高層民用建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李 麗

（中衡卓創(chuàng)國(guó)際工程設(shè)計(jì)有限公司太原分公司，山西 太原 030000）

高層建筑工程對(duì)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很高的要求。設(shè)計(jì)人員必須充分了解高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)用結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)理論，準(zhǔn)確把握地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中頂?shù)装?、外墻、保護(hù)層等關(guān)鍵點(diǎn)，并按照設(shè)計(jì)規(guī)范要求科學(xué)選取地下室結(jié)構(gòu)荷載，合理設(shè)置變形縫和施工后澆帶等，同時(shí)要加強(qiáng)地下室結(jié)構(gòu)的抗震和抗浮設(shè)計(jì)，防止地下室結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滲水等問題。

1 高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難點(diǎn)

1）地下室結(jié)構(gòu)嵌固端選擇。在結(jié)構(gòu)的固定端不能出現(xiàn)橫向或者縱向的位移。一般情況下，高層建筑的地下室嵌固端有兩種，一種設(shè)在地下室的基礎(chǔ)底板頂，一種設(shè)在地下室的頂板頂面；2）地下室樓蓋選用。地下室樓蓋形式主要分為兩種：無(wú)梁樓蓋和有蓋樓蓋。在選擇樓蓋的類型時(shí)需要在荷載取值、結(jié)構(gòu)型式、使用功能、經(jīng)濟(jì)對(duì)比等方面進(jìn)行綜合考察；3）地下室結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。地下室墻柱的設(shè)計(jì)必須以地上墻柱為主，深埋墻柱的長(zhǎng)度必須大于地上長(zhǎng)度。

2 高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的常見問題

2.1 基礎(chǔ)底板

基礎(chǔ)底板是高層建筑的基礎(chǔ)，承受上部結(jié)構(gòu)頂板、內(nèi)承重墻柱和擋土側(cè)壁荷載是基礎(chǔ)底板最重要的作用。地下室底板還有一個(gè)作用是防水抗?jié)B。在設(shè)計(jì)底板時(shí)最常見的問題有兩種：一種是面積和剛度不足造成地基的承載能力不足，導(dǎo)致不均勻沉降和側(cè)移；第二種是底板厚度不夠造成開裂滲水，導(dǎo)致地下室漏水潮濕。綜上所述，在進(jìn)行底板設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行嚴(yán)格精密的計(jì)算。

2.2 地下室外墻

擋土、防水抗?jié)B、將地下室圍成一個(gè)封閉的空間是地下室外墻的主要作用，在地下室外墻的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上尤為重要。地下室外墻承受著上部結(jié)構(gòu)的縱向壓力、水平方向土的壓力以及地下水的壓力。在計(jì)算外墻的承受內(nèi)力時(shí)，需要綜合考慮每個(gè)方向的荷載值。

2.3 地下室頂板

地下室頂板將高層建筑承受的水平荷載傳遞給大地，所以地下室頂板的設(shè)計(jì)不但要符合受力要求，而且要滿足防水防漏的要求以及施工堆載的需要，地下室頂板在剛度和厚度上都有很高的要求。

3 地下室結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 地下室結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)

在高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范，充分考慮地下室結(jié)構(gòu)的自重荷載、人防荷載、地面及土壓力荷載和核爆荷載等多種因素，并結(jié)合高層建筑工程的實(shí)際情況，提高荷載組合設(shè)計(jì)的科學(xué)性。其中地下室頂板、基礎(chǔ)及墻體是地下室結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)，因此應(yīng)準(zhǔn)確設(shè)計(jì)地面建筑部分自重荷載值、地下室頂?shù)装寮案飨嚓P(guān)墻體部分的靜荷載和核暴動(dòng)荷載值，以確保地下室結(jié)構(gòu)防控荷載組合設(shè)計(jì)科學(xué)合理。

3.2 地下室結(jié)構(gòu)層高設(shè)計(jì)

由于地下室部分的總體高度是由高層建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定，因此設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)地下室結(jié)構(gòu)時(shí)主要是通過調(diào)整地下室層高來(lái)滿足高層建筑工程在基坑支護(hù)和降水等方面的要求。因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)地下室結(jié)構(gòu)的層高進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中可以通過科學(xué)設(shè)計(jì)地下室結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布局達(dá)到調(diào)節(jié)層高的目的。

3.3 地下室結(jié)構(gòu)頂板設(shè)計(jì)

地下室頂板是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)之一。由于高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)頂板是其地上部分的主要水平約束構(gòu)件，因此為保證其約束的有效性，對(duì)地下室頂板剛度有較高要求。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)地下室頂板結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)根據(jù)人防設(shè)計(jì)規(guī)范要求，將頂板厚度控制在160mm以上。

3.4 建筑地下室基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

建筑地下室結(jié)構(gòu)中，底板、墻壁、后澆帶等是基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)階段是否設(shè)計(jì)合理對(duì)于整個(gè)地下室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性來(lái)說具有決定性作用，因此在地下室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中首先必須保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。比如關(guān)于底板設(shè)計(jì)，注意使用加強(qiáng)性底板模板，并使用止水環(huán)撐頭做法來(lái)避免模板膨脹，同時(shí)還能增強(qiáng)墻面的厚度也能起到一定的防水作用。注意混凝土的攪拌比例，在澆筑時(shí)采用先豎向后橫向的原則，且保證澆筑的時(shí)間間隔不能超過2小時(shí)。在后澆帶設(shè)計(jì)施工中，首先要求在主樓沉降完全后再進(jìn)行后澆帶施工，并做好對(duì)雜質(zhì)、裂縫等的處理。對(duì)于材料的選擇必須是不收縮的混凝土，在施工前可在混凝土中添加早強(qiáng)減水劑來(lái)增強(qiáng)后澆帶的硬度。

3.5 地下室結(jié)構(gòu)保護(hù)層設(shè)計(jì)

保護(hù)層也是高層建筑工程中地下室結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)保護(hù)層設(shè)計(jì)的重要性有充分的認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)高層建筑工程及地下室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理選擇混凝土強(qiáng)度等級(jí)，并科學(xué)確定保護(hù)層的厚度。一般來(lái)說，地下室墊層混凝土等級(jí)應(yīng)在C15以上，且保護(hù)層厚度應(yīng)達(dá)到100mm以上。如果高層建筑地基土為軟土，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將保護(hù)層厚度增加到150mm以上。此外，為滿足高層建筑地下室結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)要求，迎水面部分的鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)達(dá)到50mm以上［2］。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性、系統(tǒng)性的項(xiàng)目，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮地下室的性質(zhì)、使用要求和環(huán)境特征等，又要綜合考慮整體建筑物的特點(diǎn)和工程施工要求?？紤]到影響地下室結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定性的因素眾多，為此必須綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，加強(qiáng)對(duì)地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究。