高層房建工程中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計探究

馬海英　岳云沖

摘 要：如何提升高層建筑工程中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性，成為現(xiàn)階段建筑工程行業(yè)工作人員的工作重點。本文就高層房建工程中的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高層;房建工程;地下室結(jié)構(gòu);設(shè)計

1 高層房建工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的難點

地下室在現(xiàn)代高層建筑設(shè)計及施工中的應(yīng)用前景十分廣闊，許多設(shè)計機(jī)構(gòu)在進(jìn)行高層建筑工程設(shè)計時都極其重視地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，積極的運用了各種先進(jìn)的設(shè)計手段和現(xiàn)代化的設(shè)計理念。但是，地下室成本占據(jù)整體工程總造價中的成本占比非常高，并且由于受到建筑工程施工現(xiàn)場的地質(zhì)狀況、抗浮能力不達(dá)標(biāo)、沉降不均等多種因素影響，使得設(shè)計人員設(shè)計出的作業(yè)方案在實際的施工過程中常出現(xiàn)各種缺陷和問題。高層房建工程地下室設(shè)計中常見的難點如下：

1.1 變形縫處理難點

在房建過程中最常出現(xiàn)的變形縫主要包括沉降縫、伸縮縫和防震縫。沉降縫的設(shè)置應(yīng)該從上部到基礎(chǔ)底部全部斷開，把整體建筑分成多個部分，并且要確保每個部分的沉降都能夠保持均勻性，如此一來就能夠避免因沉降差異過大導(dǎo)致建筑出現(xiàn)開裂的破壞問題。伸縮縫一般都是從底部基礎(chǔ)以上把建筑物斷開，從而防止建筑物因溫度變化影響而發(fā)生開裂現(xiàn)象。對于高層建筑工程來說，應(yīng)該盡量避免設(shè)置防震縫，如果結(jié)構(gòu)的豎向或者平面布置不規(guī)則且無法調(diào)整時，可以設(shè)置防震縫將建筑劃分為相對簡單的結(jié)構(gòu)單元。防震縫可以結(jié)合沉降縫貫穿到地基，如果沒有沉降問題時，可以從地下室或者基礎(chǔ)以上貫通。如果遇到多層地下室，并且上部結(jié)構(gòu)是帶有裙房的多塔結(jié)構(gòu)時，可以用防震縫將裙房從地下室以上進(jìn)行分隔，同時好要確保地下室頂板具有極強(qiáng)的剛性和整體性，這樣就可以將地震所產(chǎn)生的剪力分散到不同的地下室部位。

1.2 地下室層高設(shè)計難點

一般情況下，地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計都是在確定了建筑方案后才進(jìn)行設(shè)計的，因此，在進(jìn)行地下室結(jié)構(gòu)設(shè)施設(shè)計時，一定要盡量與建筑設(shè)計相契合，而不能大幅度的調(diào)整建筑設(shè)計。地下室的層高直接影響著整個建筑的施工建設(shè)質(zhì)量，因為地下室層高會對基坑支護(hù)等產(chǎn)生影響，所以設(shè)計人員要盡量的對地下室層高進(jìn)行把控，通過科學(xué)地調(diào)整地下室建筑布局以及合理布置對柱網(wǎng)，從而有效的降低地下室的層高。地下室層高控制問題在地下室造價上具有重大意義，只是這方面的內(nèi)容常常被設(shè)計人員所忽視。

1.3 平面結(jié)構(gòu)設(shè)計難點

設(shè)計人員在對地下室的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，要從兩個方面考慮：一是地下室整體的承重能力，二是地下室的空間布置。不同的建筑項目工程對地下室的承重能力和空間布置的要求也不盡相同。例如，對于酒店和商場的地下室空間的設(shè)計，它的主要需求集中在停車方面，因此必須要滿足承重能力強(qiáng)和空間大的要求。而對于居民樓的地下室平面設(shè)計，由于是交給不同的住戶使用，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要盡量的表現(xiàn)出多元化的特點，來滿足不同住戶的個性需求。

