建筑工程地下室結構設計剖析

劉偉躍

摘要：現在，高層建筑普遍都會設有地下室，隨著施工技術的不斷發展，建筑的地下室層也逐漸增加。地下室結構的設計是建筑設計中不可缺少的部分，也是設計過程的內容中相對困難的部分，因為地下環境的不穩定性、地理條件、基礎不均勻沉降等許多因素會影響地下工程的設計質量。本文就地下室結構設計的重難點進行剖析。

關鍵詞：建筑工程；地下室；結構設計

中圖分類號：TU93 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）11—165—02

前言

深層剖析建筑工程地下室設計中的重難點，能促進行業內建筑設計工作者地下室結構設計的技能，提高建筑物的整體質量，也有助于提高我國建設工程的地下室設計的整體能力。地下室的設計，需要關注幾個關鍵的點，只有正確處理和應對這些關鍵點的設計，才能真正實現建筑地下室結構設計質量的提升。

1地下室結構設計重難點概述

地下室工程涉及內容非常復雜，在地下室的建筑結構設計中，需要綜合考慮防火、使用功能、人民防空要求、設備和管道、道路、排水、通風、照明等各種專業間的協調合作。對于大底盤地下室的高層建筑群體來說，塔頂部分在使用階段通常不會出現抗浮問題，但樓底和純地下室往往存在抗浮不符合標準的情況。因為實際的地下室抗浮設計傾向于考慮正常使用極限狀態，對施工過程和洪水的關注更少、考慮不足，因此也會造成施工過程中因為抗浮不夠而出現局部破壞，加上地下室防水工程是一項系統工程，涉及許多方面，如設計、施工、材料選擇等多個因素，因而使得地下室結構設計困難重重。

2地下室結構設計的幾個關鍵

2.1平面結構設計

在建筑地下室設計中，地下室平面結構設計是一個關鍵的設計，但這個關鍵設計其影響相對較小，只需要確保足夠的承載力和空間布局合理的程度就可。如建筑地下室平面結構設計是基于建筑面積、分布和建筑的戶型設計，住宅設計中，地下室平面結構設計應該讓每個房間空間壓縮在合理的程度上，地下室盡可能更多的空間，讓更多的人可以使用，和酒店地下室平面結構設計是完全不同的應該設計一個停車場，在保證足夠的承重的情況下，試圖設計一個足夠大的停車位。地下室平面結構設計應該考慮到開發人員的意圖、承載力、建筑功能等的基礎上，其設計可以保證科學性和合理性。

2.2抗震設計

一般來說，地下室是抗震設計的常見問題：在多層建筑中，地下室的埋深是不夠的。在現代的地下室的結構設計中，考慮抗震性能是很重要的，尤其是在一些地震多發地區。地下室的抗震性能設計，應當保證足夠深度的地下室髏越高，為了改善其抗震性能，地下室的埋深越深。房屋的層數和地下室層達到了10層，根據層高度和最高范疇應該滿足高規12.1.8的相關埋深要求。此外，地下室的抗震性能高度和地下室的墻壁結構、材料密切相關，建筑師在地下室設計的過程中應當根據實際的施工設計圖紙、科學方法的應用的墻壁地下室，實現地下室的抗震能力的預期標準。此外屋頂和上層建筑的地下室牢固貼合，地下室建筑的抗震等級應部分和地面地震等級是一樣的，例如，地震等級的建筑是二級的，所以建筑的地下室的抗震也應達到二級水平，確保建筑地震整體的穩定性，以免由于地下室的抗震性能低，導致建筑物倒塌。

