摘 要:建筑工程的地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計一直是建筑總體結(jié)構(gòu)設(shè)計中難度比較大的部位，筆者在這里先分析了地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點難點，再從地下室結(jié)構(gòu)的平面設(shè)計、抗震設(shè)計、保護(hù)層設(shè)計等幾個方面進(jìn)行了簡要分析，并舉出具體實例來加以說明。以資同行參考佐證。

關(guān)鍵詞:建筑工程 地下室 結(jié)構(gòu)設(shè)計

中圖分類號:TU2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0054-02高層建筑因為經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用等諸多方面的考慮，基本都設(shè)置有底盤地下室，通常來講，以一至二層居多。隨著建筑技術(shù)的成熟、建筑需求的增加，地下室的層數(shù)和面積都出現(xiàn)了相應(yīng)的增加，地下室工程在建設(shè)項目工程所占有的比重越來越高。但是在這里，我們要注意到，地下室工程因為是處在地面以下，它的施工難度比較大，建筑周期比較長、建造費用相對較高。此外，地下室因為其結(jié)構(gòu)的特殊性，設(shè)計與施工難度都比較大，比地上建筑更容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。故而對于設(shè)計與施工來講，都有與地上建筑不同的要求。

1 地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計主要存在的問題

地下室工程牽涉到的專業(yè)領(lǐng)域非常廣、專業(yè)知識相對復(fù)雜。在對建筑工程的地下室進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要綜合考量到使用功能、防火功能、人防需要，還要顧及到管道、通風(fēng)、攤水、采光等各個專業(yè)的相互聯(lián)系配合。對于擁有大底盤的建筑群體來說，一般來講，在塔樓部分的使用時期，基本不會發(fā)生抗浮問題。但是地下室以及裙房部位卻會有抗浮不能滿足實際要求的毛病。其設(shè)計上的主要問題表現(xiàn)在:

(1)結(jié)構(gòu)平面的設(shè)計。

(2)抗震設(shè)計。

(3)地下室抗?jié)B、抗浮設(shè)計。

(4)地下室的結(jié)構(gòu)超長。

(5)外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2 建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當(dāng)注重的問題分析

2.1 抗震設(shè)計

通常來講，地下室的抗震設(shè)計常遇到的問題有。一般來講地下室抗震設(shè)計中較為常見的問題為:在多層建筑中，地下室的埋深不夠。房屋的層數(shù)加上地下室在內(nèi)已經(jīng)達(dá)到八層，層數(shù)與高度都已經(jīng)超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。地下室的頂板是上段結(jié)構(gòu)嵌固。地下室的抗震等級應(yīng)當(dāng)和地上部分相同。若地上結(jié)構(gòu)的抗震等級是二級，則地下部分的抗震等級也應(yīng)當(dāng)是二級。

2.2 抗?jié)B抗浮設(shè)計

如果是在地下水位淺，或者在雨水相對較多的地區(qū)進(jìn)行施工，那么，對于地下室層數(shù)為一到二層的建筑來講，常規(guī)都要考慮到使用階段的抗浮問題。純地下室的部位，以及裙房部位有可能存有抗?jié)B抗浮不符合要求的情況出現(xiàn)。均對這種實際情況，應(yīng)當(dāng)采取下面的幾個措施來應(yīng)對:

(1)在設(shè)計條件允許的前提下，盡可能地提高基坑底設(shè)計標(biāo)高，這樣可以起到降低抗浮設(shè)防水位的目的。高層建筑基礎(chǔ)底板應(yīng)當(dāng)應(yīng)用梁板筏板基礎(chǔ)或者是平板閥板基礎(chǔ)。

(2)倡導(dǎo)應(yīng)用無梁樓蓋與寬扁梁。常規(guī)寬扁梁截面高在跨度的十六分之一和二十二分之一中間。寬扁梁可以有效降低地下部分高度。這樣，在降低抗浮水位上就占有一定的優(yōu)勢。

(3)強(qiáng)化抗?jié)B抗浮設(shè)計的另一個有效辦法是增大地下室自重。這個辦法大體有三種情況:其一是基板加載，其二是邊墻加載，其三是地下室的頂板加載。這種辦法的特點是設(shè)計與施工都相對簡單。但是不足之處在于當(dāng)建筑物需要抵擋較大的浮力時，因為混凝土和相關(guān)的增重材料需求量太大，而使施工費用增加。

(4)設(shè)抗拔樁。此辦法是抗?jié)B抗浮設(shè)計加很常用的方法之一。抗拔均一般情況都要嵌入到埋藏淺嵌入堅硬的基巖之內(nèi)。因為受施工條件和造價因素的制約，抗拔樁入巖一般不深，這就需要施工過程中對樁端進(jìn)行灌漿處理。若上覆土層厚度太大，抗拔樁進(jìn)不到基巖處，那就需要在樁下部設(shè)擴(kuò)大頭，提高抗拔樁的抗拔能力。

2.3 結(jié)構(gòu)超長的處理辦法

因建筑總體設(shè)計要求，地下室的結(jié)構(gòu)時常會出現(xiàn)超長現(xiàn)象。很多情況都會超過40～60m。雖然在溫度影響的角度來看，地下室受的影響相對來講較小，但是周邊環(huán)境對于地下室的約束力較大，所以應(yīng)當(dāng)采取有效的防止裂縫設(shè)計。當(dāng)下較為成功的做法有下面數(shù)種。