2 高層房建工程中地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的要點

2.1 荷載合計

高層房建地下室結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計主要包括：自重荷載、土壓力荷載、地面建筑荷載、人防荷載和暴動荷載。我國建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)規(guī)范中明確指出了設(shè)計人員在設(shè)計過程中，要綜合地下室各個部門的綜合荷載，結(jié)合各個工程自身結(jié)構(gòu)特點，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定展開荷載組合，并確定了地下室結(jié)構(gòu)中參與荷載的部分為頂板、側(cè)墻、外墻、內(nèi)承重墻和基礎(chǔ);設(shè)計人員務(wù)必要明確各個荷載部分的各項荷載標(biāo)準(zhǔn)值，以做好整體地下室的防控荷載組合。

2.2 頂板設(shè)計

頂板設(shè)計是地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一項重要工作。設(shè)計人員在進(jìn)行頂板設(shè)計時，要確定其厚度指數(shù)符合建筑結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，能夠充分滿足地下室人防的需求，設(shè)計人員還應(yīng)該嚴(yán)格按照“抗震設(shè)計規(guī)范”來進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的頂板嵌固，并嚴(yán)格設(shè)計頂板強(qiáng)度和側(cè)向剛度。另外，設(shè)計人員在進(jìn)行地下室設(shè)計過程中，要向下算一直到滿足嵌固端要求的地下室底板，在計算剪力墻的底部加強(qiáng)區(qū)域時，要將地下層包含在內(nèi)從地面向上算起。

2.3 底板設(shè)計

在進(jìn)行底板設(shè)計時，要考慮底板的受力情況，還要考慮地下室底板的抗?jié)B透性和防水性能。設(shè)計人員要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計地下室底板的厚度，調(diào)整配筋量和配筋率達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)，同時還要結(jié)合實際情況計算出底板部分的支座彎矩傳遞到梁所需要的抗扭鋼筋參數(shù)，另外，設(shè)計人員必須綜合設(shè)計地下室底板部分的樁筏基礎(chǔ)和樁箱部分，以確保滿足抗彎、沖切、剪切及局部受壓等功能。

2.4 外墻設(shè)計

設(shè)計人員在進(jìn)行地下室的外墻設(shè)計時，要調(diào)整彎矩，將荷載分項系數(shù)考慮在內(nèi)，確定底部為固定支座，對地下室進(jìn)行多跨度連續(xù)計算。要保證外墻部分的底板抗彎能力不小于側(cè)壁部分的抗彎能力，并且要保證底板的厚度與配筋量相符合。在高層建筑地下室的外墻設(shè)計時，地下室的地面部分若無樓板支撐，則要根據(jù)實際情況計算模型，確保配筋構(gòu)造與實際情況相符合。

2.5 控制措施設(shè)計

高層房建地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計時還要做好控制措施設(shè)計工作，要綜合考量建筑項目工程的地域情況及南北方不同的設(shè)計細(xì)節(jié)。設(shè)計人員在進(jìn)行控制措施設(shè)計時，要考慮到地下室的抗?jié)B性能，可以采取“補(bǔ)償收縮混凝土”的原理進(jìn)行抗?jié)B處理，通過降低混凝土的最終收縮率，從而達(dá)到控制裂縫的效果，提高房建工程地下室的抗?jié)B性能。

2.6 保護(hù)層設(shè)計

在高層房建地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，設(shè)計人員要嚴(yán)格按照《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》做好保護(hù)層部分的設(shè)計，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，確保防水混凝土底板的混凝土墊層厚度指數(shù)不能小于C15厚度，且要大于等于100mm，保證施工現(xiàn)場的軟土層部分的設(shè)計厚度不小于150mm，防水結(jié)構(gòu)中的迎水面鋼筋保護(hù)層不小于50mm，防水混凝土結(jié)構(gòu)厚度不小于250mm。

高層房建的地下室具有重要的使用功能，地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計就成為了整體設(shè)計中的一項重要工作，設(shè)計人員要綜合考量地下室結(jié)構(gòu)的各項問題，從多角度來優(yōu)化地下室結(jié)構(gòu)，科學(xué)合理的設(shè)計地下室結(jié)構(gòu)，從而保證地下室功能的正常體現(xiàn)，提升建筑工程的整體質(zhì)量。

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