2.3抗滲抗浮設計

如果是在淺層地下水位，或在雨中更多領域建設，對地下室層建筑的二樓，常規都要考慮到使用階段的抗浮問題。純地下室面積，裙房的位置可能是抗滲透率不符合要求。因此，對于建筑地下室的滲透性、抗浮設計也是非常重要的，也是建筑整體質量和安全的重要內容。具體可以采取以下措施來改善建筑地下室的滲透性航浮性能：在相關建筑設計條件允許，提高建筑的高度基坑底部的設計，這樣就可以在一定程度上，可提高抗浮、滲透效果；盡可能的采用無梁樓蓋和寬扁梁應用，可以有效地減少地下室的高度航浮水位的降低，增加建設抗浮、滲透阻力，增加地下室的重量，可以使用襯底加載和側壁加載和屋頂加載方式，這種方式相對容易實現，應用程序在施工過程非常簡單和方便。設計抗拔樁，此辦法是抗滲抗浮設計很常用的方法之一。抗拔樁一般情況都要嵌入到埋藏淺、堅硬的基巖之內，但因受施工條件和造價因素的制約，抗拔樁入巖一般不深，這就需要施工過程中對樁端進行灌漿處理。若上覆土層厚度太大，抗拔樁進不到基巖處，那就需要在樁下部設擴大頭，提高抗拔樁的抗拔能力。

2.4結構超長情況處理

整體設計要求施32，超長地下室結構經常發生。很多情況下超出40～60m。盡管在溫度效應的觀點，地下室是受影響相對較小的，但地下室所處的環境影響是更大的，所以設計應當采取有效防止裂縫。在這種情況下，地下室在溫度和濕度的影響很小，但很容易受到周圍環境引起的壓縮力和約束力，并且產生裂縫，因此，最重要的問題是如何采取有效的手段來控制地下室超長結構裂縫產生。一般來說，可以采用添加后澆帶的方法，普通設計的后澆帶寬度80厘米到100厘米，倒帶的鋼筋的保護下不容易斷裂，在超長的情況下，后澆帶的寬度應該適當改變，據圈鋼需要的最小尺寸和圈需要空間來確定實際的操作。此外，把微膨脹劑摻到混凝土內；超過六十米的地下室結構設置膨脹加強帶；采取相應辦法提升鋼筋混凝土抗拉力。目前，在實際工作中，已經竣工投產的多個建筑，在應用上述方法并進行合理施工的前提下，其應對結構超長的能力已經超過了設計規范上的相關要求。

2.5外墻結構設計

地震會對地下室結構幾乎沒有影響，而且沒有成熟和簡單的計算方法考慮地震作用，風荷載在地下室外墻平面內形成的內力比較小，外墻垂直荷載產生的內力的結構是安全的，且不具控制功能。具體來說，建筑物的地下室外墻的壓力需要從兩個方向，一個是垂直的方向，一個是水平和垂直方向的壓力，從地下室建筑的質量上，橫向壓力來自于建筑周圍的土壓力。此外，大風還會使建筑物的地下室一定壓力的增加，建筑設計應充分考慮地下室在不同條件和情況下壓力的形勢下，通過合理的設計，以確保建筑地下室墻在各種情況下可以保持足夠的負載能力。在建筑地下室需要首當其沖的水平和垂直方向相對準確的估計后在進行建筑地下室外墻施工，水和鋼筋混凝土的比例用于合理的規定，以確保地下室外墻抗壓能力，同時確保成本不會超過預算。

2.6頂板結構設計

地下室頂板是地下室與上部連接和聯合部位，其質量和性能關系建筑地下室和上層建筑的功能協作，因此，對于地下室屋頂的設計也應注意。地下室頂板結構的設計應充分考慮設備行高和保護土壤的基礎上。地下室頂板結構設計，其承載力計算值應當合理就算，充分考慮建筑的功能高度、建筑的功能、建筑面對惡劣的環境等。對于某些特定功能的建筑，地下室也需要考慮防爆艘其爆破動載荷達到消防車作用板面的爆動荷載，為了確保爆炸后建筑地下室能夠起到穩定建筑整體的作用。地下室頂板結構設計，功能是基于實際情況，準確的負荷計算結果的基礎上。相關建筑設計人員，在地下室頂板結構設計的過程中應該注意這一點，充分考慮地下室頂板設計考慮因素，為了避免考慮設計不充分造成的漏洞，導致嚴重的后果。

3結語

地下室結構設計是建筑工程設計中比較復雜和重要的部分，地下室工程占整個工程造價比例越來越高，此結構設計合理與否對于工程造價，結構安全和正常使用有直接影響。建筑設計人員應當充分考慮各種影響因素，通過合理、可行的手段，對地下室的相關結構進行良好的設計，從而提升建筑整體的質量，增加建筑的穩定性和其他相關功能。