高層房建工程中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究

宋源闊 張代斌

摘 要：高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)與多層建筑地下室結(jié)構(gòu)略有不同，傳統(tǒng)多層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無法滿足其較高水平的設(shè)計(jì)需求，如何提高高層建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化地下室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性，是現(xiàn)階段建筑工程行業(yè)從業(yè)人員需要重點(diǎn)思考的問題。本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對高層房建工程中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探究這一課題進(jìn)行深入探究。

關(guān)鍵詞：高層;房屋建筑;地下室;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

我國加快城市化進(jìn)程的腳步，意味著建筑工程數(shù)量的增加，地下室建設(shè)作為工程十分關(guān)鍵的部分，必須要得到設(shè)計(jì)方和建設(shè)方的重視。面對復(fù)雜的地質(zhì)情況和施工中難以預(yù)料的問題，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，需要設(shè)計(jì)方根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)常見問題，完善設(shè)計(jì)方案，提出設(shè)計(jì)要點(diǎn)。因此，針對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)展開研究，為提高設(shè)計(jì)科學(xué)性和合理性提供借鑒作用。

1 高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—荷載合計(jì)

高層建筑工程的地下室結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)主要包括：爆動(dòng)荷載、土壓力荷載、地面建筑荷載、自重荷載及人防荷載。我國建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范指出：設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要綜合地下室各個(gè)部門的綜合荷載，考慮各工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)定開展荷載組合，并確定地下室結(jié)構(gòu)中參與荷載部分，主要為：頂板、側(cè)墻、外墻、內(nèi)承重墻、基礎(chǔ);設(shè)計(jì)人員要分別確定頂板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及靜荷載標(biāo)準(zhǔn)值、側(cè)墻豎向核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、上方建筑物自重標(biāo)準(zhǔn)值、外墻橫向核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、內(nèi)墻重墻自重標(biāo)準(zhǔn)值、底板核爆動(dòng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值、地下室墻身自重標(biāo)準(zhǔn)值。高層建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行地下室的防控荷載組合時(shí)，要重點(diǎn)解決核爆動(dòng)荷載作用與靜荷載共同存在的問題。

2 地下室水平結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

對于底層的地下室高層建筑設(shè)計(jì)，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(jī)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(jìn)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(jìn)行設(shè)置，設(shè)計(jì)師必須通過調(diào)整相關(guān)設(shè)置來解決問題。此外，設(shè)計(jì)師應(yīng)注意地下室的照明設(shè)計(jì)。對于地下室的照明設(shè)計(jì)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(gè)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。

3 外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

外墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量會(huì)從根本上決定整個(gè)地下室的環(huán)境，要采取合理措施提高外墻的設(shè)計(jì)質(zhì)量。（1）需要確定整個(gè)外墻結(jié)構(gòu)的長度和分布情況，對于直接與外部土層接觸的外墻結(jié)構(gòu)，需要分析墻體能夠承受的應(yīng)力情況、墻體的防滲防漏性能等，針對含水量豐富的土層，要考慮是否在整個(gè)系統(tǒng)中設(shè)置防水層，當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)出了多種防水材料，在具體的設(shè)計(jì)中，要分析這類防水材料的應(yīng)用方法，提高墻體的防水性能。（2）分析墻體的應(yīng)用效果，需要分析的內(nèi)容包括墻體材料的類型、墻體的跨越區(qū)域、墻體的施工方法等，需要從建筑的整體強(qiáng)度角度出發(fā)，完成對這類項(xiàng)目的科學(xué)合理設(shè)計(jì)。（3）各類子項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作，通過對各類內(nèi)容的研究和分析，分析施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，在此基礎(chǔ)上完成對整個(gè)系統(tǒng)的全面研究和分析，以提高整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)行質(zhì)量。

4 抗震設(shè)計(jì)

抗震設(shè)計(jì)是所有建筑設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)師增加其關(guān)注點(diǎn)。在設(shè)計(jì)工作過程中，設(shè)計(jì)人員需要注意地震多發(fā)區(qū)域的抗震設(shè)計(jì)。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者需要確保地下室有足夠的深度，使其滿足基礎(chǔ)的承載力、變形和穩(wěn)定性要求。在分析其抗震性能時(shí)，有必要合理規(guī)劃和選擇地下室的墻體結(jié)構(gòu)和材料。設(shè)計(jì)完成之后，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙，對地下室進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，加強(qiáng)地下室結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高抗震性能。在分析地下室的地震水平時(shí)，必須確保其與地上部分具有相同的地震水平，并且在發(fā)生地震時(shí)可以保證整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性。

5 高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)—控制措施設(shè)計(jì)

高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員還要做好地下室結(jié)構(gòu)的控制措施設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員要綜合考慮建筑工程的地區(qū)情況，考慮南北方不同的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，舉個(gè)例子，在南方建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員要考慮到南方地下水水位較高的情況，重點(diǎn)關(guān)注地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中地下部分與地面部分的抗浮能力計(jì)算，并在樁基礎(chǔ)環(huán)節(jié)進(jìn)行抗拔承載力計(jì)算。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行控制措施設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮地下室的抗?jié)B性能，設(shè)計(jì)人員可以采用“補(bǔ)償收縮混凝土”原理進(jìn)行地下室抗?jié)B處理，就是在混凝土中加入微膨脹劑，如：HEA、UEA，通過混凝土的膨脹值降低混凝土的最終收縮率，從而達(dá)到控制裂縫的效果，提高建筑工程地下室的抗?jié)B性能。

6 防水設(shè)計(jì)

地下室設(shè)計(jì)中最重要的工作之一為提高建筑的防水性，該項(xiàng)工作要從以下角度落實(shí)：（1）土層處理工作。對于很多建筑來說，土層中含有的水對各類設(shè)備的侵蝕作用較強(qiáng)，為提高防水效果，可以用土層夯實(shí)等工作，擠壓土層中含有的水分，并且在該項(xiàng)工作的落實(shí)中，選用分析是否向土層中加入其余材料，提高土層的干燥度。（2）完成墻體設(shè)計(jì)工作。在當(dāng)前的建筑行業(yè)中，已經(jīng)開發(fā)出了多種基于混凝土墻體的防水材料，在設(shè)計(jì)工作中，可以通過對這些技術(shù)的研究和分析，向系統(tǒng)中加入相關(guān)材料。（3）墻體的裂縫處理工作?？蓱?yīng)用高分子益膠泥完成對這類裂縫的封堵工作。在具體的工作落實(shí)中，需要施工人員完成對各類墻體的深度檢查工作，當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在裂縫時(shí)，在該裂縫的周邊區(qū)域鉆孔，將高分子封堵材料壓入鉆出的孔洞中，發(fā)揮封堵作用。

7 結(jié)語

綜上所述，高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為重要的工作，設(shè)計(jì)人員要綜合考慮高層建筑地下室結(jié)構(gòu)的荷載問題、穩(wěn)定性問題及安全性問題，從多個(gè)角度入手，優(yōu)化設(shè)計(jì)高層建筑地下室結(jié)構(gòu)，保證地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，保證地下室的正常使用功能。

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