淺談建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

孟從軍 朱亞普

【摘 ?要】建筑業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，占有重要的位置，其整體質(zhì)量的不斷提高，使得建筑行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益也得到了巨大的提高，在建筑工程施工中，地下室工程是一個(gè)非常重要的組成部分，它的施工質(zhì)量對建筑的整體質(zhì)量都存在著直接的影響，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷地提高，建筑工程地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也必將更加完善。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;地下室結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì)

由于我國的人口基數(shù)較大，如今土地資源日漸短缺，建筑工程有必然會越來越多地向地下轉(zhuǎn)移發(fā)展，并呈現(xiàn)出多層地下室結(jié)構(gòu)的趨勢。但是地下室工程因其特殊的施工環(huán)境，具有較強(qiáng)的隱蔽性，在施工過程中，涉及較多的工種，施工工藝較為復(fù)雜，容易產(chǎn)生各種質(zhì)量問題，所以對地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了較高的要求。

1抗浮設(shè)計(jì)

抗浮現(xiàn)象一般不會出現(xiàn)在地下水位較深、埋藏較淺的地下室。裙房與地下室作為高層建筑的重要組成部分，在地下室埋藏深度較高等情況下，將出現(xiàn)抗浮問題。通常情況下，高層建筑設(shè)計(jì)都會對基坑坑底設(shè)計(jì)標(biāo)高加以重視，在有效提升的基礎(chǔ)上，對抗浮防水位進(jìn)行相應(yīng)程度地降低。高層建筑基礎(chǔ)底板一般選用兩種形式的基礎(chǔ)：平板式筏板、梁板式筏板。在抗浮設(shè)計(jì)中，與平板式筏板基礎(chǔ)重量相比，應(yīng)確保梁板式筏板基礎(chǔ)填覆土重量與其具有一致性，但在設(shè)計(jì)中，應(yīng)確保梁板式筏板基礎(chǔ)具有較高的高度，在兩者基頂標(biāo)高相同的前提下，相比基礎(chǔ)埋深，埋藏深度多的為梁板式筏板。以此提升抗浮水位，相比兩種基礎(chǔ)，在抗浮水位控制中，應(yīng)選用平板式筏板基礎(chǔ)。

高層建筑設(shè)計(jì)中樓蓋主要采用寬扁梁的形式，在1：22與1：16的范圍內(nèi)有效控制樓蓋的截面高度和跨度，通過寬扁梁的廣泛運(yùn)用，可有效降低地下結(jié)構(gòu)層高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)抗浮設(shè)計(jì)的目標(biāo)。提升地下室層高是處理地下室抗浮的最常用方式，該方法的運(yùn)用，將對地下室重量進(jìn)行相應(yīng)程度的增加，為此，在設(shè)計(jì)過程中，必須充分考慮地基土承載能力。在對高層建筑主體結(jié)構(gòu)地基承載力進(jìn)行有效提升的同時(shí)，應(yīng)重視地下室層高問題，通過增加主體結(jié)構(gòu)埋置深度，有效提升地基承載力。

增加基礎(chǔ)底板厚度、頂面覆土厚度與頂面為基礎(chǔ)配重增加的主要方式，利用加大基礎(chǔ)配重的方式，可快速解決抗浮問題，但該方式必須提高埋置深度，這種情況下將增加地下室抗浮設(shè)防水位高度，由此可見，該方式在抗浮設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少。在基坑坑底標(biāo)高不變的情況下，通過地下室頂板厚度增加，也可以達(dá)到地下室重量加大的目的。這種方式應(yīng)用中，一般不進(jìn)行次梁設(shè)置。

2地下室結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)

2.1地下室結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計(jì)方式

伸縮縫與沉降縫是地下室結(jié)構(gòu)變形縫的主要形式，伸縮縫設(shè)置的目的是為了釋放溫差和混凝土收縮、徐變產(chǎn)生的應(yīng)力，避免結(jié)構(gòu)開裂滲水。后澆帶、誘導(dǎo)縫、摻加外加劑與預(yù)應(yīng)力技術(shù)等都是代替伸縮縫的無縫設(shè)計(jì)方式。

（1）后澆帶。作為伸縮縫最常見的方式，后澆帶可以對混凝土早期應(yīng)力問題進(jìn)行有效處理，但無法處理后澆帶澆筑后混凝土徐變與溫差出現(xiàn)的溫度應(yīng)力。同時(shí)在留設(shè)后澆帶與澆筑混凝土之間具有較長的時(shí)間，一般為幾個(gè)月。這種情況下，將嚴(yán)重影響到施工的進(jìn)度。

（2）摻加外加劑。將相應(yīng)膨脹劑添加到混凝土內(nèi)，可進(jìn)行“化學(xué)預(yù)壓應(yīng)力”的建立。這種方式施工簡便，對施工進(jìn)度影響小，一般和其他方式一起應(yīng)用。膨脹劑出現(xiàn)的補(bǔ)償收縮膨脹時(shí)間控制難度較大，如膨脹時(shí)間不同于混凝土收縮時(shí)間，將大大降低其抗裂性能，因此在選用摻加劑時(shí)，應(yīng)確保其質(zhì)量符合施工要求。

