分析建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設計要點

陳亮

湖南中京規(guī)劃建筑設計有限公司 湖南 岳陽 414000

引言

我國城市化進程的加快，意味著建設項目越來越多，而地下室的建設作為建設工作的重要組成部分也被擺在了高度的優(yōu)先地位。由于地質(zhì)條件復雜，建筑問題巨大，在總結(jié)經(jīng)驗、改造常見問題、優(yōu)化方案、展現(xiàn)必要的設計效果方面，地下室施工具有十分重要的意義。因此，對設計要素的研究有助于加強設計的科學性和合法性。

1 建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設計常見問題

1.1 抗浮問題

在地下室建筑中，由于上部荷載強度低而發(fā)生在地下室內(nèi)的抗浮問題尤為常見。就技術(shù)而言，規(guī)劃需要多種因素：通風、光線等。為了規(guī)避這些問題，必須設計水封，并編制文件。這一問題可以通過多種施工方法來解決，如建立的抗浮樁施工方法，以及改為平面流板。

1.2 結(jié)構(gòu)超長

由于地下結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，在澆筑過程中會產(chǎn)生大量的熱量。通過產(chǎn)生明顯的裂縫，該結(jié)構(gòu)可以安全可靠地使用，但長時間的使用，耐久性受到影響。為了解決這個問題，常采用增加后澆帶的方法。這類問題可以通過設置充氣增強帶或粉煤灰技術(shù)來解決。

1.3 沉降不均勻

在地下室施工中也是如此，沉降不均勻經(jīng)常會受到土層滲漏的干擾。在高層建筑的地下室設計中，由于上部荷載較強，儲存量較弱，且工程所處的地質(zhì)條件復雜，儲存量較大，經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的問題。為了解決這些問題，應在不均勻分布的情況下規(guī)劃底層的地板下沉和地下室結(jié)構(gòu)修復。為了減少傾向性問題，需要科學合理的解決人工基礎，將樹木基礎和整個基礎整合到主體結(jié)構(gòu)中，使其在減少土壤暴露方面起決定性作用。使用這種基礎設施有助于解決沉降不均勻問題[1]。

1.4 人防地下室問題

在設計地下室結(jié)構(gòu)時，應注意確保采用人防，并根據(jù)國家標準制定橫截面。由于核暴動荷必須在地下室中計算，因此必須進行結(jié)構(gòu)分析和等效荷載方法，以獲得明確的計算結(jié)果。民防室應當按照防護措施中底板荷載來建造。

2 建筑工程基礎結(jié)構(gòu)設計要點

2.1 平面結(jié)構(gòu)設計

確保地下室的安全，合理的房間設計是可能的。建筑的基本圖紙設計應考慮到建筑的大小和室內(nèi)設計。在平面圖和規(guī)劃的情況下，需要增加住宅建筑的自由空間，從而擴大地下室結(jié)構(gòu)的保留面積。由于住宅的地下室為整個用戶所用，因此需要靈活的幾何形狀來提供不同的功能。酒店的地下室等樓層平面圖通常以停車位為主，這樣不僅面積足夠大，而且對承載能力要求較高。簡而言之，建筑師必須確保地下室結(jié)構(gòu)滿足要求，具有功能性[2]。

2.2 側(cè)壁設計

側(cè)壁的其他因素是：側(cè)壁壓力和液壓，影響側(cè)壁的厚度和加強壁的結(jié)構(gòu)。根據(jù)具體影響，各種載荷因素對側(cè)壁的影響可能相同，從而導致受力復雜性和不穩(wěn)定性。樓梯間側(cè)壁設計應采用的一個原則是，與側(cè)壁覆層和地面覆層接觸的混凝土應至少為40mm。樓梯間側(cè)壁上的水平鋼筋必須從外部調(diào)整，垂直占用必須從內(nèi)部調(diào)整。此外，考慮到技術(shù)成本，設計應考慮到足夠的側(cè)壁覆蓋和對側(cè)壁混凝土強度的合理控制。

2.3 外墻結(jié)構(gòu)設計

外墻的設計首先要求使用和材料的分配。地下室的外墻被壓在建筑物的上層。建筑物的地下室必須由上部重量垂直加載。與此同時，規(guī)劃人員必須分析風雨天氣造成的荷載，以便能夠?qū)⒌叵率医Y(jié)構(gòu)放在一般基礎上。外墻的建造需要準確評估壓力和部件，以增加整個室外墻的結(jié)構(gòu)承載能力。

