鋼筋混凝土地下室結構設計探討

摘要：隨著我國經濟的快速發展，建筑行業的發展日新月異，為整個社會創造了巨大的財富，深刻影響了人們的日常生活。鋼筋混凝土結構在建筑行業中得到了廣泛的應用，文章以此為基礎，對地下室結構設計情況進行了分析，以期為相關工作人員提供一定的借鑒。

關鍵詞：鋼筋混凝土;地下室;結構設計

近些年來，隨著社會經濟和房地產業的發展，城市建設中出現了大量的地下室，特別是高層建筑的地下部分。因為考慮高層建筑物的埋深要求，一般都會設置地下室。將設備用房、生活水池、消防水池和汽車停車位等設在地下室，既能充分發揮地下室作用，又能滿足基礎埋深的要求。因此，在建筑設計中，地下室結構設計日顯重要。現簡要論述地下室結構設計中經常遇到的幾個問題，與同行共同探討。

一、結構優化

地下室的結構與地面建筑有很大的不同，而且作業環境更加復雜，在設計方面，要充分圍繞結構展開。比如出現結構長度或者是寬度超標的問題，就需要對鋼筋進行保護，可以采用后澆帶的形式，結合鋼筋的性能，適當調節結構的大小，保證滿足施工的要求。至于混凝土的澆筑，可以添加一些效果明顯的膨脹劑，增強整個鋼筋混凝土結構的抗壓、抗拉以及抗震的能力。在具體的設計過程中，要結合現場的實際情況，合理選擇鋼筋的尺寸、大小和型號，保證設計的科學性和可靠性，同時要在圖紙上做好說明。這里需要注意的是，地下室結構會涉及很多管線，不只是自身結構的管線，還包括市政供水、供氣、供熱等管線，以及光纖電纜等通訊設施，在設計時，必須考慮這些管線的方向和布局，合理進行規劃和安排，避免造成不必要的影響，尤其是不能給周圍居民的生活帶來不便。設計人員要深入現場，優化鋼筋混凝土結構，保證地下室的施工符合國家標準。另外，在防火方面，一定要避免管線穿過防火卷簾的上方，這樣才能在關鍵時刻發揮防火系統的作用，保障人們的生命財產安全。值得一提的是，地下室的結構設計還要考慮周圍的景觀，做到因地制宜，爭取與環境相得益彰，這樣才能做到人與自然的和諧統一。比如根據綠化情況，適當增加地下室的通風口，或者是根據地面覆土的厚度，合理增加地下室的高度。

二、荷載計算

在對鋼筋混凝土地下室結構進行設計時，需要對荷載進行計算，而且需要從多方面進行考慮，比如建筑的重量、土體的性質等。地下室結構設計不僅要計算整個結構的荷載，還要梳理荷載的分布情況以及各個部位的具體值，設計人員要根據地下室的實際功能和用途，對荷載進行全面和細致的計算。以外墻為例，首先，要調整彎矩幅度，并且找到外墻的嵌固端，根據荷載分項系數，進行多跨連續計算，確保外墻的彎矩值達到施工標準。其次，設計底板時，要選擇那些抗彎能力強的底板結構形式，避免外墻發生變形。地下室結構形式確定后，就要建立地下室結構模型，根據模型計算地下室主要構件的截面尺寸和配筋，并根據設計圖紙核算出實際的鋼筋使用量。最后，地下室基本都會涉及一些車道，要考慮底板產生的集中應力對外墻的影響，并且做好預防工作。一般而言，要參照外墻設計的參數，對外墻受到的水平應力進行處理，保證受力均衡，而在配筋量的計算上，有兩種標準，一種是雙向板配筋量，一種是單向板配筋量，需要根據其與外墻的方向以及外墻截面面積的大小確定。如果豎向荷載較小，可以增加外墻內側的鋼筋數量，并減少水平方向的鋼筋數量，當外墻荷載計算完畢并且符合施工要求后，還需要進一步考慮底板的影響，尤其是不能忽視底板的厚度問題。鋼筋混凝土地下室結構的底板厚度，考慮防水、抗浮等要求，底板厚度不低于250mm。在實際設計和施工過程中，考慮防水、抗震、抗浮等方面的問題，底板厚度一般在250～400mm，人防地下室底板厚度一般在400～600mm。

三、地下室的抗浮設計

（一）配重抗浮

增加地下室的自重，使地下室的自重大于最大抗浮水位的浮力。對于采用淺基礎的地下室可采用增加配重的方法進行地下室的抗浮。配重抗浮一般有三種方法，一是在底板上部設低等級混凝土壓重;二是設較厚的鋼筋混凝土底板;三是在底板下部設低等級混凝土掛重。當建筑物的自身重度與浮力相差不大時，應盡量采用配重抗浮，對工程造價的影響小，投產后亦沒有管理成本。

（二）抗拔樁

抗拔樁是利用樁側摩阻力和自身重度來抵抗浮力，樁型可采用灌注樁或預制樁等，樁數和樁長應通過計算確定。對于樁筏基礎，樁距不宜過大，否則會增加底板厚度。對于樁承臺基礎，除了計算抵抗上部結構自重的樁數外，還應計算兼做抗拔樁的樁數是否滿足抗浮要求。采用樁基礎作為地下室部分的基礎形式的建筑可采用抗拔樁進行抗浮設計。

（三）錨桿

錨桿是在底板和其下土層之間的拉桿。錨桿的直徑一般為150～200mm。錨桿抗浮有三個問題需要注意，一是受力計算與錨桿布置問題，以巖石錨桿基礎為例。對設計等級為甲級的建筑物，單根錨桿抗拔承載力特征值Rt應通過現場試驗確定;對于其他建筑物可按下式計算：Rt≤0.8πd1Lf。d1為錨桿直徑，L為錨桿長度，f為砂漿與巖石間的粘結強度特征值。二是施工問題，錨桿的施工需有專門的機械，施工前要進行試驗。同時，較長的錨桿在施工時有一定的難度，如何控制鋼筋偏移，如何使注漿飽滿，如何避免錨桿拉斷等都是施工難題。三是適用性，底板下土層為淤泥、卵石、沙層時，錨桿不易成孔，也不宜采用錨桿。但當底板下有堅硬土層且深度不大時，設錨桿不失為一種即簡便又經濟的方法。

四、結語

鋼筋混凝土地下室結構的設計工作異常復雜，為了保證地下室結構設計的質量，除了設計保持自身的嚴禁、科學，還與采購、施工以及管理等流程有著一定的聯系。在具體的設計過程中，需要考慮多方面的內容，爭取提高設計工作的科學性和準確性。

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作者簡介：姓名：韓功卿（1987.05.07），性別：男，籍貫：遼寧省大連市，學歷：本科，畢業于大連理工大學，現有職稱：中級工程師，研究方向：結構工程。