建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計見解

周興衛(wèi) 李非非 王超級

【摘要】通過科學(xué)開展建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，能夠有效促進(jìn)建筑工程的高質(zhì)量建設(shè)，文章首先對地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要難點(diǎn)展開分析，然后就地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)存問題進(jìn)行探討，最后提出幾點(diǎn)建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計策略，希望可以對相關(guān)人員起到一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;地下室結(jié)構(gòu);設(shè)計見解

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，建筑行業(yè)也取得了驕人的成績，人們不但關(guān)注建筑物的規(guī)模，還對建筑的品質(zhì)提出了更高的要求。高層建筑的大力發(fā)展，已成為我國建筑工程建設(shè)中的重要組成部分，其工程品質(zhì)必須予以高度重視，不容忽視。為滿足結(jié)構(gòu)安全及建筑功能需求，高層建筑一般都會設(shè)有地下室，且地下室的層數(shù)有不斷增加的趨勢，因此，加強(qiáng)對建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究，便成為當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展中的重要課題之一。只有把握住建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計關(guān)鍵點(diǎn)，才能有效提升建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要難點(diǎn)

和一般建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計相比，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計要求相對較嚴(yán)，結(jié)構(gòu)設(shè)計工作內(nèi)容較為復(fù)雜，設(shè)計師在地下室結(jié)構(gòu)規(guī)劃過程中，應(yīng)對多種因素進(jìn)行全面考量，如地下室功能用途、地下室消防通風(fēng)、地下室民房要求、地下室設(shè)備線路等，保證地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容的全面性，設(shè)計方案實(shí)施的合理性。與此同時，設(shè)計師應(yīng)對地下室常見滲水問題予以全面考量，做好地下室防潮、防洪設(shè)計工作，避免建筑工程因地下室防水設(shè)計不當(dāng)而受到破壞，產(chǎn)生裂縫等問題。除此之外，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計工作人員應(yīng)對未來施工工作開展方便性、施工工作順利性予以考量。

2、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題

隨著高層建筑的不斷增多，地下室工程也越來越多，且對于高層建筑的安全穩(wěn)定性起著基礎(chǔ)性作用，為此做好地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計對于提高建筑的整體穩(wěn)定性具有十分重要的意義。然而在實(shí)際設(shè)計施工中，由于地下室工程包含的專業(yè)較多，且地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計施工需要考慮的因素很多，地下室施工環(huán)境復(fù)雜，所以在設(shè)計上難度很大且需要花費(fèi)大量的資金人力。一般而言，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)包含防水防火、基本功能、人防、裝備住房以及管路、地下水道、積水、進(jìn)風(fēng)、朝向等方面的設(shè)計，尤其對于大底盤地下室的高層建筑而言，還要做好抗浮抗震設(shè)計，一旦某一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或沒有完全和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符就可能會影響其他環(huán)節(jié)施工，影響整個地下室結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性。目前在技術(shù)方面，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計主要存在的問題包括：第一，結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計問題，即對于地下室基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如外墻、底板等部分的設(shè)計施工而言，不管是施工材料、模板設(shè)計還是施工工藝還有較大的提升空間。第二，關(guān)于地下室結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中只要出現(xiàn)不合理就可能會影響整體建筑的穩(wěn)定，使抗震能力下降。同時地下室要承受上部建筑物的壓力，在這部分壓力超過地下室結(jié)構(gòu)自身可以承載的能力后就會出現(xiàn)不均勻沉降從而使建筑發(fā)生下沉或變形，影響整個建筑物的安全穩(wěn)定。第三，關(guān)于地下室抗浮和抗?jié)B漏的設(shè)計問題。在一些高層、多層和超高層房屋建筑的地下室中，之所以會出現(xiàn)滲漏問題，主要和施工縫沒有嚴(yán)密處理、混凝土本身抗?jié)B性能不好以及結(jié)構(gòu)變形有關(guān)。第四，關(guān)于地下室結(jié)構(gòu)超長問題。

3、建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵點(diǎn)