2.4 頂板結(jié)構(gòu)設計

在這種情況下，它們代表了這些結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全，作為連接地下結(jié)構(gòu)和上層建筑的一部分，以確保低層建筑和上層建筑的整體質(zhì)量。在這方面，設計師識別了地下結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)之間的協(xié)同作用，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)在下降。在實際實施中，應對保護底層厚度的安裝管道進行分析。因此，在計算該地下室結(jié)構(gòu)的承載能力時，必須分析其高度和安全功能，并考慮該建筑可能面臨的復雜情況。該地區(qū)的一些風雨雪天氣，在其設計中，考慮了撞擊的可能性來支撐這些結(jié)構(gòu)。顯然，設計師應該能夠通過對因素進行全面、綜合的分析來避免設計中的缺陷。

2.5 抗浮和抗?jié)B設計

防浮設計必須根據(jù)地下水水位及其變化情況進行。在實際設計中，很多設計人員只考慮正常使用狀態(tài)，施工過程中忽略進水現(xiàn)象，部分地下室由于浮力不足而損壞。此外，由于混凝土的獨特因素，鋼筋混凝土構(gòu)件經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，導致滲水，因此，有必要采取合理措施控制地下室漏水，如混凝土壓縮補償、設置膨脹區(qū)、加強耐久澆水，提高鋼筋混凝土強度。在混凝土中加入膨脹劑并不能完全彌補早期混凝土的收縮，只有用膨脹條進行加固才能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的無接縫。必須指出，在采取上述措施時，必須保證混凝土的適當含量[3]。

2.6 抗震設計

在所有的建筑設計中，抗震施工是重中之重，抗震設計人員必須更加重視。在建設過程中，必須集中注意其影響地區(qū)的地震防御。對于抗震結(jié)構(gòu)，要保證地下室的深度，以滿足便攜性、改造性和穩(wěn)定性的基本要求。對其抗震性能的評估需要仔細規(guī)劃和選擇地下室的墻壁和材料。在完成基本規(guī)劃后，對基礎結(jié)構(gòu)進行相應的重新設計，增加基礎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高其抗震能力。為了分析地下室的地震值，地震值必須與地板上的地震值相同，并且在發(fā)生地震時，確保整個建筑的穩(wěn)定。

2.7 防水設計

地下室的實際建筑通常采用防水的方式，即采用防水水泥墻。普通防水混凝土包括：膨脹混凝土和分離混凝土。在選擇防水混凝土時，必須考慮對建筑物地下室結(jié)構(gòu)的影響條件。觸點連接的設計應確保對最薄弱的區(qū)域（如溢流和故障的觸點環(huán)節(jié)）進行有效的水保護。增加進水口的長度，設置止水帶等。

3 建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設計主要策略

3.1 水平結(jié)構(gòu)設計策略

建筑工程地下室分期施工設計著重對通風、消防、防護、供應設施、通風井、廢水處理、照明等具體方面進行設計。在地下室設計之后，地下室燈設計本身就必須，設計師將地下室燈設計在墻上一個好的光線。光照設備的附加使得周圍光線與地下室屋頂直接連接，地下室結(jié)構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定，使外部因素影響到側(cè)壁和地板并覆蓋一般的施工需要。

3.2 防滲結(jié)構(gòu)設計策略

在基礎施工中，設計人員對地下水位和防拆設置了高標準。通常情況下，如果地下室的設計不是為了防潮、防洪，地下水位可能會導致局部裂縫。在某些規(guī)劃過程中，設計師可采用以下準則進行更多的防滲結(jié)構(gòu)設計。首先，混凝土的構(gòu)造是作為一種“補償”使用：通過添加小型膨脹劑，這種增加的值在混凝土中增加，因此差異并不低于混凝土的抗拉強度。其次，建筑師必須意識到，由于磨損引起的混凝土早期收縮的膨脹效應不能完全平衡。為了彌補收縮的影響，他們可以順序施工混凝土，這是并行進行的，然后提供灌注措施。與長期變形接頭施工相比，這種應用取得了進步。最后，設計師應該在設計中考慮到混凝土材料增加彈性。例如通過側(cè)墻的相關(guān)水平建筑元素，能夠加固混凝土表面。在側(cè)面區(qū)域，由于混凝土有不同的膨脹系數(shù)，建筑師可以調(diào)整中心參數(shù)[4]。

