高層建筑地下室設(shè)計(jì)問題及處理對(duì)策分析

文/邱芳萍 廣州大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院 廣東廣州 510405

高層建筑設(shè)計(jì)與常規(guī)建筑有著明顯的差別，所涉及到的設(shè)計(jì)內(nèi)容十分廣泛，對(duì)于設(shè)計(jì)方法與思路也有比較高的標(biāo)準(zhǔn)與要求。設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑地下室進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，也需要綜合考慮到層高、設(shè)備管網(wǎng)、車道車位布置、排水、以及防水等方面的要求。尤其是對(duì)于大底盤地下室，以往所采用的設(shè)計(jì)方案只考慮到極限狀態(tài)下的地下室使用情況，對(duì)于洪水期的防御性能沒有給予足夠的分析，這也是造成抗浮設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)的主要原因之一，對(duì)于結(jié)構(gòu)局部的穩(wěn)定性有著十分嚴(yán)重的影響。地下室底板需要承受比較大的人防工程重量，一方面需要考慮到側(cè)向水平力的作用，同時(shí)也要深入分析靜荷載所造成的影響。設(shè)計(jì)地下室結(jié)構(gòu)的過程中，所采用的施工工藝及施工材料很可能會(huì)對(duì)地下室結(jié)構(gòu)性能造成不同程度的影響。在具體的設(shè)計(jì)過程中，要求設(shè)計(jì)人員從外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗?jié)B設(shè)計(jì)、抗浮設(shè)計(jì)以及抗震設(shè)計(jì)等方面的角度進(jìn)行全面性的考慮。

1、地下室設(shè)計(jì)

1.1 功能設(shè)計(jì)

高層地下室，在功能布局上，平時(shí)一般除了作為車庫、設(shè)備用房外，還可以充分地挖掘其價(jià)值，結(jié)合地形高差，或是引入周邊的交通體系（如地鐵通道），作為商業(yè)空間使用。戰(zhàn)時(shí)可作為提供人員防空掩蔽的空間。現(xiàn)在很多大型都市綜合體，在規(guī)劃時(shí)就結(jié)合地鐵線來布置地下室，積極地將地鐵人流引入商業(yè)，有效地利用了地下空間，增大了地下空間的商業(yè)價(jià)值。地下室作為車庫使用時(shí)，一般會(huì)結(jié)合項(xiàng)目的具體情況，從柱網(wǎng)的規(guī)整性、空間的完整性、設(shè)備負(fù)荷的均值性、交通管理的便利性等方面考慮，將設(shè)備區(qū)域布置在柱網(wǎng)、柱跨較為不規(guī)劃的空間，柱網(wǎng)完整交通便利區(qū)域的布置為停車庫。而商業(yè)空間，注重考慮的是充分利用地形展開商業(yè)面，創(chuàng)造多維度的靈活空間；或者是盡量借助周邊的交通人流，營造流動(dòng)的商業(yè)區(qū)間。值得注意的是，一些設(shè)備用房有硬性的規(guī)定，比如配電房不得放在地下室最底層（如地下室非單層的情況），消防水泵房不得放在室外地面以下 10m（或地面以下三層）等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意規(guī)避。

1.2 層高設(shè)計(jì)

在層高滿足埋深深度要求的前提下，要綜合考慮停車區(qū)域、設(shè)備用房、地下室超出主樓及裙房部分這三個(gè)部分，將最不利區(qū)域的層高要求作為地下室的層高。確定層高的過程中要根據(jù)實(shí)際情況來計(jì)算層高，要精確計(jì)算設(shè)備管線預(yù)留高度、結(jié)構(gòu)梁高和地面構(gòu)造做法，以避免完工后，車庫的凈高不滿足規(guī)范2.2 米高的要求。

1.3 車庫設(shè)計(jì)

地下室車庫通道寬度與車輛停車方式有關(guān)。車輛停車方式主要分為三類：斜放式停車、平行式停車、垂直式停車。斜放式停車車身方向與通道成角度停放，不同的車長和停放角度所需的停車帶寬度不同，所需轉(zhuǎn)彎半徑較小，占用的停車面積較大，車輛出入時(shí)占用車行道寬度較小，有利于迅速停車與疏散，相應(yīng)的通道寬度較小。平行式停車，其車身方向與通道平行，所需停車帶最小，進(jìn)出車位方便，但因每輛車的進(jìn)出需要，因此占用的停車面積最大，其通道寬度一般為 3.8米。垂直式停車，其車身方向與通道垂直，車位占用停車面積較小，其通道寬度不應(yīng)小于5.5 米，因此停車方式總體來說最省面積，地下室基本都是按垂直式停車來設(shè)計(jì)停車位。

