高層建筑地下室結構設計之我見

【摘 要】 隨著我國城市化進程的加快，我國土地資源越來越緊張，各個建筑單位都在尋找辦法充分利用土地資源，提高自身的經濟效益，而地下室的構建就是充分利用土地資源的表現之一。但是，在地下室建設中結構設計質量直接關系到了工程的施工質量，因此，為了保證高層建筑地下室建筑質量，我們要嚴格把握好地下室結構設計的質量。

【關鍵詞】 高層建筑；地下室；結構設計

近些年來，隨著經濟的發展，我國地下室建筑量也在增多，對于高層建筑來說，進行地下室設計存在著一定的有利之處，也存在著一定的危險性。有利之處是指地下室能夠提高高層建筑的承載力，不利之處主要是指如果地下室結構設計和施工不合理就會給主樓建筑質量帶來不良影響。尤其是對于高層建筑來說，地下室工程所涉及到的內容非常廣泛，因此，對設計者也提出了較高的要求。

一、平面設計基本要求

對于高層地下室的結構設計來說，在設計過程中，一定要充分考慮到“防火、排水、通風、使用、人防要求及各種管道、坑道配合問題。”地下室平面設計有兩個要求，第一是不設縫，對于這一要求，相關設計者可以利用澆帶、混凝土彌合等方式來實現。第二是管道相互連接，這一要求的實現方式為“分割地下室并用較窄的通道將其進行連接”。同時在設計過程中還要合理考慮地下室的通風和采光井的位置，避免該內容對整體結構的穩定性產生影響。

二、抗震設計基本要求

地下室結構設計的穩固性直接關系到了整個高層建筑的穩定性，因此，要做好地下室的抗震設計，地下室的抗震設計要求如下，第一，根據相關要求，地下室的墻體和柱體要同上部的結構相一致，這樣能夠保證結構的整體性，提高抗震能力。第二，要求計算時應該要向下計算，直至“滿足要求的地下室作為嵌固樓層”，但是，對于剪力墻部分的區層數計算時，應該從地面向上計算。第三，對頂樓蓋的要求，對于地下室的頂樓蓋來說，其最好應該使用梁板結構，以此作為“上部結構的嵌固部位”，如果該樓蓋沒有梁的設計，則不需要具有該部位。

三、抗裂設計基本要求

高層建筑本身的子重量就相對較大，再加上混凝土自身就存在著裂變性，因此，地下室墻體出現裂縫現象是非常普遍的，為了避免裂縫的出現，在整體結構設計中應該遵從以下要求。第一，設計“施工后澆帶”。通常情況下，為了保證施工中混凝土自身約束力的完全釋放，總是在施工中采用施工后澆帶的方式，目前，這種方式在地下室設計中是普遍采用的。第二，使用處理后的混凝土。地下室的結構具有特殊要求，因此，在混凝土使用方面也應該用處理后的混凝土，混凝土的處理方式是在混凝土中加入適當的膨脹劑，在設計中應該列出備選膨脹劑的種類，比如“UEA、HEA”等，加入膨脹劑的主要目的是要用膨脹劑所帶來的膨脹值來抵消混凝土自身的收縮值，這樣就能夠有利的避免混凝土收縮所造成的墻體裂縫等的出現，一定程度上能夠保證工程的施工質量。第三，布置膨脹帶并提高抗拉力，雖然采用處理后的混凝土能夠在一定程度上控制混凝土裂縫的出現，但是，該方式并不能完全的控制早期變形，因此，在設計中還要標明膨脹帶的設置位置。而提高抗拉力的方式就是通過配筋率的提高來實現，鋼筋的選擇也應該選用抗變形鋼筋。

通過以上方式的設計和布置，能夠很有效的提高地下室整體結構的抗裂性，為高層建筑工程的整體質量提高做出重要的貢獻。

四、抗浮設計基本要求

因為地下室是在地表以下進行施工的，因此，其必然會面臨著地下水的壓力，水的浮力會對工程造成一定的不良影響，為了避免這一問題的出現，我們要進行抗浮設計。而具體而言應該從以下幾個方面來著手，第一，提高基坑標高。對于該要求的實現可以通過筏板的選擇來實現，通常為了達到提高浮力的目的，都會選擇梁式的筏板，該板面就可以直接設計為地下室地面，這樣能夠“降低地下室層高，減少地下水位與地板的高差”，從而實現了設防水位的降低和抗浮能力提高。第二，樓蓋的選擇要合理。為了降低地下室結構的層高，進而提高抗浮能力，通常會選擇“寬扁梁或無梁樓蓋”。第三，適當設計底板和頂板的高度。對于提高抗浮力來說，最直接的方式就是增加地臺的重量，而地臺重量通常是同地下室底板和頂板間高度有正比例關系，因此，在設計地下室結構時，為了提高地下時的抗浮力就應該適當增加兩板之間的高度。但是，由于該方法會導致基礎承載壓力變大，對地基的要求會提高，在實際應用中很有可能會造成成本的增加，因此，在設計中要根據當地的實際狀況，盡量避免成本增加。第四，布置抗浮樁。抗浮樁的布置是需要根據不同的工程項目特征而定的，該特征是指地下室結構是否與高層建筑結構有聯系。如果是同高層建筑結構形成了整體結構，則需要采用壓重的方式來實現抗浮樁的布置，如果采用其他方式就很容易導致底板出現開裂現象。如果地下室結構是完全獨立的，就可以采用“抗浮錨桿、抗拔樁或壓重等方法”。

五、針對沉降的設計

對于“大底盤高層建筑群”來說，出現不均勻沉降問題是比較常見的，因此，在設計中要盡量采取措施，避免不均勻沉降的出現。首先，合理設置沉降縫。沉降縫是需要設置在高層建筑同地下室之間的，這樣就能夠保證地下室和高層建筑都各自沉降，但是，在設計該沉降縫時一定要提前做好防水、立面等的處理，以提高結構的穩定性。其次，高層建筑結構應用樁基基礎。該方式不但能夠很好的實現均勻沉降，還能夠保證地基的基本承載力要求，但是，該種方法的應用是有一定限制的，因為其造價相對較高，通常應用在“超高層建筑或地基持力層較差的建筑”。

結束語

高層建筑中地下室結構的設計中存在著較多的細節問題，在設計過程中一定要精細化研究和設計，本文主要從五個方面對高層地下室設計進行了研究，即平面設計基本要求；抗震設計基本要求；抗裂設計基本要求；抗浮設計基本要求；針對沉降的設計等，本文只是從經驗上進行了簡要論述，在實際設計中各個工程還是需要根據自身特點而進行設計。

參考文獻

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