高層房建工程中的地下室結構設計探究

馬海英　岳云沖

摘 要：如何提升高層建筑工程中的地下室結構設計，優化地下結構的穩定性及安全性，成為現階段建筑工程行業工作人員的工作重點。本文就高層房建工程中的地下室結構設計進行分析。

關鍵詞：高層;房建工程;地下室結構;設計

1 高層房建工程地下室結構設計中的難點

地下室在現代高層建筑設計及施工中的應用前景十分廣闊，許多設計機構在進行高層建筑工程設計時都極其重視地下室結構設計環節，積極的運用了各種先進的設計手段和現代化的設計理念。但是，地下室成本占據整體工程總造價中的成本占比非常高，并且由于受到建筑工程施工現場的地質狀況、抗浮能力不達標、沉降不均等多種因素影響，使得設計人員設計出的作業方案在實際的施工過程中常出現各種缺陷和問題。高層房建工程地下室設計中常見的難點如下：

1.1 變形縫處理難點

在房建過程中最常出現的變形縫主要包括沉降縫、伸縮縫和防震縫。沉降縫的設置應該從上部到基礎底部全部斷開，把整體建筑分成多個部分，并且要確保每個部分的沉降都能夠保持均勻性，如此一來就能夠避免因沉降差異過大導致建筑出現開裂的破壞問題。伸縮縫一般都是從底部基礎以上把建筑物斷開，從而防止建筑物因溫度變化影響而發生開裂現象。對于高層建筑工程來說，應該盡量避免設置防震縫，如果結構的豎向或者平面布置不規則且無法調整時，可以設置防震縫將建筑劃分為相對簡單的結構單元。防震縫可以結合沉降縫貫穿到地基，如果沒有沉降問題時，可以從地下室或者基礎以上貫通。如果遇到多層地下室，并且上部結構是帶有裙房的多塔結構時，可以用防震縫將裙房從地下室以上進行分隔，同時好要確保地下室頂板具有極強的剛性和整體性，這樣就可以將地震所產生的剪力分散到不同的地下室部位。

1.2 地下室層高設計難點

一般情況下，地下室結構設計都是在確定了建筑方案后才進行設計的，因此，在進行地下室結構設施設計時，一定要盡量與建筑設計相契合，而不能大幅度的調整建筑設計。地下室的層高直接影響著整個建筑的施工建設質量，因為地下室層高會對基坑支護等產生影響，所以設計人員要盡量的對地下室層高進行把控，通過科學地調整地下室建筑布局以及合理布置對柱網，從而有效的降低地下室的層高。地下室層高控制問題在地下室造價上具有重大意義，只是這方面的內容常常被設計人員所忽視。

1.3 平面結構設計難點

設計人員在對地下室的平面結構進行設計時，要從兩個方面考慮：一是地下室整體的承重能力，二是地下室的空間布置。不同的建筑項目工程對地下室的承重能力和空間布置的要求也不盡相同。例如，對于酒店和商場的地下室空間的設計，它的主要需求集中在停車方面，因此必須要滿足承重能力強和空間大的要求。而對于居民樓的地下室平面設計，由于是交給不同的住戶使用，因此在結構設計上要盡量的表現出多元化的特點，來滿足不同住戶的個性需求。

2 高層房建工程中地下室結構設計的要點

2.1 荷載合計

高層房建地下室結構的荷載設計主要包括：自重荷載、土壓力荷載、地面建筑荷載、人防荷載和暴動荷載。我國建筑工程地下室結構設計相關規范中明確指出了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，結合各個工程自身結構特點，嚴格按照相關規定展開荷載組合，并確定了地下室結構中參與荷載的部分為頂板、側墻、外墻、內承重墻和基礎;設計人員務必要明確各個荷載部分的各項荷載標準值，以做好整體地下室的防控荷載組合。

2.2 頂板設計

頂板設計是地下室結構設計中的一項重要工作。設計人員在進行頂板設計時，要確定其厚度指數符合建筑結構標準，能夠充分滿足地下室人防的需求，設計人員還應該嚴格按照“抗震設計規范”來進行上部結構的頂板嵌固，并嚴格設計頂板強度和側向剛度。另外，設計人員在進行地下室設計過程中，要向下算一直到滿足嵌固端要求的地下室底板，在計算剪力墻的底部加強區域時，要將地下層包含在內從地面向上算起。

2.3 底板設計

在進行底板設計時，要考慮底板的受力情況，還要考慮地下室底板的抗滲透性和防水性能。設計人員要嚴格按照標準設計地下室底板的厚度，調整配筋量和配筋率達到要求的標準，同時還要結合實際情況計算出底板部分的支座彎矩傳遞到梁所需要的抗扭鋼筋參數，另外，設計人員必須綜合設計地下室底板部分的樁筏基礎和樁箱部分，以確保滿足抗彎、沖切、剪切及局部受壓等功能。

2.4 外墻設計

設計人員在進行地下室的外墻設計時，要調整彎矩，將荷載分項系數考慮在內，確定底部為固定支座，對地下室進行多跨度連續計算。要保證外墻部分的底板抗彎能力不小于側壁部分的抗彎能力，并且要保證底板的厚度與配筋量相符合。在高層建筑地下室的外墻設計時，地下室的地面部分若無樓板支撐，則要根據實際情況計算模型，確保配筋構造與實際情況相符合。

2.5 控制措施設計

高層房建地下室結構設計人員在設計時還要做好控制措施設計工作，要綜合考量建筑項目工程的地域情況及南北方不同的設計細節。設計人員在進行控制措施設計時，要考慮到地下室的抗滲性能，可以采取“補償收縮混凝土”的原理進行抗滲處理，通過降低混凝土的最終收縮率，從而達到控制裂縫的效果，提高房建工程地下室的抗滲性能。

2.6 保護層設計

在高層房建地下室結構設計過程中，設計人員要嚴格按照《地下工程防水技術規范》做好保護層部分的設計，結合現場的實際情況，確保防水混凝土底板的混凝土墊層厚度指數不能小于C15厚度，且要大于等于100mm，保證施工現場的軟土層部分的設計厚度不小于150mm，防水結構中的迎水面鋼筋保護層不小于50mm，防水混凝土結構厚度不小于250mm。

高層房建的地下室具有重要的使用功能，地下室結構的設計就成為了整體設計中的一項重要工作，設計人員要綜合考量地下室結構的各項問題，從多角度來優化地下室結構，科學合理的設計地下室結構，從而保證地下室功能的正常體現，提升建筑工程的整體質量。

參考文獻：

[1]周開富.高層建筑工程中的地下室結構設計探究[J].低碳世界，2019，9（12）：183-184.

[2]鄒桂明.建筑工程地下室結構設計分析與探討[J].門窗，2019（22）：167.