2、地下室防水設(shè)計(jì)問題及處理對(duì)策

對(duì)于地下室工程設(shè)計(jì)工作來說，地下室的防水措施最為重要，是保障地下室安全的首要環(huán)節(jié)。若地下室一旦出現(xiàn)防水質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題，則會(huì)有可能會(huì)對(duì)地下室的重要設(shè)備造成嚴(yán)重的破損，極端情況下會(huì)引起人員傷亡。若鋼筋混凝土中積水中長期浸泡，則會(huì)對(duì)地下室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，若沒有及時(shí)采取整修措施，將會(huì)降低建筑物的安全性。為了避免出現(xiàn)地下室漏水問題，在地下室結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建設(shè)方所提出的防水設(shè)計(jì)要求有一個(gè)全面的了解，結(jié)合建筑使用要求、工程性質(zhì)以及防水等級(jí)等方面的要求，有針對(duì)性地設(shè)置防水系統(tǒng)。根據(jù)以往所積累的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)實(shí)踐，在設(shè)計(jì)防水系統(tǒng)的過程中，需要重點(diǎn)處理好以下兩方面的問題：（1）主體結(jié)構(gòu)防水。高層建筑地下室通常采用防水混凝土來設(shè)置防水結(jié)構(gòu)，防水混凝土包含膨脹水泥、外加劑混凝土以及普通混凝土等幾種不同的規(guī)格，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格依照地下室事先設(shè)置好的防滲等級(jí)對(duì)混凝土材料進(jìn)行合理化的選擇。（2）而在細(xì)部構(gòu)造節(jié)點(diǎn)防水方面。則需要重點(diǎn)針對(duì)后澆帶、地下室變形縫等薄弱環(huán)節(jié)等方面選擇防水措施，可供選擇的防水方法有設(shè)置止水帶、遇水膨脹止水條、延長滲水路線等。地下室頂板采用結(jié)構(gòu)找坡形式，可以將覆土下方的積水比較順暢的排出頂板范圍，避免積水長期停留在結(jié)構(gòu)板上方而造成地下室頂板出現(xiàn)滲露現(xiàn)象。

3、地下室設(shè)計(jì)中的節(jié)能環(huán)保措施

本人在2017年9月參加公司安排的廈門考察學(xué)習(xí)時(shí)，參觀了翔安區(qū)洋唐居住區(qū)（保障性安居房）。這個(gè)項(xiàng)目采用了光導(dǎo)照明、城市海綿體、下沉廣場、屋頂太陽能光伏發(fā)電板，四項(xiàng)節(jié)能環(huán)保措施。

a.光導(dǎo)照明設(shè)計(jì)在地下車庫頂板，采用光導(dǎo)管，白天利用地面的采光罩將陽光折射到地下車庫，實(shí)現(xiàn)地下車庫白天的自然光照明。該地下室共安裝51 個(gè)光導(dǎo)管。地下車庫有光導(dǎo)管的區(qū)域，白天都不需要開燈。

圖1 光導(dǎo)照明采光罩

圖2 光導(dǎo)照明室內(nèi)照明

b.城市海綿體設(shè)計(jì)在地下室頂板上方小區(qū)內(nèi)，人行道采用透水鋪裝，確保雨水不滯留路面。采用了城市海綿體設(shè)計(jì)，可以達(dá)到下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存的水釋放并加以利用的目的。小區(qū)還安裝雨水回收系統(tǒng)，雨水通過收集并進(jìn)行相應(yīng)處理后，可以用于小區(qū)綠化澆灌。

c.下沉廣場，地下室大部分區(qū)域都能通過下沉廣場進(jìn)行采光通風(fēng)，走進(jìn)這個(gè)地下車庫，一點(diǎn)都不會(huì)有空氣不流通，悶熱的感覺。

圖3 城市海綿體人行道

圖4 下沉廣場

d.屋頂太陽能光伏發(fā)電板，利用太陽能光伏板，不僅將光能轉(zhuǎn)化為電能，在白天時(shí)間直接對(duì)地下車庫人防區(qū)域部分的照明系統(tǒng)供電，還能給屋頂降低溫度。因?yàn)樘柲芄夥寰哂形鼰嵝裕梢允刮蓓敳皇芴柟獾谋?，讓屋?nèi)的溫度下降，起到節(jié)約用電的效果。

我們?cè)O(shè)計(jì)者需要參考此項(xiàng)目的節(jié)能措施，利用現(xiàn)有環(huán)境資源來降低建筑所消耗的能源，真正達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。

結(jié)語：

當(dāng)前我國已經(jīng)進(jìn)入到現(xiàn)代化建設(shè)的關(guān)鍵階段，高層建筑建設(shè)量越來越多，建設(shè)規(guī)模越來越大，地下室設(shè)計(jì)過程中所采用的設(shè)計(jì)手段也越來越復(fù)雜。如何更加科學(xué)、合理地設(shè)計(jì)地下空間建筑，需要設(shè)計(jì)人員花費(fèi)更多的時(shí)間去思考和鉆研。為居民住戶創(chuàng)造一個(gè)舒適良好的居住和使用環(huán)境,是我們?cè)O(shè)計(jì)者的夙愿。