新時期建筑物地下室結構設計

李偉玲

摘要 隨著科學技術水平的不斷提升，我國建筑工程行業也得到了極大的發展。地下室結構設計水平的提升，不僅可以提升工程的整體質量，更能縮短工期，降低成本。新時期市場競爭愈加激烈，提高設計水平，是確保建設企業核心競爭力及可持續發展道路的決定性因素。在建筑物地下室結構設計中，單位必須規范施工流程，重視質量管理與控制，才能為建設單位的健康發展提供可靠的保障。本文主要對新時期建筑物地下室的抗浮抗震設計、防水與無縫設計進行了分析與探究，以期為提升建筑工程整體質量提供可靠的保障。

關鍵詞 建筑物；地下室；抗浮設計；抗震設計；無縫設計；防水設計；地下水位；伸縮縫

中圖分類號 TU93 文獻標識碼 A 文章編號2095—6363（2016）12—0081—02

因技術、經濟等多種因素的影響，現代高層建筑都會進行大底盤地下室的設置，一般層數為1到2層。新時期隨著建筑物高度的不斷提升，地下室層數也隨之增加。為滿足人們對地下空間的需求，應增加裙房底盤面積，致使整個建設項目內地下工程所占位置愈加重要。因地下工程材料具有消耗大、工期長及施工復雜等特點，在整個建設項目設計中其結構設計是否合理將直接影響到建筑工程項目的設計周期、施工工期及成本。目前建筑物地下室結構設計中還存在諸多問題，如地基承載力、變形、抗浮、不均勻沉降等，這些問題的大量存在直接影響著建筑工程的經濟效益與質量，為此，施工單位必須重視地下室結構設計工作，提高設計水平，規范設計工序，為提升建筑工程整體質量提供可靠的保障。

1抗浮設計

地下室具有較深埋藏或地下水位很淺的情況下，必須對裙房與地下室抗浮問題加以重視。一般在滿足設計條件的情況下，選用平板式筏板基礎與梁板式筏板基礎作為高層建筑基礎底板，在設計中，應確保平板式筏板基礎重量等同于梁板式筏板基礎填覆土重量，但梁板式筏板基礎高度必須高于平板式筏板基礎高度，在基項標高一致的情況下，梁板式筏板基礎埋深必須比平板式筏板基礎埋深多。以此提升抗浮水位。

一般選用寬扁梁作為樓蓋形式，其截面高度與跨度的比例應控制在1：22到1：16之間，應用寬扁梁可對地下結構層高進行有效降低，進而達到降低抗浮設防水位的目的。

基礎底板厚度增加、基礎項面覆土厚度增加與基礎頂面增加為基礎配重增加的主要方式，通過基礎配重的增加，可以對抗浮問題進行有效處理，但該方式極可能加大基礎埋置深度，提升地下室抗浮設防水位高度，因此，這種方式效率較低。在基坑坑底標高不變的情況下，通過地下室項板厚度增加，也可以達到地下室重量加大的目的。這種方式應用中，一般不進行次梁設置。

2抗震設計

據相關數據顯示，建筑物結構型式的合理性及較強的抗震能力將對震害的出現及破壞程度大大降低，為了確保現代化建筑具有良好的抗震性能，施工單位必須重視其地下室抗震設計，只有加大地下室結構抗震設計的力度，才能避免建筑物因地震因素出現損壞情況。

在分析高層建筑鋼筋混凝土結構時，應對其地下室結構嵌固端位置進行準確確定，這樣才能確保計算模型符合實際受力情況。依據《建筑抗震設計規范》相關規定，將地下室頂板作為上部結構嵌固端。在確保負一層結構側向剛度為地上結構側向剛度2倍以上。結構層側向剛度可根據等效剪切剛度進行計算，其公式為：

其中：負一層混凝土剪切模量由C_n表示；

地上一層混凝土剪切模量由C₁表示；

負一層與地上一層豎向結構構件總折算受剪面積分別由A₀、A₁表示；

沿計算方向地上一層或地下室范圍負一層抗震墻所有截面面積由A_W表示；

負一層或地上一層所有柱截面面積由A_e表示；

負一層與地上一層層高分別由h₀、h₁表示。

在高層地下室嵌固位置設計中，一般選用現澆梁板結構，其板厚控制在180mm以上，混凝土強度等級控制在C30以上，設計方式為雙層雙向配筋，每層配筋率可控制在0.25%以上。

