高層建筑結構地下室和基礎設計應注意的問題分析

趙 衛

（山東省城鎮規劃建筑設計院，山東 濟南 250000）

1 高層建筑結構地下室應注意的問題

1.1 地下室基礎設計的選型

目前，在我國的諸多高層建筑設計中，地下室是必然存在的一項。對于地下室的設計，最為基礎的設計部分，必須要結合該建筑所存在地區的具體狀況進行研究。比如，地質條件的水位高低情況，建筑的總體結構類型，以及所建設建筑的類型。除此之外，還應當對周圍環繞的相關建筑要進行考慮，保證在建設該建筑中，以及建設完工之后，都不能對附近的建筑造成影響。同時，要考慮到施工人員在施工的過程中所遇到的危險，要避免這些意外發生的可能，盡可能選擇性能較好的基礎形式。必須要考慮到建筑所在的地基對自身的承載力，從而滿足建造建筑的目的，保證建筑處于安全狀態中，還要符合經濟以及人們的正常使用。對中小高層的建筑來說，在進行地下室基礎設計時，主要有條形交叉梁基礎設計，以及筏板基礎設計等。筏板基礎的設計可以根據建筑物自身的特征。

1.2 抗浮設計的注意事項

由于地下室的結構和位置比較特殊，必須要考慮到地底下水位上升對建筑造成的影響，所以需要進行地下室的抗浮設計。在進行抗浮設計時，要對地底下水位的浮力進行計算，應用到巖土工程勘察報告。同時，還應當對抗浮的設計進行驗算，便于保證地下室設計的合理和安全性。抗浮驗算時，要對永久荷載的分項系數進行取值，但由于各個地區的荷載規范有所區別，應當根據地區標準的荷載規范來對建筑物的抗浮能力進行計算，要求建筑物的抗浮能力必須要滿足：建筑物永久荷載能力/水位的浮力≥1.05。在抗浮設計中還應當注意，當抗浮設計的水位比平常的較高時，地下車庫以及地下室必須要施行抗浮措施，由于情況不同，要根據建筑的具體特征來決定采取的具體措施。當建筑的地下室或者地下車庫和高層建筑的基礎樓層不是整體結構，而且還存在較遠的距離，彼此之間不會因為沉降帶來的差異而受到影響時，可以實施的抗浮措施有：抗拔樁或者壓重。還有一種可能，即高層建筑樓層與地下車庫為整體建造，而且高層建筑在建造時用的是天然地基，這時，為了避免地下室與高層建筑之間形成差異沉降所帶來的底板出現開裂，在沉降滿足的情況下優先采用抗拔樁抗浮措施。

2 基礎設計中應該注意的問題研究

2.1 荷載效應的標準組合

荷載效應的計算必須要嚴加勘察，一旦出現誤差，勢必會帶來嚴重的后果。在時代的發展下，人們目前對荷載效應的標準進行計算時，采用的是電算程序計算出來的。在自然災害中，地震效應對地下室的影響比較大，當地震效應以及風荷載給建筑邊角帶來的豎向軸力相對而言比較大的時候，如果把這種短暫的荷載和永久的荷載以相同的方式對待的話，不能夠使中部豎向結構的基礎增強，反而會引起邊角豎向結構的基礎過大，這種情形會引起地下室的橫向墻面產生裂縫。正因如此，這時應當提高承載力的特征值。在進行高層建筑基礎設計時，要考慮到中立荷載的作用對地基造成的變形，應當減少這種現象的發生。當基礎面積以及深埋要按照地基的承載力進行確定，或者樁數要按照單樁承載力來進行確定時，這時傳到基礎或承臺底面的荷載效應，可以采用荷載效應在正常使用狀態下的標準組合。在計算地基變形的具體情況時，可以不計算地震效應以及風荷載帶來的作用，但是傳到基礎底面的荷載效應，應當使用荷載效應正常使用的極限狀態下的永久組合。

2.2 筏板的基礎設計

筏板的基礎設計，需要考慮到的因素比較多。在進行平面尺寸的基礎設計時，要考慮地基的承載力以及荷載的分布狀態。平板式筏板的厚度，要考慮到沖切面上受到的附加力帶來的影響，可以借助受沖切承載力來進行計算，筏板的厚度必須要大于等于四十厘米。筏板的基礎設計，同時與地基的特征有著很密切的關聯，在地基的上部結構剛度較強，并且柱荷載和結構柱的距離變化小于百分之二十。此時，考慮到的應當是部分彎曲的作用，否則，按照彈性地基板來對筏板基礎的內部承受力來進行計算和研究。

2.3 設計樁基基礎時的注意事項

對樁基基礎的設計，要根據各個地區的具體規范制度來進行。地質的上部結構類型，以及荷載承受的大小，地底下的水位高低以及具體的施工條件，還有更多比較復雜的因素，決定著樁基的選擇和承臺的設計。樁基的設計必須要考慮到安全和經濟實用性。對這一點的考慮，要使建筑的施工和設計以及使用等都具有一定的安全保障。同時為了減少成本的之處，提高建筑所帶來的經濟效益。在進行樁基豎向承載力，以及抗拔承載力額確定時，要根據靜載試樁的結果來進行估算。除此之外，在樁基要承受一定的永久水平作用力時，對水平變化的范圍要進行驗算。還要對甲級設計等級的樁基礎設計，還有些對沉降的要求相對比較嚴格的建筑的樁基礎等，只有進行沉降計算，才能夠減少高層建筑結構基礎設計中出現的一系列的問題，給人們的生活帶來可靠的安全保障。

3 結語

總之，高層建筑是現代城市中必不可少的一種組成結構，為了給人們帶來一定安全的居住環境，必須要提高高層建筑的質量，加強對高層建筑施工過程中的每一項設計環節。建筑工程相關的企業，一定要對高層建筑結構地下室和基礎設計中出現的問題加以重視，采用最有效的措施杜絕這些問題的出現，只有這樣才可以促進建筑行業的不斷發展，才能夠給人們帶來安全的居住環境和生活場所。