建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計要點探討

秦海鋒

（西安建筑科技大學(xué)粉體工程研究所，陜西 西安 710055）

隨著城市化進程的加快，出現(xiàn)了越來越多的高層建筑，并且土地使用面積越來越緊張，須建地下室以滿足人們的需求。但是因為地下工作比在地上工作困難得多，因此，地下室的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造設(shè)計相對更加嚴(yán)格，以確保地下室與地上部分之間的連接不會產(chǎn)生任何問題。所以，要根據(jù)實際情況，加強建筑工程地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計，提高建筑工程的安全性和穩(wěn)定性，促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題分析

雖然建筑工程施工項目符合國家在設(shè)計地下室施工時制定的指導(dǎo)方針和規(guī)章制度，但在某些方面仍存在一些問題。

首先，在規(guī)劃某些單元的結(jié)構(gòu)時，沒有根據(jù)土壤條件和地下水流條件進行分析和研究，因此，設(shè)計中沒有數(shù)據(jù)支撐，導(dǎo)致在地下室的施工中經(jīng)常會出現(xiàn)不合理的設(shè)計，這會在后期施工中會造成嚴(yán)重的問題。

其次，在設(shè)計地下室結(jié)構(gòu)時，規(guī)劃人員沒有進行任何實際的現(xiàn)場檢查，只是通過一些硬性規(guī)定指導(dǎo)地下室結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計，嚴(yán)重妨礙了項目后期的建設(shè)質(zhì)量和使用壽命。

最后，由于設(shè)計理念落后和建設(shè)質(zhì)量低，只是進行設(shè)計進行約束， 并沒有真正考慮地下室的正確結(jié)構(gòu)配置。 因此，往往存在建筑材料浪費和地下室結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)象，這使得建筑施工單位在資金和人力資源方面都產(chǎn)生了巨大的損失。

2 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析

地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑的重點，它也是項目順利施工的基礎(chǔ)。因此，對地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求非常嚴(yán)格，主要分為以下幾個方面。

2.1 地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計難點分析

與其他建筑相比，地下室樓層的建設(shè)非常嚴(yán)格且極其復(fù)雜，在規(guī)劃地下室結(jié)構(gòu)時，必須綜合考慮許多因素，比如消防通風(fēng)、功能用途、民防要求、設(shè)備線路等。在規(guī)劃中應(yīng)充分考慮專業(yè)設(shè)計概念，如通道、排水和照明等。在具有底部結(jié)構(gòu)的地下室中，地上部分通常不會遇到問題，然而在純粹的地下室設(shè)計中，滲水問題經(jīng)常發(fā)生。同時，由于地下室設(shè)計的施工往往只考慮到正常的使用環(huán)境，而對施工過程和防洪、防潮等不夠重視，對建筑物經(jīng)常造成局部損壞，并在以后的使用過程中出現(xiàn)裂縫和其他問題。另外，基礎(chǔ)施工和材料選擇的設(shè)計和施工是相同的，這給基礎(chǔ)設(shè)計的施工帶來了一些困難。主要包括基本施工、地下室防浮結(jié)構(gòu)、下水道結(jié)構(gòu)、地下室施工和地下室外墻體結(jié)構(gòu)等。

2.2 建筑工程地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點分析

地下室的結(jié)構(gòu)設(shè)計對整個項目非常重要，必須確保萬無一失。具體計劃如下。

2.2.1 地下室水平結(jié)構(gòu)的設(shè)計

對于底層的地下室高層建筑設(shè)計，有必要在地下室考慮一些專業(yè)問題，如防火、通風(fēng)、公用設(shè)施、人防、機房、管道、通道、排水、照明等。如果長度超過預(yù)定長度，有必要使用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來確定是否應(yīng)在結(jié)構(gòu)中進行設(shè)置。但是，在正常情況下，最好盡可能地調(diào)整變形接頭。如果需要進行設(shè)置，設(shè)計師必須通過調(diào)整相關(guān)設(shè)置來解決問題。此外，設(shè)計師應(yīng)注意地下室的照明設(shè)計。對于地下室的照明設(shè)計并不容易，因此，在側(cè)墻上可以附加額外的光照，設(shè)置不需要燈座的外壁，它可以連接到整個地下室的屋頂，以確保地下室整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，有效地將風(fēng)效應(yīng)和地震等外部因素轉(zhuǎn)移到側(cè)墻或地板上，以滿足高層建筑的要求。

