建筑工程中地下室結構設計探討

文/牛兆暉、湯愛博 青島拓界建筑設計有限公司 山東青島 266011

1、地下室結構設計中的問題分析

1.1 抗浮問題分析

針對地下室的抗浮問題，要設定科學合理的抗浮設防水位，根據具體的地下水水位要求進行研究和實時勘查，采用平板式筏板基礎、增加地下室的重量、設置抗浮樁等方式方法去解決地下室的抗浮問題。

1.2 不均勻沉降問題分析

地下室的不均勻沉降問題可以采用人工處理地基的方法去降低地基處理的程度，主體結構采用樁基礎、主體結構部分采用整體基礎也能達到較小的最終沉降量，還能充分發揮不同基礎形式的作用和優勢，有利于工作人員進行相關的計算，確定最終的設計方法。

1.3 地下室結構超長問題分析

地下室結構的超長問題在建設中時常遇到，要解決這類問題必須設置伸縮后澆帶或者采用低強度的等級混凝土、粉煤灰混凝土技術、設置膨脹加強帶、適當加大分布鋼筋配筋量等辦法去完善這類問題。

1.4 人防地下室的問題分析

對于人防地下室的結構設計要特別注意人防構件的最小截面尺寸取值問題，按照國家的標準進行設計，使頂板的最小防護厚度、混凝土厚度都能實現建筑面層的防護作用。此外，人防構件的荷載取值問題、人防底板的荷載控制問題也是建設過程中必須要注意的設計問題。在考慮防空地下室在核爆動荷載作用下的動力分析時要采用等效靜荷載法進行計算，人防地下室的設計還需要考慮人防底板的荷載起控制作用。

2、建筑工程地下室結構優化設計

2.1 地下室的基礎設計

由于地下室在設計的過程中會受到地質或者是地下水位的影響，因此，在進行設計之前要對地下結構進行細致地勘查。相應的施工人員要對地下室結構做到胸有成竹。同時，在設計的過程中可以采用管樁基礎的設計方式，主要是為了能夠降低沉降。進行地下室設計的過程中要嚴格控制各個層次的材料。比如，強風化巖或者是中風化巖等就應該應用到持力層。只有加強巖層的承載能力，才能保證地下室的堅固性和穩定性。

2.2 地下室結構設計中的頂板設計

在針對建筑物的地下室結構設計中，其中頂板是對于上部建筑的一個具有水平約束作用的支座，所以其剛度越大其對于上部的約束能力就會更好。所以說在針對地下室結構中頂板的設計中厚度通常都會大于160mm。對于人防地下室來說還需要讓頂板的厚度必須滿足人防的特殊要求。

根據我國有關建筑物抗震的技術規范來看，在建筑物的地下室結構設計中頂板作為對于上層建筑物的嵌固端，對于樓板的厚度以及施工中所用混凝土的強度和樓層側向剛度都提出了更為具體的要求，并且地下室層數不宜少于兩次。有關技術規范來固定處地下室作為建筑物的上部結構嵌固部位所以地下室的頂樓頂板必須要選擇梁板結構才可以滿足安全要求。這就意味著建筑物物的地下室的層數并不簡單的由地基基礎的深度來決定，還需要考慮到其他的因素。在對地下室的結構進行計算的時候應該要一直計算到可以滿足嵌固端需求的地下室樓層或者底板。

2.3 地下室結構設計中的外墻設計

在針對建筑物中的地下室結構設計中外墻部分的設計匯總主要是需要考慮到彎矩的調幅，其底部應該為固定支座，也就是底板需要設計為外墻的嵌固端來保持穩定，還需要考慮到荷載的各種分項系數，在存在多層地下室的時候需要考慮到多跨連續計算。例如說側壁的底部彎矩需要其相鄰的底板彎矩大小數據一樣，同時抗彎能力不應該小于側壁，同時還需要其厚度與配筋量進行匹配。這種為題在針對地下車道中最經常出現。車道的側壁主要為懸臂構建，所以其底板的抗彎能力不可以低于側壁底部的抗彎能力。在樓梯間等位置的地面處開洞處外墻的頂部如果沒有樓板支撐的話，計算模型和配筋構造等都需要與現實相符。除了在與外墻相垂直的方向上存在有鋼筋混凝土內隔墻互聯的外墻或者如果扶壁柱的截面面積較大的話那么就需要按照雙向板來對配筋進行計算。在豎向上，荷載較小的外墻扶壁柱內外側的主筋也都需要進行適當加錢來保持地下室結構的穩定性。在針對地下室的外墻進行設計的時候需要對裂縫的寬度進行計算，寬度不得超過O.2mm并且不可以貫通。

2.4 下室抗浮、抗滲設計

2.4.1 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。當其差值大于或等于混凝土的極限拉伸時，即可控制裂縫；

2.4.2 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，而設置補償收縮混凝土帶可以實現混凝士連續澆注無縫施工；

2.4.3 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措施，較長久性變形縫已有很大的改進并廣泛應用；

2.4.4 提高鋼筋混凝土的抗拉能力。混凝土應考慮增加抗變形鋼筋，如側壁增加水平溫度筋，在混凝土面層起強化作用；側壁受底板和頂板的約束，混凝土脹縮不一致，可在墻體中部設置一道水平暗梁抵抗拉力。當然，在采取以上措施時，同時要注意混凝土的養護。

2.5 地下室抗震設計

2.5.1 當地下室頂板作為上部結構嵌固端時，地下一層的抗震等級應與上部結構相同，地下一層以下抗震等級可逐漸降低一級；對于標準設防類（丙類）建筑，6、7度時不宜低于四級，8度時不宜低于三級，九度時不宜低于二級；對于重點設防類（乙類）建筑，6度時不宜低于四級，7度時不宜低于三級，8度時不宜低于二級，9度時應專門研究。地下室中無上部結構部分，可根據具體情況采用三級或四級。除九度外，上部結構以外范圍較大的地下室結構可采用三～四級。

2.5.2 地下室的墻柱與上部結構的墻柱應統一。

結語：

地下室結構設計是一項綜合性很強的工作，涉及的內容繁多復雜，因此在設計時應綜合考慮到地下結構的各個環節，即：結構平面設計、地下室頂板的結構設計、地下室外墻的結構設計、地下室抗浮設計、地下室抗震設計、保護層和墊層厚度等，以期能使地下室結構方案能滿足建筑工程的功能需求，從而確保建筑的正常使用。