通風(fēng)井要注意外壁與頂板能夠保持一定的距離，以免采光通風(fēng)井對地下室穩(wěn)定性造成破壞。由于整體建筑物的實(shí)際建筑需求，在地下室的建筑中，常會存在結(jié)構(gòu)超長現(xiàn)象，而加長的結(jié)構(gòu)尺寸，很容易受到外界環(huán)境的影響，而產(chǎn)生裂縫，進(jìn)而影響到建筑物的整體強(qiáng)度。所以，在設(shè)計過程中，應(yīng)注重防裂縫設(shè)計，在伸縮后澆帶設(shè)置后，針對地下室超長部分所安設(shè)的后澆帶尺寸，應(yīng)按照實(shí)際鋼筋的拉普拉斯?fàn)顩r及空間需求加以合理的設(shè)定。同時，還要將微膨脹劑加入到混凝土中，并對地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆指睿?］。同時要注意，在地下室的最初平面設(shè)計中，要對建筑人防要求進(jìn)行綜合考慮，并結(jié)合其用途，對安全防水通道、采光、通風(fēng)等加以綜合設(shè)計。

（6）外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

在地下室的外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要對其靜止土的壓力系數(shù)進(jìn)行深入分析，若靜止土壓力無試驗(yàn)條件，應(yīng)該結(jié)合工程標(biāo)準(zhǔn)，選取一定的粘性土及砂土，來進(jìn)行合理的設(shè)計。并在地下室外墻配筋設(shè)計中，結(jié)合雙向板要求來對帶扶壁柱的外墻配筋加以合理設(shè)置，并對底板標(biāo)高狀況進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，結(jié)合梁寬與梁內(nèi)側(cè)的箍筋傳遞板支座彎矩，并注意在地面層開洞的部位，進(jìn)行外墻樓板的支撐梁柱設(shè)置。同時，應(yīng)該結(jié)合地下室的外墻實(shí)際狀況、車道底板實(shí)際狀況，對其進(jìn)行合理的設(shè)計與分析。在其荷載系數(shù)計算上，要結(jié)合水壓力、土壓等，來對地下室的外墻抗裂系數(shù)進(jìn)行精確驗(yàn)算，對外墻配筋與底板標(biāo)高進(jìn)行合理設(shè)置。

結(jié)語：

由于地下室在建筑物中處于特殊位置，施工難度較大，技術(shù)要求較高，因此在設(shè)計過程中，要結(jié)合設(shè)計要求，對墻體厚度、剛度進(jìn)行合理的設(shè)置，并對其抗震性、抗浮性等進(jìn)行綜合考慮，確保地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性，充分發(fā)揮其應(yīng)有的功能。

［1］陸偉，王文清.隔震建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計方法研究［J］.四川建筑科學(xué)研究，2015，（01）：200-204.

［2］范松偉.建筑地下室頂板加腋大板體系結(jié)構(gòu)設(shè)計［J］.工程建設(shè)與設(shè)計，2015，（08）：47-49.

［3］余雄輝.建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計剖析［J］.江西建材，2016，（02）：38.

［4］陳振.關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中地下室嵌固作用的思考［J］.建筑，2011，（18）：64-65.