建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計探究

王宇

【摘要】在現(xiàn)代建筑中，通常會考慮空間的利用問題，許多建筑在設(shè)計時都將地下室納入到樓宇建筑的施工方案當(dāng)，這種做法加大了地皮的利用率，建成的地下室用途多樣，也為人們的生活提供了方便。建筑工程地下室結(jié)構(gòu)是工程設(shè)計和施工中的重要部分，其設(shè)計是否合理直接影響著整個建筑的安全性及使用性能，因此要做好建筑工程地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，在設(shè)計中要對重要問題進(jìn)行詳細(xì)考察和分析，確保設(shè)計方案的科學(xué)合理性。本文中對建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要注意的設(shè)計要點進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計；探究分析

我國的城市人口分布密集，城市土地資源稀缺，城市交通擁堵，加大城市建筑的利用率可起到緩解的作用。在現(xiàn)代建筑中，高層建筑及帶地下室建筑越來越多，通常要建造地下多層結(jié)構(gòu)，這就對該結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工技術(shù)水平提出了考驗，地下室本身施工難度就很大，再加之要建造多層地下結(jié)構(gòu)更是提高了難度系數(shù)，且更容易出現(xiàn)問題，一旦出現(xiàn)問題可能會影響到建筑的地基等結(jié)構(gòu)，對整個建筑的使用性及安全可靠性都造成惡劣的影響。因此要加大對建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究力度，在設(shè)計過程中綜合考慮各種影響因素，提出更符合全局的更為經(jīng)濟(jì)可靠的設(shè)計方案。

一、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計難點概述

在建筑工程地下室的設(shè)計工作開展之前，要對建筑物所處的地質(zhì)環(huán)境及周邊環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的考察，由于地下室建造層數(shù)逐漸增多，其在建筑位置處于地底深處，因此地下室所處的地質(zhì)環(huán)境是地下室設(shè)計的第一手參考資料。設(shè)計團(tuán)隊要根據(jù)勘查得出的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行全面的研究分析，從而得出設(shè)計方案。此外，建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計工作十分的復(fù)雜，需要結(jié)合很多的實際因素來綜合考慮，通常需要考慮使用功能、防火防水、坑道、通風(fēng)、采光等等要求，設(shè)計過程中也注意多學(xué)科知識的共同運用。

二、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)中的設(shè)計要點

1.地下室結(jié)構(gòu)平面設(shè)計

在地下室的設(shè)計中通常會設(shè)計采光通風(fēng)井，還要注意采光通風(fēng)井的外壁要與頂板整體保證足夠的距離，以免破壞地下室的穩(wěn)定性。因整體建筑的建造需求，在地下室的施工建造過程中非常普遍的會出現(xiàn)超長現(xiàn)象，有時都會超過40米到60米，這樣的加長的結(jié)構(gòu)尺寸，當(dāng)受到外界環(huán)境影響時易出現(xiàn)裂縫等影響強(qiáng)度的問題，因此在設(shè)計時要采取高效的防裂縫設(shè)計?？赏ㄟ^以下方法開展設(shè)計：安設(shè)伸縮后澆帶，在地下室超長時，所安設(shè)的后澆帶的尺寸要結(jié)合實際的鋼筋拉普拉斯情況及操作空間進(jìn)行合理設(shè)定；將微膨脹劑摻入混凝土中；分割地下結(jié)構(gòu)等等。建筑工程地下室結(jié)構(gòu)在進(jìn)行最初的平面設(shè)計是，要全面考慮到建筑的人防要求，要結(jié)合其最終用途及使用要求做出合理的安全防水通道設(shè)計，并綜合排風(fēng)、通風(fēng)及力求采光等相關(guān)專業(yè)條件進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計。

2.地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

地下室外墻結(jié)構(gòu)的靜止土壓力系數(shù)是設(shè)計中重點考慮的因素，當(dāng)靜止土壓力不具備試驗條件時，就需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求選取0.34～0.45的砂土和0.5～0.7的黏性土進(jìn)行合理的操作。地下室外墻的配筋計算在實際設(shè)計中就要按照雙向板的要求去計算帶扶壁柱外墻的配筋，按地下室結(jié)構(gòu)的整體電算去分析扶壁柱的配筋結(jié)果。此外還需要處理底板標(biāo)高的變化，根據(jù)梁寬和梁內(nèi)側(cè)箍筋傳遞板的支座彎矩進(jìn)行設(shè)計，在地面層的開洞位置設(shè)計外墻頂部的樓板支撐梁柱，并結(jié)合地下室外墻的實際情況以及車道底板的境況進(jìn)行設(shè)計研究。地下室的外墻必須結(jié)合水、土的壓力去驗算外墻的抗裂系數(shù)，在設(shè)計中注意荷載、靜止土壓力系數(shù)，精確地進(jìn)行室外墻的配筋計算和地下室的底板標(biāo)高設(shè)計。