(1)安設(shè)伸縮后澆帶。普通伸縮后澆帶一般寬度在八十至一百公分，鋼筋不被切斷。而對平面尺寸超長的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)設(shè)置斷開鋼筋的后澆帶。其寬度應(yīng)按搭接鋼筋需要的最低尺寸同操作空間的實際情況確定。

(2)除了伸縮后澆帶以外的其它措施，包括:①把微膨脹劑摻到混凝土內(nèi)。②超過六十米的地下室結(jié)構(gòu)安設(shè)膨脹加強(qiáng)帶。③采取相應(yīng)辦法提升鋼筋混凝土抗拉力。目前，在實際工作中，已經(jīng)建成的多個建筑，在應(yīng)用上邊所講的辦法，并進(jìn)行合理施工的前提下。其應(yīng)對結(jié)構(gòu)超長的能力已經(jīng)超過了設(shè)計規(guī)范上要求數(shù)值。

2.4 地下室外墻部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計

對于地下室外墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計，我們應(yīng)當(dāng)把重點放在土、水壓力的計算上。在設(shè)計施工時應(yīng)池注意下面的幾點要求。

(1)承載能力。地下室的外墻所要承受的壓力來自水平和垂直兩個方向。水平承載力包括地面荷載和側(cè)面的土壓力荷載。而垂直承載包括地下室以及上部樓蓋傳重和本身自重。實際上的工程設(shè)計當(dāng)中，風(fēng)荷載與垂直承載一般起不到控制作用。墻體的配筋主要是受垂直墻面水平承載產(chǎn)生的彎矩所控制。要按照墻板彎曲計算配筋。

(2)靜止土的壓力數(shù)值。這在實際施工中應(yīng)當(dāng)做具體的實驗來確定，如果沒有實驗條件，那么應(yīng)把砂土系數(shù)值取在0.34至0.45之間，把粘性土系數(shù)值取在0.5至0.7之間。

(3)外墻配筋計算辦法。關(guān)于帶扶壁柱外墻，不按扶壁柱尺寸計算，而是按雙向板對配筋進(jìn)行計算。由外墻和扶壁柱協(xié)調(diào)變形的機(jī)理，此設(shè)計會使外墻垂直配筋少、扶壁柱配筋不足，而外墻水平布筋產(chǎn)生富余。故而求地下室外墻配筋數(shù)量時，按雙向板求取配筋的辦法為宜。

3 工程舉例

(1)工程概況:工程場地部分略帶斜坡，此外基本平整。地上18層鋼筋混凝土框架，地下一層停車庫、人防地下室。總高度54m。持力強(qiáng)為強(qiáng)風(fēng)化巖或者中風(fēng)化巖?？拐鹪O(shè)計:丙類。

(2)此地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析。

①地下室頂板不置大洞口;頂板采取現(xiàn)澆梁板的結(jié)構(gòu)，厚度25cm;樓板的混凝土強(qiáng)度等級為C30，雙向雙層鋼筋配置。保證單方向配筋率超過0．25％。

②本工程地下室頂板是地面以上結(jié)構(gòu)部位的嵌固部分，抗震等級與上部相同，采用三級抗震。

③用預(yù)應(yīng)力管樁作為基礎(chǔ)，直徑500的管樁，其單樁承載力數(shù)值1850kN。

④主樓的室內(nèi)地下室部分頂板適宜承載力，考慮施工后荷載后，取5kN每平方。

⑤此地下室用途之一是作為人防工程，故對本工程露天頂板需考慮到爆動荷載壓力的影響，因此地下室頂板荷載按人防六級考慮，取值750kN每平米。

⑥在和土壤相接處的側(cè)壁保護(hù)層厚度取4cm，室內(nèi)混凝土取1.5cm。地下室側(cè)面水平配筋在外圍，垂直配筋在內(nèi)部。

⑦本工程的地下室之底板要以抗?jié)B抗浮的計算為主要工作。把地下水位的高度考慮在50年一遇的級別，抗?jié)B級別設(shè)為P6，抗浮水頭級別設(shè)為5.1m。

地下室底板用無梁樓蓋計算辦法，計算得出底板厚度60cm。

⑧地下室抗浮設(shè)計、驗算。地下室應(yīng)當(dāng)驗算出地下的水壓超沒超過地下室恒載。取恒載分項的系數(shù)設(shè)為0.9，水壓分項系數(shù)設(shè)為1.0。如恒載能力達(dá)不到地下室抗浮需求，就要應(yīng)用到抗拔樁進(jìn)行加強(qiáng)浮力抵抗的工作。

4 結(jié)語

作為建筑工程整體結(jié)構(gòu)的有機(jī)組成部分，地下室建筑質(zhì)量的高低對建筑整體的穩(wěn)固性有很大影響。在一些高層的建筑中，地下工程造價甚或超過地上工程造價。因為位置特殊，其結(jié)構(gòu)設(shè)計不能不引起我們的重視。設(shè)計上要考慮的問題很多，鑒于問題的復(fù)雜性，在這里，我們的設(shè)計人員就要把握住質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)的兩個大原則，在技術(shù)層面去研究解決地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題。

參考文獻(xiàn)

[1]顧曉鵬．SATWE計算軟件在地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J]．山西建筑，2008，34(15):53-54．

[2]都軍花，梁麗芳．建筑工程中地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計探討[J]．中國高新技術(shù)企業(yè)，2009，25(9):179-180．

[3]楊照夫．金馬同盛大廈地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009，18(24):28-29．

[4]文華．論述地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題[J]．建材與裝飾，2005(10):10-12．

[5]何鋒.建筑工程地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計研究[J].建材與裝飾:中旬，2011(4).

[6]陳璋.高層建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計常見問題分析[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009，(12).