2.2.2 地下室抗浮、防滲結(jié)構(gòu)施工設(shè)計

地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中最常見的問題是地下水位的問題，由于地下室結(jié)構(gòu)的實際施工僅涉及正常使用的極限狀態(tài)，因此防洪和防潮設(shè)計不足。這導(dǎo)致在地下室施工期間由于抗膨脹性和泄漏不足，進而引起局部裂縫。因此，在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中，有必要充分考慮這個問題，并在設(shè)計之前在現(xiàn)場進行研究和分析。為了實現(xiàn)其有效的功能，還必須滿足以下要求：

首先，補償收縮混凝土，具體是指在混凝土中加入少量膨脹劑，以平衡混凝土的最終收縮值和混凝土的膨脹值。如果差值大于或等于混凝土的抗拉強度，則可以控制裂縫。然后是拉伸帶，是指膨脹劑在混凝土中的膨脹應(yīng)變，不能完全補償混凝土的早期收縮變形，但需要補償收縮混凝土，實現(xiàn)混凝土連鑄的連續(xù)施工和再注入處理。后澆鑄工藝代表了一種用于在混凝土早期階段釋放保持力的新型技術(shù)，與長期變形接頭相比，它得到了很大的改進和提高，并得到了廣泛的應(yīng)用，最終提高了鋼筋混凝土的抗拉強度和性能。同時應(yīng)充分考慮使用混凝土來增加抗應(yīng)變鋼筋的能力，例如，將水平施工添加到側(cè)壁以加固混凝土表面層，側(cè)壁由底板和頂板限定，混凝土膨脹系數(shù)不一致，可以在中間位置調(diào)節(jié)具體參數(shù)。

2.2.3 地下室的抗震設(shè)計

抗震設(shè)計是地下室設(shè)計中必不可少的組成部分，在建筑物中，抗震設(shè)計取決于建筑物的高度。如果地下室的抗地震水平不足，將直接影響建筑工程結(jié)構(gòu)的安全性能。一般來說，墻柱應(yīng)在混凝土中與底部的墻柱結(jié)構(gòu)相匹配，要改變地下室頂板上的內(nèi)外板的高度，如果高度變化高于梁的高度，就會形成誤差層，這時應(yīng)采取一些措施進行處理。在地下室施工設(shè)計中，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，精準(zhǔn)地設(shè)計地下室的頂層結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用梁和頂部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，同時地下室屋頂不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的組成部分。 如果是高架地板， 則應(yīng)向下計算靜態(tài)應(yīng)力，以滿足地下室地面或建筑物的抗震要求。但是，剪力墻底部的層數(shù)應(yīng)從地面計算，并包括地下室部分。

2.2.4 地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

地下外墻的設(shè)計是整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點，應(yīng)根據(jù)具體的水質(zhì)和土壤條件進行計算。地下室外墻上的負(fù)荷分為兩部分：水平荷載和垂直荷載。垂直荷載分為上部和下部、重量和自重；水平荷載包括地面荷載、剪切荷載和人防工程。在實際設(shè)計中，垂直承載能力一般沒有影響，因此，只考慮設(shè)計中的水平承載抗震能力。此外，必須通過有效驗證確定靜態(tài)土壓力。如果靜土壓力沒有顯示驗證條件，則砂應(yīng)在0.34～0.45 MPa之間，黏土應(yīng)在0.5～0.7 MPa之間。另外，在用支撐柱計算外壁的地下外墻的加固時，計算不是基于支撐的尺寸，而是使用雙向板的平均值來計算加固，基臺的計算要基于地下室的整體結(jié)構(gòu)。在設(shè)計中，不應(yīng)根據(jù)外壁的雙向板的傳遞載荷來測試支撐柱的加強。另外，根據(jù)外壁和支撐件之間的變形協(xié)調(diào)原理，該結(jié)構(gòu)對外壁的垂直壁的加強不充分，支撐件的加固較少，并且外壁的水平分布過大。因此，要精確計算外壁部分或外壁支撐部分的地下外壁的加強處，其中鋼筋混凝土和內(nèi)部分隔壁垂直于外壁方向連接。

3 結(jié)語

綜上所述，只有地下室的設(shè)計符合規(guī)定的要求，才能有效保證整個建筑的安全。因此，在實際工作中，應(yīng)科學(xué)合理地采取有效措施，提高建筑工程地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平，促進建筑工程整體質(zhì)量的提升，實現(xiàn)我國經(jīng)濟社會良好的發(fā)展。