（3）誘導(dǎo)縫。誘導(dǎo)縫的應(yīng)用可以將整個(gè)施工、使用過程中出現(xiàn)的混凝土拉應(yīng)力進(jìn)行有效釋放，并一次完成澆筑混凝土，施工過程中應(yīng)確保其連續(xù)性。該方式的不足之處在于布設(shè)間距小、靈活性差。

（4）預(yù)應(yīng)力施加。通過地下室混凝土拉應(yīng)力的計(jì)算，可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋設(shè)置。預(yù)應(yīng)力施加可以消除混凝土收縮出現(xiàn)的拉應(yīng)力，進(jìn)而起到伸縮縫減少與開裂控制的作用。伴隨張拉預(yù)應(yīng)力與錨固技術(shù)水平的提升，大大降低了預(yù)應(yīng)力施工的難度，擴(kuò)大了預(yù)應(yīng)力的應(yīng)用范圍。

高層建筑主樓部分與裙樓部分具有極大的層數(shù)差，因而荷載、剛度之間也存在較大的差距，導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降量的增加。通過沉降縫的設(shè)置，可對主樓和裙樓基礎(chǔ)之間的作用力降到最低，并能將沉降差產(chǎn)生的次應(yīng)力進(jìn)行釋放，防止裂縫等現(xiàn)象出現(xiàn)在地下室、裙房結(jié)構(gòu)中。如不進(jìn)行沉降縫設(shè)置，可選用“抗”、“調(diào)”、“導(dǎo)”等方式。首先，如基礎(chǔ)沉降量較小，可選用加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)的方式，對不均勻沉降出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行抵抗，進(jìn)而提升基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性，這種方式就是“抗”。

2.2條件允許的情況下，可選用樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工，通過分析樁長、樁徑與樁型等參數(shù)，在結(jié)構(gòu)允許范圍調(diào)整沉降差，這種方式為“調(diào)”。

2.3兩者基礎(chǔ)通過后澆帶進(jìn)行有效分離，澆筑作業(yè)應(yīng)在基礎(chǔ)完成部分沉降后進(jìn)行，并對主樓、裙樓、地下室交接點(diǎn)位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，對沉降差產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行有效降低，這種方式為“導(dǎo)”。

3防水設(shè)計(jì)

3.1樁頂防水。在樁頂截?cái)噤摻?，做好附加防水層。高層建筑地下室防水設(shè)計(jì)中，要求選用聚合物水泥砂漿作為承臺固結(jié)樁頂?shù)姆浪牧?。?jīng)過相關(guān)試驗(yàn)，確定其配合比后，應(yīng)保證聚合物水泥砂漿抗?jié)B強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)規(guī)定，并與抗壓強(qiáng)度規(guī)定值相一致。作為剛性防水層，在墊層交接位置樁頂防水層應(yīng)選用密封材料與底板柔性附加水層連接。

3.2墻體防水。澆灌時(shí)出現(xiàn)施工縫問題，其主要原因在于底板混凝土量大、厚度尺寸大，通常在建筑底板一端兩側(cè)出現(xiàn)。為避免施工縫的大量出現(xiàn)，必須在水泥初凝時(shí)間內(nèi)嚴(yán)格控制澆筑間隔時(shí)間，對面層混凝土收縮量進(jìn)行有效減少，為此可選用二次振搗施工。

底板表面找平、抹實(shí)及壓光等作業(yè)應(yīng)在振搗密實(shí)混凝土后進(jìn)行，初凝后應(yīng)將塑料薄膜鋪設(shè)在其上面，保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)控制在14天以上，并有效控制防水混凝土拆模時(shí)間，15攝氏度以下為拆模時(shí)混凝土表面溫度和附近外界溫度，避免裂縫在混凝土干縮與溫差等情況下出現(xiàn)。先分層對地下室墻體進(jìn)行澆筑施工，每層間隔時(shí)間必須控制在水泥初凝時(shí)間以下，遵循設(shè)計(jì)要求全部鋼筋都應(yīng)進(jìn)行高標(biāo)號砂漿墊塊的設(shè)置，起到保護(hù)鋼筋的作用。如裂縫出現(xiàn)在外墻混凝土干縮與溫差情況下，應(yīng)將草袋蓋在混凝土初凝后的墻頂上，外墻模板在養(yǎng)護(hù)14天以后拆除。

3.3承臺底防水。將聚合物水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料涂抹一層在樁頭，并進(jìn)行遇水膨脹止水條的設(shè)置，確保完全封閉整個(gè)底板防水層，進(jìn)而有效提升其防水效果。在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不斷滲入結(jié)晶型涂料，結(jié)晶不斷出現(xiàn)并對毛細(xì)孔起到堵塞作用，提高防水效果。

4結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，我國建筑工程行業(yè)也得到了極大的發(fā)展。建筑物地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升，不僅可以提升建筑工程的整體質(zhì)量，更能縮短工期，降低成本。新時(shí)期市場競爭愈加激烈，充分提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平，是確保建設(shè)企業(yè)核心競爭力及可持續(xù)發(fā)展道路的決定性因素。在建筑物地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，單位必須規(guī)范施工流程，重視質(zhì)量管理與控制，才能為建設(shè)單位的健康發(fā)展提供可靠的保障。

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