高層房建工程中的地下室結構設計探究

宋源闊 張代斌

摘 要：高層建筑的地下室結構與多層建筑地下室結構略有不同，傳統多層建筑結構設計無法滿足其較高水平的設計需求，如何提高高層建筑工程地下室結構設計，優化地下室結構穩定性與安全性，是現階段建筑工程行業從業人員需要重點思考的問題。本文結合實際工作經驗，對高層房建工程中的地下室結構設計探究這一課題進行深入探究。

關鍵詞：高層;房屋建筑;地下室;結構設計

我國加快城市化進程的腳步，意味著建筑工程數量的增加，地下室建設作為工程十分關鍵的部分，必須要得到設計方和建設方的重視。面對復雜的地質情況和施工中難以預料的問題，地下室結構設計十分關鍵，需要設計方根據以往工作經驗，總結常見問題，完善設計方案，提出設計要點。因此，針對結構設計要點展開研究，為提高設計科學性和合理性提供借鑒作用。

1 高層建筑地下室結構設計—荷載合計

高層建筑工程的地下室結構荷載設計主要包括：爆動荷載、土壓力荷載、地面建筑荷載、自重荷載及人防荷載。我國建筑工程地下室結構設計相關規范指出：設計人員在設計過程中要綜合地下室各個部門的綜合荷載，考慮各工程的結構特點，嚴格依照相關規定開展荷載組合，并確定地下室結構中參與荷載部分，主要為：頂板、側墻、外墻、內承重墻、基礎;設計人員要分別確定頂板核爆動荷載標準值及靜荷載標準值、側墻豎向核爆動荷載標準值、上方建筑物自重標準值、外墻橫向核爆動荷載標準值、內墻重墻自重標準值、底板核爆動荷載標準值、地下室墻身自重標準值。高層建筑工程地下室結構設計人員在進行地下室的防控荷載組合時，要重點解決核爆動荷載作用與靜荷載共同存在的問題。

2 地下室水平結構的設計

對于底層的地下室高層建筑設計，有必要在地下室考慮一些專業問題，如防火、通風、公用設施、人防、機房、管道、通道、排水、照明等。如果長度超過預定長度，有必要使用基礎結構來確定是否應在結構中進行設置。但是，在正常情況下，最好盡可能地調整變形接頭。如果需要進行設置，設計師必須通過調整相關設置來解決問題。此外，設計師應注意地下室的照明設計。對于地下室的照明設計并不容易，因此，在側墻上可以附加額外的光照，設置不需要燈座的外壁，它可以連接到整個地下室的屋頂，以確保地下室整體結構的穩定，有效地將風效應和地震等外部因素轉移到側墻或地板上，以滿足高層建筑的要求。

3 外墻結構設計

外墻結構的設計質量會從根本上決定整個地下室的環境，要采取合理措施提高外墻的設計質量。（1）需要確定整個外墻結構的長度和分布情況，對于直接與外部土層接觸的外墻結構，需要分析墻體能夠承受的應力情況、墻體的防滲防漏性能等，針對含水量豐富的土層，要考慮是否在整個系統中設置防水層，當前已經開發出了多種防水材料，在具體的設計中，要分析這類防水材料的應用方法，提高墻體的防水性能。（2）分析墻體的應用效果，需要分析的內容包括墻體材料的類型、墻體的跨越區域、墻體的施工方法等，需要從建筑的整體強度角度出發，完成對這類項目的科學合理設計。（3）各類子項目的設計工作，通過對各類內容的研究和分析，分析施工中可能出現的質量問題，在此基礎上完成對整個系統的全面研究和分析，以提高整個系統內的運行質量。

4 抗震設計

抗震設計是所有建筑設計的重點，需要設計師增加其關注點。在設計工作過程中，設計人員需要注意地震多發區域的抗震設計。在進行抗震設計時，設計者需要確保地下室有足夠的深度，使其滿足基礎的承載力、變形和穩定性要求。在分析其抗震性能時，有必要合理規劃和選擇地下室的墻體結構和材料。設計完成之后，還應當結合地下室結構的設計圖紙，對地下室進行設計優化，加強地下室結構的穩定性，提高抗震性能。在分析地下室的地震水平時，必須確保其與地上部分具有相同的地震水平，并且在發生地震時可以保證整個建筑物的穩定性。

5 高層建筑地下室結構設計—控制措施設計

高層建筑地下室結構設計人員還要做好地下室結構的控制措施設計工作，設計人員要綜合考慮建筑工程的地區情況，考慮南北方不同的設計細節，舉個例子，在南方建筑工程地下室結構設計中，設計人員要考慮到南方地下水水位較高的情況，重點關注地下室結構設計中地下部分與地面部分的抗浮能力計算，并在樁基礎環節進行抗拔承載力計算。設計人員在進行控制措施設計時，要考慮地下室的抗滲性能，設計人員可以采用“補償收縮混凝土”原理進行地下室抗滲處理，就是在混凝土中加入微膨脹劑，如：HEA、UEA，通過混凝土的膨脹值降低混凝土的最終收縮率，從而達到控制裂縫的效果，提高建筑工程地下室的抗滲性能。

6 防水設計

地下室設計中最重要的工作之一為提高建筑的防水性，該項工作要從以下角度落實：（1）土層處理工作。對于很多建筑來說，土層中含有的水對各類設備的侵蝕作用較強，為提高防水效果，可以用土層夯實等工作，擠壓土層中含有的水分，并且在該項工作的落實中，選用分析是否向土層中加入其余材料，提高土層的干燥度。（2）完成墻體設計工作。在當前的建筑行業中，已經開發出了多種基于混凝土墻體的防水材料，在設計工作中，可以通過對這些技術的研究和分析，向系統中加入相關材料。（3）墻體的裂縫處理工作。可應用高分子益膠泥完成對這類裂縫的封堵工作。在具體的工作落實中，需要施工人員完成對各類墻體的深度檢查工作，當發現存在裂縫時，在該裂縫的周邊區域鉆孔，將高分子封堵材料壓入鉆出的孔洞中，發揮封堵作用。

7 結語

綜上所述，高層建筑地下室結構設計是一項極為重要的工作，設計人員要綜合考慮高層建筑地下室結構的荷載問題、穩定性問題及安全性問題，從多個角度入手，優化設計高層建筑地下室結構，保證地下室結構設計的科學性與合理性，保證地下室的正常使用功能。

參考文獻：

[1]李曉波，王杰夫.高層建筑地下室結構設計探析[J].住宅與房地產，2019（12）：52.

[2]宋顏培，俞希楠.建筑地基基礎及地下室結構設計疑難處理研究[J].居舍，2018（35）：103.

[3]林振楊.某轉換層位于地下室的高層建筑結構設計分析[J].建筑科學，2018，34（11）：140-145.