3.1明確建筑地下室的層高

在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，一定要明確其層高，這關(guān)系到地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計層高的確定，需要考慮多個方面，一方面要先了解建筑地下室的使用功能，掌握其特點(diǎn)，另一方面要看地下室結(jié)構(gòu)形式，及其設(shè)備管線的排布狀況等，還要注意地下室排水和有無人防等問題。基于施工的實(shí)際情況，綜合考慮各項因素，采集相關(guān)數(shù)據(jù)作為依據(jù)，以制定出合適的設(shè)計方案，在不影響地下室的實(shí)用性基礎(chǔ)之下，選擇適宜的地下室層高，盡量減少地下室施工成本。

3.2抗浮設(shè)計

在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，抗浮設(shè)計十分重要，必須加以重視，否則會帶來極大安全隱患，造成不良的社會影響，出現(xiàn)工程事故而造成經(jīng)濟(jì)傷的損失。為避免這些情況的出現(xiàn)，則必須實(shí)施可續(xù)的抗浮設(shè)計工作。在地下室滿足建筑凈高、設(shè)備管線要求范圍內(nèi)，可適當(dāng)?shù)亟档偷叵率业膶痈撸x擇小柱網(wǎng)、無梁樓蓋等方案，從而降低地下室的埋深，減小抗浮力。

為了使地下室結(jié)構(gòu)的重量達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求，則可充分利用基板、頂板加載等方式，來提升建筑物自身的重量。這種設(shè)計處理方式在操作上較為簡單，也比較常見，可通過設(shè)計抗拔樁來達(dá)到良好的浮沉設(shè)計效果。

3.3地下室結(jié)構(gòu)超長處理

在實(shí)際設(shè)計過程中，考慮到建筑效果、結(jié)構(gòu)布置等多方面因素，地下室部分很容易出現(xiàn)超長狀況，這將不利于提高地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，需要采取有效的措施來加以應(yīng)對。而當(dāng)?shù)叵率疫^長時，會因為溫差和混凝土收縮產(chǎn)生裂縫，對地下室板、梁產(chǎn)生拉應(yīng)力，對墻、柱產(chǎn)生附加彎矩。工程中常采用以下幾種方法來進(jìn)補(bǔ)償。

（1）當(dāng)?shù)叵率页鲆?guī)定長度不多時，在結(jié)構(gòu)受力較小部位設(shè)置后澆帶來進(jìn)行處理，一般情況下，后澆帶寬度可設(shè)計在80cm至100cm范圍內(nèi)。

（2）工程計算過程中考慮溫度應(yīng)力的計算;對溫度應(yīng)力較大的部位采取加強(qiáng)措施，如加強(qiáng)超長方向框架梁和多跨連續(xù)次梁兩側(cè)構(gòu)造腰筋，并按受拉進(jìn)行錨固。

（3）在普通混凝土中摻加一定比例的微膨脹劑，從而約束混凝土構(gòu)件的收縮，以減少混凝土構(gòu)件的裂縫;對于地下室部分長度超出規(guī)定值較多時，常采用并用的措施，因此在處理實(shí)際工程過程中，應(yīng)合理把握。

3.4地下室外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

在設(shè)計地下室外墻結(jié)構(gòu)時，作用于地下室外墻上的荷載主要分為兩個部分，一部分是橫向荷載，包括地下水壓力、土壓力、人防等效靜荷載（有人防要求時）室外地坪活荷載等;另一部分是豎向荷載，包括了地下室頂板荷載、上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載、外墻的自身重量等。如果是一般的民用建筑，那么其室外地坪活荷載應(yīng)當(dāng)控制在5KN/m2，當(dāng)考慮過消防車時，則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來確定。

在設(shè)計地下室結(jié)構(gòu)之前，首先需要根據(jù)勘察單位提供的地質(zhì)勘察報告，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，來計算水壓力、土壓力。其次，根據(jù)結(jié)構(gòu)地下是外墻、頂板及底板的結(jié)構(gòu)布置，合理地選取地下室外墻的計算簡圖模型。

結(jié)語：

建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計，是建筑工程建設(shè)中一項重要組成部分，需要予以重視。這是一項系統(tǒng)化工程，需要進(jìn)行綜合性考慮，不斷地嘗試，創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，以獲得最佳的建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。希望通過上文的論述，能夠幫助到地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。

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