對高層建筑地下室結構設計問題的幾點思考(1)

李鐵錚

摘要：由于我國人均占地面積越來越緊張，因此在城市發展建設過程中高層建筑成為緩解人口壓力的主要措施。但是伴隨著高層建筑而生的就是地下室的修建，在我國幾乎所有的高層建筑或多或少都會修建地下室，因此，高層建筑地下室的修建結構問題就成了我們需要重點思考的對象。

關鍵詞：高層建筑;地下室;結構設計問題;思考

目前，我國經濟的發展速度在不斷加快，在城市建設發展中各種用途的建筑修建的越來越高，高層建筑已經成為城市發展的代表性產物。但是這類建筑通常情況下都會建有地下室，其一，為了加深高層建筑的地基，讓其修建更穩固;其二，地下室的修建可以減少地面停車用地，還可以用于商業發展或者是用于儲存，如果有需要還可以作為安全防護設施使用。對于地下室修建的結構設計要求和工程造價都相對較高，不僅要確保地下室的使用性能，還要實現抗裂防水等，因此，地下室修建通常會在整個工程中占據較重比例。因此在實際施工過程中會對其結構設計造成影響的因素非常多，而且需要將諸多技術因素融合到設計當中。諸如地下室的沉降計算、抗浮計算等都是地下室結構設計中必不可少的部分，如果結構設計存在不合理的地方，那么對于整個建筑來說都存在非常大的安全威脅。

一、高層建筑地下室結構設計中常見的問題

（一）地下室的層高問題

一般情況下是在高層建筑整體施工方案出來之后才會進行地下室結構設計，因此，結構設計就要在確保建筑整體沒有大幅度調整和變動下進行。通常來說，地下室的層高會預留調整的空間。然而地下室的樓層數量會對高層建筑的整體施工帶來直接影響，原因是地下室修建的層數越多就會對降水、基坑支護、抗浮水位、工期及土方開挖等要求越高[1]。因此，如果修建的地下室層數多的話設計人員一般會采取降低層高的辦法來緩解施工壓力，同時這也是降低地下室總高度的最佳方式。針對這類問題通常情況下就是在修建過程中是將頂板樓板換成預應力空心樓板或無梁樓蓋等。但是將這些結構形式作為地下室的頂板時其無法作為上部結構的嵌固部位。在整體施工計算中應該將這些問題都考慮在內，但是剪力墻底部加強區的層數不僅要包含地上建筑部分還要將地下建筑部分均算入其中。在柱網布置設計方面，可以通過合理調整地下室的結構形式降低其層高。這些措施的主要目的都是為了合理降低地下室修建的成本，但是，這些內容容易被設計人員忽略。

（二）地下室由于各種因素而出現變形裂縫的問題

相對于低層建筑物而言，高層建筑物容易出現的變形縫通常為這幾種：防震縫、沉降縫及伸縮縫等。防震縫會將高層建筑結構分成幾部分形體簡單的獨立個體[2]。在對建筑物設置防震縫的時候，可以靈活選擇其設置位置是否斷開。將建筑物從正負零以上斷開就會形成伸縮縫，其主要作用就是避免高層建筑因為溫差過大而造成損壞。而沉降縫的存在是為了確保建筑在沉降過程中可以保持均衡，減少建筑物因為沉降而遭到損壞。在對任何建筑物設置這三種變形縫的時候，都一定要進行全面考量。在高層建筑物下修建地下室，其中基礎的要求就是防水，但是這其中最難做防水的部分就是變形縫，但是如果這個環節如果沒有處理好，就會導致地下室出現滲水的問題。因此，在對地下室結構進行設計的時候，應該合理設置變形縫和后澆帶，用這種方式來確保變形縫的防水安全性。

二、高層建筑地下室結構設計的解決措施

（一）地下室抗震結構

通常而言，在高層建筑物設計方案中，所涉及的最重要的環節之一就是抗震能力設計，而且，地下室的抗震性能會直接對整個高層建筑物的抗震能力造成影響。在對地下室進行抗震結構設計的過程中，應該對地下室的高度和層數進行全面考慮，所以，在進行高度計算的時候，應該將其地下室的部分排除掉，將高層建筑物的地上部分進行計算[3]。我國的高層建筑物地下室結構設計的相關標準提出，在地下室結構設計中其頂樓上部結構不應該采用無梁樓蓋的頂板，通常為梁板結構。如果高層建筑地下室的頂板高度超標，就應該通過合理的計算處理之后才能進行上部結構設計。

（二）地下室抗浮、抗滲設計

通常而言，對高層建筑進行地下室結構設計的過程中常遇到的問題大致可分為以下幾類：①沒有按照相關規定對地下水位進行勘察，并且編成準確的數據報告，或者是這類數據報告中沒有涉及到浮力計算及地下水位的變動幅度，沒有對地下室的斜坡道的抗浮能力進行計算，地下室主體和修建的斜坡道之間的連接縫沒有得到良好的處理;②沒有進行合理的抗浮驗算，依據準確的地下水位數據可以有效驗算出地下室的抗浮力能力。在具體的設計方案中只考慮到通常情況下地下室的最大限度載荷量，以此推算出其抗浮能力。而沒有考慮到建設過程中自然變化情況下地下室的抗浮力的影響，如汛期[4]。這就會導致地下室在修建過程中由于設計的抗浮能力小于實際需求抗浮能力，而造成地下室部分位置出現損壞。除此之外，還會存在一個大面積地下室的上面同時修建多個建筑物的情況，這樣就會因為地面建筑分布不均，就會很難控制地下室的抗浮力，這就需要經過嚴格詳細的分析之后才可以進行地下室建設和地上建筑物的修建。

三、結語：

綜上所述，現代社會越來越多的高層建筑在城市中林立著，相對應的地下室結構設計也就成為擺在現代建筑設計人員面前的一道難題。由于這一問題直接關系到地下室修建甚至是整個建筑大樓的安全問題，應該引起重視。所以，作為新時代建筑設計人員，在對地下室結構進行設計的同時，一定要對其自身的特點及設計要點進行充分的掌握。如此，才可以保障地下室修建的合理性，進一步確保整個地上建筑結構的穩定性、使用性以及安全性，同時可以有效提高建設施工的整體質量。

參考文獻：

[1]徐霞. 高層建筑地下室結構設計中常見問題分析[J]. 四川建材， 2015（2）：57-58.

[2]張旭. 高層建筑地下室結構設計中常見問題分析[J]. 中國新技術新產品， 2015（15）：106-107.

[3]陳亮. 高層建筑地下室結構設計問題探討[J]. 建筑·建材·裝飾， 2015（3）：67-68.

[4]馮曉暉. 高層建筑地下室結構設計常見問題[J]. 工程技術：引文版， 2017（2）：00295-00295.