關于建筑物地下室結構設計的探討

（佛山市順德建筑設計院有限公司，廣東，佛山，528300）

【摘要】隨著我國建筑事業的蓬勃發展，城市化進程的加快，使得現如今城市人口數量急劇上升，因此高層建筑變得越來越多，在高層建筑中對于地下室和地下車庫的需求也隨之增多，因而在建筑設計中，要考慮到地下室機構的設計是否合理，是否滿足基礎設施的埋設要求。本文將針對地下室結構設計中會遇到的困難，提出幾點相應的解決對策。

【關鍵詞】地下室；結構設計；解決對策

引言：

目前城市建筑中，地下室的結構設計問題日益凸顯其重要性，高層建筑中的地下消防設施和水電供暖設備以及地下車庫等都設置在地下室，這樣不但極大的利用了地下空間，還滿足了基礎設施要求深埋的要求。本文將針對地下室結構設計中會遇到的困難，提出幾點相應的解決對策。

1 地下室的防水設計問題

防水設計在地下室設計中占有很重要的地位，甚至可以說是地下室設計的關鍵所在。在進行地下室的防水設計時，要依照工程的使用要求、功能性質等確定合理的防水等級，再依照防水等級來設計防水層數。地下室所采用的混凝土無論所確定的防水等級是多少，都要用自防水混凝土，對于混凝土的抗滲透等級，要依照混凝土墻的厚度和水頭高度比進行確定，切勿自行降低等級。根據防水設計要求，地下室除采取混凝土防水外，還要采用卷材防水。因地下室的陰潮環境和無法更換等自身的惡劣條件，在進行防水選材時，要盡量選擇耐久性強的卷材。要注意的是防水卷材一定要在地下室底端處完全閉合，另外，為了阻止少量的滲水，不在地下室內形成積水，可以在地下室加設排水溝。

2 平面結構設計和外墻結構設計問題

2.1 平面結構設計問題

在進行地下室平面結構設計時，要綜合考慮地下室的通風要求、采光要求、功能要求、防火要求、人防要求以及管道的埋設排水要求。例如在地下室的長度超出規定時，要確定是否需要設置變形縫，一般而言，盡量不設或者少設為妙，因為變形縫的位置很難做防水處理，設計者可以使用混凝土或設后澆帶及地上設縫的方式，取代地下設縫的設計。當地下室過長時，可以通過合理調整平面，對地下室進行平面分割的設計，用比較狹窄的通道進行相互連接，用于滿足管道相連和使用的要求，從而把變形縫設計在通道的位置，這樣接縫處會受力較小，方便補救。地下室的通風采光井的位置設計非常重要，如設計不當會影響到結構的穩定性。

2.2 外墻機構設計

地下室的外墻承受著豎向荷載和橫向荷載，其中豎向荷載是來自上部的傳重和地下室樓蓋的自重，水平荷載是來自側向土壓力、室外的地面活載、地下水的側向力等。通常情況下，地震引發的內力或豎向荷載等起不到控制作用，因此，是地下室的水平荷載所產生的彎矩確定墻體配筋，豎向的荷載壓彎作用通常不必考慮，按墻板的彎曲值來計算彎曲配筋。

在對地下室的外墻截面進行設計時，會由土壓力引起永久的荷載效應，取靜止土壓力作為外墻承受的壓力，通常情況下，靜止土壓力要用實驗來確定，如果不具備條件做實驗時，黏性土要取0.5到0.7，沙土要取0.34到0.45，當水位穩定時，水壓力依照永久荷載確定分享系數為1.2；當水位不穩定時，水壓力依照可變荷載確定分項系數為1.3。當有人防要求時，外墻的永久荷載系數可取1.0到1.2，1.0的分項系數作為抗暴等荷載的取值。

在進行地下室外墻設計時，外墻配筋的計算，不是依照扶壁柱的大小來計算的，而是依照雙向板來計算的，扶壁柱的配筋要依照地下室的整體電算結果進行計算。假如按照扶壁柱與外墻變形協調進行設計，會使外墻的豎向配筋不足，水平分布筋富余，扶壁柱的配筋過少。

在進行地下室的底板標高設計時，在其標高變化的位置僅僅設計一根梁柱，寬度還低于底板的厚度，僅靠兩側的傳遞板得軸筋支座彎矩無法滿足要求。樓梯開口的外墻頂部沒有樓板作為支撐，因此配筋構造和模型都應該同實際相符才對。

3 地下室基礎底板的配筋率設計問題

基礎底板的厚度必須要滿足墻體的抗撞切要求，另外還要配設抗彎鋼筋。通常情況，我們只需配設構造鋼筋，依照混凝土的設計要求，最小配筋率是0.15%。在設計中，基礎底板的配筋率要嚴格加以控制，對厚底板的配筋率只需要控制在0.10%到0.12%之間，過高的配筋率會造成浪費。

4 地下室的防震設計問題

高層建筑基礎掩埋是為了穩定地基，降低建筑的整體傾斜，阻止其滑移或傾覆，埋置一定的深度，可以起到良好的抗震作用。鋼筋混凝土的高層地下室的機構設計要求，如果是采用樁基時埋深不得小于1/15H，采用天然地基時埋深不得小于1/12H。房屋高度H是指室外檐口到地面的高度，其中不包括突出的電梯間、水箱等部位的高度。

地下室設計不合理會影響整體的抗震性能，地下室的埋深高度要大于外地面以上的高度，總高度才可以從室外的地面開始算起，對于地下室的墻柱結構設計要同上部的結構協調一致，對于地下室頂板的板面的內外標高發生的變化超過梁高就會造成錯層的形成，要采取相應的措施加以處理，不然不能作為上部結構相應的嵌固部位。當地下室的頂板當做上部結構相應的嵌固部位時，其地下一層以下的抗震等級要根據實際情況使用三級或者四級，地下一層結構的抗震等級要和上部結構所采用的等級一致。

5 地下室的消防車荷載的設計問題

偶然荷載一般在正常使用的期間不會出現，但是一旦出現會在短時間內產成巨大的荷載，通常所遇到的偶然荷載有火災、爆炸等。因為消防車通常荷載很大，它的取值對于截面及配筋有很大影響，也算是一種偶然荷載。依照規范規定，在荷載效應中，偶然荷載的取值不應該乘以分項系數。那么在通過結構軟件進行計算時，要對消防車的荷載進行折減后再輸入，不然程序會自動計算出的數據，會放大消防車的荷載。

6 保護層的墊層厚度設計問題

地下室的混凝土墊層和鋼筋保護層的強度等級要按規范加強。地下室的結構厚度不能小于250mm，而裂縫寬度則不能大于0.2mm，且不可以貫通，其迎水面的保護層厚度不可小于50mm.作為保護層的防水混凝土其結構的底板墊層，不能小于C15的強度等級，其厚度不能小于150mm，假如是在軟弱土層，其厚度不能小于150mm。通過工程的實踐結果表明，假如結構厚度小于規范的取值，迎水面保護層厚度不按照規范取值，都會引發水滲漏的問題，因此在進行設計時，應特別注意按照規范要求進行取值。

結束語：隨著科技的進步，社會的發展，人類物質生活水平的逐步提到，高層建筑成為現代人類居住或者從事商業活動的主要場所，一座座高層居民樓、商業用樓拔地而起，與此同時使這些高層建筑中的地下室結構設計變得尤為復雜，因此我們的設計師在進行設計時，一定要把握好合理、適用、安全的原則，通過合理的設計，使地下室的空間得到最有效的利用，能夠給人們帶來最大化的社會效益，以此滿足真正的設計要求。

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