3.3 抗震結(jié)構(gòu)設計策略

地下室的抗震強度與關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和建筑的一般特性密切相關(guān)，如果不加以充分的規(guī)范，可能會影響整個建筑的安全。根據(jù)抗震強度建造地下室的建筑師，首先要確保混凝土柱子與基礎墻相對應。設計師在這一領域設立了明顯更高的尺寸，如果發(fā)現(xiàn)這些尺寸比交易時的尺寸大，就應該決定采取某些措施來處理它們，以防止誤差層產(chǎn)生。其次，在這種建筑的背景下，建筑師必須根據(jù)相關(guān)的科學和最好的知識提供上部拱和上游位移構(gòu)件，注意樓梯結(jié)構(gòu)不能用作構(gòu)件。最后，滾動地板建筑師應該采取這些措施，通過鋪設尺寸，使整體結(jié)構(gòu)適合地下室地板和增強其耐久性。

3.4 外墻結(jié)構(gòu)設計策略

由于地下外墻與地下水和土壤直接相連，地下外墻不僅要滿足承重要求，還要提供足夠的抗老化性能。因此，地下室墻體的設計必須考慮以下內(nèi)容：①荷載和組合：作用于地下室外墻的荷載按作用方向分為水平荷載和豎向荷載。豎向荷載通過貨物上部和墻體的自重傳遞，水平荷載加在上部結(jié)構(gòu)側(cè)壓、地面?zhèn)葔?、地下水?cè)壓、靜力墻的荷載。此外，地震作用對埋地結(jié)構(gòu)的影響并不明顯，豎向荷載對結(jié)構(gòu)的安全性有有利和不利的影響。因此，在地下外墻設計的情況下，水平荷載起主導作用。②計算圖。計算地下室外墻時，需要同時計算單板和雙板，因此應換用更大的板。外墻與支撐構(gòu)件的強度比通常建立在地下室外墻與支撐點之間。如果外壁的剛度大于支撐點剛度，則反向固定。③裂縫管理?；炷两Y(jié)構(gòu)中的裂縫分為載荷裂縫和卸荷裂縫，如貨物裂縫，如果結(jié)構(gòu)的計算過程準確合理，則可以避免。包括模型設置和載荷應用、精確計算和合理的筋膜設置，以滿足裂縫寬度限制要求[5]。

3.5 超長結(jié)構(gòu)設計策略

混凝土加長結(jié)構(gòu)主要是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其間距大于伸縮縫之間的最大間距，或混凝土，垂直結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu)溫差變化有關(guān)。地下室的交替結(jié)構(gòu)設計具有一定的特點，它具有復雜的外部條件和較高的施工技術(shù)要求，這可能會導致地下室結(jié)構(gòu)的破壞，如何促進非均質(zhì)性會導致房屋墻體斷裂和局部傾斜等問題。以實際案例為例，項目內(nèi)容層的地下車庫東西長450m，南北寬150m。它是一個框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆梁和板，包括一個相當長的結(jié)構(gòu)。設計人員必須選擇比任何東西都高的鋼筋水平，適當增加澆水后的條數(shù)，合理地與混凝土拌和等。

3.6 綜合考慮設備管線布設要求

由于建筑功能的需要，一些工程需要布置在設備的地下室，如柴火房、冷庫、通風室、鍋爐房、變電所等。由于車位的使用和倉庫的布置，一樓的汽車坡道需要考慮貨車車道的劃分，導致管道布置更加集中。地下室的結(jié)構(gòu)設計應充分考慮各種設備線路的分布和走向。在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，調(diào)整梁的高度以滿足高度要求。開孔的位置和尺寸應符合設備的要求，以保證設備的正常運行，避免各種安全事故。

3.7 基坑支護設計

的地下施工環(huán)境。此外，基坑、樁基的開挖順序應按有關(guān)規(guī)范確定，對周圍建筑物、構(gòu)筑物及整體運行環(huán)境進行綜合調(diào)查，對一些不利情況采取一定的安全防護措施。

4 結(jié)束語

總之，地下結(jié)構(gòu)的設計要：①綜合勘察和分析建筑所在的地質(zhì)條件，為后續(xù)的設計工作做好準備；②結(jié)合上部結(jié)構(gòu)形態(tài)和地質(zhì)條件，選擇地下室結(jié)構(gòu)，使其安全經(jīng)濟；③可持續(xù)性應由地理、結(jié)構(gòu)形式、規(guī)模和指定港口的選擇等因素決定；④為了保證地下室正常使用應確保其抗?jié)B性能；⑤有自己的浮力，合理進行地下室抗浮設計；⑥在外墻設計時，正確去除外墻荷載，選擇合理的計算方案，防止外墻開裂。⑦基坑頂板開發(fā)足跡考慮因素多，開發(fā)方法合理。地下室雖然是建筑的一部分，但由于它位于地下，作為基礎，其設計和施工各有特點，在實際設計中應多加注意。