3.地下室保護(hù)層設(shè)計

對于地下室保護(hù)層和墊層厚度的設(shè)計中，必須保證相應(yīng)的結(jié)構(gòu)厚度保持有250mm，裂縫寬度則不能超過0.2mm，迎水面的鋼筋保護(hù)層厚度保持在50mm。充分確保結(jié)構(gòu)厚度以及迎水面鋼筋保護(hù)層厚度大于規(guī)范限值，從而確保地下室保護(hù)層的質(zhì)量

4.地下室抗?jié)B抗浮設(shè)計

建筑地下室由于其所處的特殊位置，及施工季節(jié)的影響，可能存在雨水等因素，因此要對地下室考慮抗浮設(shè)計，特別是純地下部分及裙房部位是抗?jié)B抗浮工作的關(guān)鍵點。針對該問題通?？刹扇∫韵聨追N應(yīng)用措施：（1）在不影響其它結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提下，應(yīng)將基坑底的標(biāo)高最最大限度的提高，達(dá)到抗浮效果，特別打出的是，在高層建筑的地下室基礎(chǔ)底板應(yīng)采用平板閥板或梁板筏板。（2）倡導(dǎo)應(yīng)用無梁樓蓋與寬扁梁。（3）強(qiáng)化抗?jié)B抗浮設(shè)計的另一個有效辦法是增大地下室自重。（4）設(shè)抗拔樁。

5.地下室的防水設(shè)計

在地下室的設(shè)計中防水設(shè)計也是其中一個較為重要的設(shè)計環(huán)節(jié)，在設(shè)計初期要進(jìn)行實地考察，對建筑所處地區(qū)的氣象環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，對降雨量等水量因素進(jìn)行了解，后根據(jù)工程的實際性質(zhì)來確定相應(yīng)的防水等級有防水層層數(shù)，在防水材料的選擇中也要選擇質(zhì)量高的、防水性能好的防水卷材，避免因防水材料失效而帶來的防水失效問題。此外，還可采用自防水混凝土來增強(qiáng)防水性，設(shè)計足夠的混凝土壁厚度，來完善地下室的防水設(shè)計。同時由于現(xiàn)在的很多住宅區(qū)樓宇的地下室多用作用停車場，因此在防水設(shè)計時還要注意地下室車道中積水的排放設(shè)計，注重承臺及積水抗等的節(jié)點設(shè)計等等。

6.地下室基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

地下室基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計必須滿足強(qiáng)度和變形問題的要求，根據(jù)不同的實際情況，采取相應(yīng)的圍護(hù)措施確保基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工現(xiàn)場能夠?qū)崿F(xiàn)安全經(jīng)濟(jì)省時的設(shè)計目的。在內(nèi)支撐的設(shè)置中必須確保整個支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理性，滿足設(shè)計內(nèi)力要求，方便于對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和附近建筑的實時監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工目的，從而保證施工質(zhì)量和施工安全。

7.地下室的抗震設(shè)計

通常在建筑物的設(shè)計中，要將搞震設(shè)計做為設(shè)計的關(guān)鍵點之一，而地下室抗震性能的好壞直接影響著整個建筑體的抗震性能。在對地下室防震性進(jìn)行設(shè)計時，通常要確保其埋深大于地下室外地面的高度，這樣在計算總高度時，會將地下部分排除只從地面高度算起。建筑地下室的相關(guān)建筑標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定，地下室樓層的頂樓的上部結(jié)構(gòu)部分應(yīng)梁板結(jié)構(gòu)，且上部結(jié)構(gòu)不能是無梁樓蓋的頂板。當(dāng)?shù)叵率翼敯鍢?biāo)高變化超出梁高范圍時，不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)，除非采取進(jìn)行處理后方可計入在內(nèi)。

結(jié)語

綜上所述，在建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中，地下室的造價有時都要高出地下建筑的成本價格。由于其在建筑物中所處的特殊位置，及較高的建筑要求，在其設(shè)計時就要緊密結(jié)合各項設(shè)計要求，做好墻體剛度及厚度的選擇，使其成為牢不可破的支撐結(jié)構(gòu)。在建筑物中設(shè)置地下室，提高了對土地資源的利用率，為緩解城市住房緊缺及車位緊缺等問題做出了貢獻(xiàn)，其使用及發(fā)展前景被十分的看好，因此建筑工程師們要在技術(shù)層面上嚴(yán)格的把關(guān)，將地下室結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)投入做出合理的安全，從而實現(xiàn)建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的最優(yōu)化。

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