遵循《建筑抗震設計規范》相關要求，進行高層建筑地下室抗震墻設計。底部加強區作為抗震墻底部的重要組成部分，其設置的目的就是在加強區范圍內通過抗震措施的運用，如增加邊緣構件箍筋等，防止脆性剪切破壞的產生，起到整個結構抗震能力提升的作用。帶大底盤高層、裙房與主樓相連高層的位置，應為地下室頂板抗震墻總高度的1/8，抗震墻底部加強區高度如圖1所示。

3無縫設計

伸縮縫與沉降縫是地下室結構變形縫的主要形式，伸縮縫設置的目的是為了釋放溫差和混凝土收縮、徐變產生的應力，避免結構開裂滲水。后澆帶、誘導縫、摻加外加劑與預應力技術等都是代替伸縮縫的無縫設計方式。

1）后澆帶。作為伸縮縫最常見的方式，后澆帶可以對混凝土早期應力問題進行有效處理，但無法處理后澆帶澆筑后混凝土徐變與溫差出現的溫度應力。同時在留設后澆帶與澆筑混凝土之間具有較長的時間，一般為幾個月。這種情況下，將嚴重影響到施工的進度。

2）摻加外加劑。將相應膨脹劑添加到混凝土內，可進行“化學預壓應力”的建立。膨脹劑出現的補償收縮膨脹時間控制難度較大，如膨脹時間不同于混凝土收縮時間，將大大降低其抗裂性能，因此在選用摻加劑時，應確保其質量符合施工要求。

3）誘導縫。誘導縫的應用可以將整個施工、使用過程中出現的混凝土拉應力進行有效釋放，并一次完成澆筑混凝土，施工過程中應確保其連續性。該方式的不足之處在于布設間距小、靈活性差。

4）預應力施加。通過地下室混凝土拉應力的計算，可進行預應力鋼筋設置。預應力施加可以消除混凝土收縮出現的拉應力，進而起到伸縮縫減少與開裂控制的作用。伴隨張拉預應力與錨固技術水平的提升，大大降低了預應力施工的難度，擴大了預應力的應用范圍。

高層建筑主樓與裙樓具有層數差，因而荷載、剛度之間也存在較大的差距，導致基礎沉降量的增加。通過沉降縫的設置，可對主樓和裙樓基礎之間的作用力降到最低，并能將沉降差產生的次應力進行釋放，防止裂縫等現象出現在地下室、裙房結構中。如不進行沉降縫設置，可選用“抗”“調”“導”等方式。

4防水設計

1）樁頂防水。在樁頂截斷鋼筋，做好附加防水層。要求選用聚合物水泥砂漿作為承臺固結樁頂的防水材料。經過相關試驗，確定其配合比后，應保證聚合物水泥砂漿抗滲強度符合設計規定，并與抗壓強度規定值相一致。作為剛性防水層，在墊層交接位置樁頂防水層應選用密封材料與底板柔性附加水層連接。

2）墻體防水。澆灌時出現施工縫問題，其主要原因在于底板混凝土量大、厚度尺寸大，通常在建筑底板一端兩側出現。為避免施工縫的大量出現，必須在水泥初凝時間內嚴格控制澆筑間隔時間，對面層混凝土收縮量進行有效減少，為此可選用二次振搗施工。

3）承臺底防水。將聚合物水泥基滲透結晶型防水涂料涂抹一層在樁頭，并進行遇水膨脹止水條的設置，確保完全封閉整個底板防水層，進而有效提升其防水效果。在混凝土結構內部不斷滲入結晶型涂料，結晶不斷出現并對毛細孔起到堵塞作用，提高防水效果。

5結論

綜上所述，隨著市場經濟的發展，我國建筑工程事業也取得了不錯的成績。地下室作為建筑工程建設的重要組成部分，是其施工中的一項重要內容。新時期為提高建筑物地下室結構設計的合理性，必須嚴格遵循相關設計規定，選用科學有效的設計方式進行施工，并在此基礎上，規范各個方面的設計流程，只有這樣才能提升地下室設計的科學性，才能確保建筑工程施工的整體質量，實現工程建設的社會效益與經濟效益。endprint