淺談建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：1008-925X(2012)O7-0120-02

摘要：在我國，隨著經(jīng)濟的發(fā)展與社會的進步，建筑行業(yè)逐漸獲得較快的發(fā)展。同時，隨著人們生活水平的提高，人們對于生活、工作以及學(xué)習(xí)的需要不斷提升。目前，在建筑工程中，地下室的建立與設(shè)計不斷受到人們的關(guān)注與重視。

因此，了解建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計具有重要的作用與意義。

關(guān)鍵字：建筑工程；地下室；結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著城市化的推進以及城市經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑由于技術(shù)、經(jīng)濟、使用等各方面的因素，一般都設(shè)有大底盤地下室，通常為l～2層，隨著建筑物高度的不斷增加。地下室的層數(shù)也隨之增加。人們對地下空間需求的不斷增長，致使裙房的底盤面積在增加。地下工程在整個建設(shè)項目中所占的比重越來越大。由于地下工程材料消耗大、建造周期長、施工難度大，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞將會對整個項目的設(shè)計周期、施工工期以及建造費用產(chǎn)生巨大的影響。另外，地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計比較復(fù)雜，也容易出現(xiàn)質(zhì)量問題，因而對設(shè)計和施工有一定的特殊要求。

一、地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的問題

地下室工程涉及的專業(yè)極為復(fù)雜，在建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設(shè)備用房及管道、坑道、攤水、通風(fēng)、采光等各專業(yè)的配合。對于具有大底盤地下室的高層建筑群體而言，塔樓部分一般在使用階段不會存在抗浮問題，但裙房及純地下室部分經(jīng)常會有抗浮不滿足要求的問題。主要的技術(shù)問題有：一是結(jié)構(gòu)平面設(shè)計問題；二是抗震設(shè)計問題；三是地下室抗浮、抗?jié)B設(shè)計問題；四是地下室結(jié)構(gòu)超長問題；五是外墻結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。

二、建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容

其一，結(jié)構(gòu)平面設(shè)計。在高層建筑的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需綜合考慮防火、使用功能、人防要求、設(shè)備用房及管道、坑道、排水、通風(fēng)、采光等各專業(yè)的配合。例如地下室的長度超過設(shè)計規(guī)定長度時，需要與結(jié)構(gòu)專業(yè)配合，確定是否設(shè)置變形縫，通常應(yīng)盡可能少設(shè)或不設(shè)變形縫，因為設(shè)置變形縫會使得變形縫處的防水處理變得復(fù)雜。設(shè)計人員可以通過設(shè)置后澆帶和合理使用混凝外加劑或地上設(shè)縫、地下不設(shè)縫等方式，達到不設(shè)縫的目的。若地下室過長依靠設(shè)置后澆帶的方法難以解決，設(shè)計人員應(yīng)合理地調(diào)整平面將地下室分割成幾個小地下室，中間用較窄的通道相連，以滿足使用及管道相連的要求，而將變形縫設(shè)置在通道處，這樣可以使接縫較少且處于受力較小處，便于補救。在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)合理地設(shè)置采光通風(fēng)井，若高層建筑采光通風(fēng)井位置設(shè)計不當(dāng)，例如在側(cè)壁外作附加通長采光井，而采光井外壁又不能與地下室頂板整體連接，會造成地下室保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定功能的喪失，不能有效地將上部的地震及風(fēng)力作用傳至側(cè)壁及地面，不能滿足高層建筑的埋深要求。

其二，抗震設(shè)計。根據(jù)施工圖審查要點，一般來講，對于半地下室的埋深要求應(yīng)大于地下室外地面以上的高度，才能不計算其層數(shù)，總高度才能從室外地面算起。地下室的墻柱與上部結(jié)構(gòu)的墻柱應(yīng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一。對地下室頂板室內(nèi)外板面標高變化處，當(dāng)標高變化超過梁高范圍時則形成錯層，應(yīng)采取一定的措施進行處理，否則不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的部位。相關(guān)規(guī)范明確規(guī)定，作為上部結(jié)構(gòu)部位的地下室樓層的頂樓，蓋應(yīng)采用梁板結(jié)構(gòu)，地下室頂板為無梁樓蓋時不應(yīng)作為上部結(jié)構(gòu)的部位。結(jié)構(gòu)計算應(yīng)向下計算至滿足要求的地下室樓層或底板，但剪力墻底部加強區(qū)層數(shù)應(yīng)從地面往上計算，并應(yīng)包括地下層。

其三，合理的防水設(shè)計。由于地下水的存在，故地下室防水設(shè)計是一項十分重要的工作，甚至是決定地下室設(shè)計成敗的關(guān)鍵。在防水設(shè)計時應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、使用要求、重要性等合理確定防水等級，根據(jù)防水等級確定防水層數(shù)。無論防水等級為幾級，地下室混凝土都應(yīng)為結(jié)構(gòu)自防水混凝土，防水混凝土的抗?jié)B等級應(yīng)根據(jù)水頭高度與混凝土壁厚度比確定，不得人為自行降低。根據(jù)防水等級要求，建筑地下室僅一道防水混凝土是不能滿足要求的，故一般應(yīng)做卷材防水，防水卷材在選用時應(yīng)考慮到地下室環(huán)境惡劣、無法更換的特點，盡量選用耐久性好的卷材。

其四，地下室抗浮、抗?jié)B設(shè)計。地下水位及其變幅是地下室抗浮設(shè)計的重要依據(jù)。實際在地下室抗浮設(shè)計時僅考慮正常使用的極限狀態(tài)，而對施工過程和洪水期重視不足，因而會造成地下室施工過程中因抗浮不夠而出現(xiàn)局部破壞。另外，在同一整體大面積地下室的上部常建有多棟高層和低層建筑，由于地下室的面積較大、形狀又不規(guī)則，且地下室上方的局部沒有建筑，此類抗浮問題相對難以處理，須作細致分析后再進行處理。地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計除應(yīng)滿足受力要求外，抗?jié)B也是其中一個重點。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常帶裂縫工作，要達到抗?jié)B目的，一般可采取以下措施：一是補償收縮混凝土。在混凝土中摻微膨脹劑，以混凝土的膨脹值抵消混凝土的最終收縮值。當(dāng)其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時，即可控制裂縫；二是膨脹帶。混凝土中膨脹劑的膨脹變形不會完全補償混凝土的早期收縮變形，而設(shè)置補償收縮混凝土帶可以實現(xiàn)混凝士連續(xù)澆注無縫施工；三是后澆帶。后澆帶作為混凝土早期短時期釋放約束力的一種技術(shù)措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛應(yīng)用。

三、結(jié)束語

總之，一個安全、適用、合理的地下室，合理的設(shè)計是前提，并在參建各方的通力合作下，不斷探索和創(chuàng)新，只有這樣，才能更加合理有效地開發(fā)利用地下空間。

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